比 Webpack 快 700 倍、比 Vite 快 10 倍的打包器 Turbopack

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比 Webpack 快 700 倍、比 Vite 快 10 倍的打包器 Turbopack

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介绍

Vercel 是由 Guillermo Rauch 创立的云服务公司,前身为 Zeit,有 Next.js、Node.js 的 websocket 框架 socket.io 和 MongoDB 客户端 mongoose 等知名开源项目为大众所知。Next.js 为了实现后端渲染,重度使用了 JS 生态中的打包构建工具 webpack。

昨天,Vercel 的团队宣布推出了 Next.js 13,该版本的一些亮点更新内容包括:

更新:

npm i next@latest react@latest react-dom@latest eslint-config-next@latest
复制代码

Directory (beta)

通过引入 app/directory 来改进 Next.js 中的路由和布局,这是之前为征求社区反馈而发布的 Layouts RFC 的结果。包括对以下内容的支持:

该 app/directory 可以与现有 pages directory 共存以进行 incremental adoption。公告指出,虽然在升级到 Next.js 13 时不需要使用该 app/directory,但其正在为构建复杂的 interfaces 奠定基础,同时减少 JavaScript 的数量。

引入 Turbopack (alpha)

Next.js 13 中包含 Turbopack —— Webpack 的新的基于 Rust 的继任者,针对 JavaScript 和 TypeScript 优化的增量打包器。

“Webpack 已被下载超过 30 亿次。虽然它是构建 Web 不可或缺的一部分,但我们已经达到了基于 JavaScript 的工具所能达到的最大性能的极限。在 Next.js 12 中,我们开始过渡到 native Rust 驱动的工具。我们首先从 Babel 迁移,这导致转译速度提高了 17 倍。然后,我们替换了 Terser,这使得 minification 提高了 6 倍。现在是时候全身心投入到原生的打包工作中去了。”

将 Turbopack (alpha) 与 Next.js 13 一起使用可以:

  • 更新速度比 Webpack 快 700 倍
  • 更新速度比 Vite 快 10 倍
  • cold starts(冷启动)速度比 Webpack 快 4 倍

 

根据介绍,Turbopack 只打包开发中所需要的最小资产,所以启动时间非常快。在一个有 3000 个模块的应用程序中,Turbopack 的启动时间为 1.8 秒。Vite 需要 11.4 秒,Webpack 需要 16.5 秒。

Turbopack 对服务器组件、TypeScript、JSX、CSS 等提供了开箱即用的支持。不过在 Alpha 版期间,许多功能尚不受支持。

注意: Next.js 中的 Turbopack 目前仅支持 next dev,可查看支持的功能。开发团队还在努力通过 Turbopack 添加 next build 支持。未来我们将发布独立的 CLI、插件 API,并支持其他框架,如 Svelte 和 Vue。

可在 Next.js 13 中通过 next dev --turbo 试用 Turbopack (alpha)。

打包与原生 ESM

像 Vite 这样的框架使用了一种技术,它们不会在开发模式下打包应用程序源代码。相反,它们依赖于浏览器的原生 ES Modules 系统。这种方法会导致令人难以置信的响应更新,因为它们只需要转换单个文件。

但是,Vite 可能会遇到由许多模块组成的大型应用程序的扩展问题。浏览器中的大量级联网络请求会导致启动时间相对较慢。对于浏览器来说,如果它可以在尽可能少的网络请求中接收到它需要的代码——即使是在本地服务器上,它会更快。

这就是为什么我们决定像 Webpack 一样,希望 Turbopack 将代码打包在开发服务器中。Turbopack 可以更快地完成它,尤其是对于大型应用程序,因为它是用 Rust 编写的,并且跳过了仅在生产环境中需要的优化工作。

增量计算

我们的团队吸取了 Webpack 10 年的经验教训,结合了Turborepo 和 Google 的 Bazel 在增量计算方面的创新,并创建了一个可以支持未来几十年计算的架构。

有两种方法可以加快进程:减少工作量或并行工作。我们知道,如果我们想让最快的打包器成为可能,我们需要用力拉动两个杠杆。

我们决定为分布式和增量行为创建一个可重用的 Turbo 构建引擎。Turbo 引擎就像函数调用的调度程序一样工作,允许在所有可用内核上并行调用函数。

Turbo 引擎还缓存它调度的所有函数的结果,这意味着它永远不需要两次执行相同的工作。简而言之,它以最大速度做最少的工作

Vite 和 esbuild

其他工具对“做更少的工作”采取不同的态度。Vite 通过在开发模式下使用 Native ESM 将工作量降至最低。出于上述原因,我们决定不采用这种方法。

在底层,Vite 将 esbuild 用于许多任务。esbuild 是一个打包器 - 一个非常快的。它不会强迫您使用本机 ESM。但出于几个原因,我们决定不采用 esbuild。

esbuild 的代码针对一项任务进行了超优化 - 快速打包。它没有 HMR,我们不想从我们的开发服务器中丢失它。

esbuild 是一个非常快速的打包工具,但它并没有做太多的缓存。这意味着你最终一次又一次地做同样的工作,即使这项工作是以本机的速度进行的。

Evan Wallace 将 esbuild 称为下一代打包器的概念验证。我们认为他是对的。我们认为具有增量计算的 Rust 驱动的打包器在更大的规模上可以比 esbuild 更好地执行。

懒惰打包

Next.js 的早期版本试图在开发模式下打包整个Web 应用程序。我们很快意识到这种“急切”的方法并不是最优的。Next.js 的现代版本仅打包开发服务器请求的页面。例如,如果您转到 localhost:3000,它将仅打包 pages/index.jsx,以及它导入的模块。

这种更“懒惰”的方法(仅在绝对必要时打包资产)是快速开发服务器的关键。本机 ESM 无需太多魔法即可处理此问题 - 您请求一个模块,该模块又请求其他模块。但是,出于上述原因,我们想构建一个打包器。

esbuild 没有“惰性”打包的概念——除非您专门针对某些入口点,否则它是全有或全无的。

Turbopack 的开发模式会根据收到的请求构建应用程序导入和导出的最小图,并且仅打包必要的最少代码。在核心概念文档中了解更多信息。

这种策略使 Turbopack 在第一次启动开发服务器时变得非常快。我们只计算渲染页面所需的代码,然后将其以单个块的形式发送到浏览器。在大规模情况下,这最终比原生 ESM 快得多。

我们想要:

  • 构建一个打包器。在处理大型应用程序时,打包程序的性能优于本机 ESM。
  • 使用增量计算。Turbo 引擎将这一点带入 Turbopack 架构的核心——最大化速度并最小化完成的工作。
  • 优化我们的开发服务器的启动时间。为此,我们构建了一个惰性资产图来仅计算请求的资产。

这就是我们选择构建 Turbopack 的原因。

更多详情可查看官方公告


值得一提的是,Turbopack 还是出自 Webpack 作者 TobiasKoppers 之手。{\color{orange}值得一提的是,\color{lime}Turbopack \space 还是出自 \space Webpack \space 作者 \space Tobias Koppers \space 之手。}Tobias Koppers 于 2021 年 4 月加入 Vercel,参与了 Turbopack 的开发。

关于 Turbopack 的由来,Vercel 首席执行官 Guillermo Rauch 透露,Next.js 早在 2016 年就开始使用 Webpack 作为一个组件。“我们可能是 Webpack 的最大用户。我们开始和作者聊了很多,因为当时我们有像沃尔玛这样的客户,有超过 250 名工程师在 Next.js 代码库上工作,分享关于编译过程的反馈。我们意识到 JavaScript 和 TypeScript 代码的数量增长如此之快,以至于超出了基于 JavaScript 的工具和架构的能力。Tobias 从未想过该工具会得到如此广泛的采用。”

另一个因素是 Webpack 面向单页应用程序 (SPA) 的方向。“[2016 年] 每个人都在构建单页应用程序。我们对市场说不,我们将进行服务器渲染并编排由多个入口点组成的复杂应用程序,因此我们开始改变 Webpack 的默认设置。Webpack 非常单一且面向 SPA。”

当 Tobias 加入 Vercel 时,“他带来了 10 年的专业知识,见证了这件事情的发展。但他意识到架构和运行时的所有缺陷。因此,Tobias 成为了 Rust 专家。”

此外,Vercel 首席技术官 Malte Ubl 还表示,Turbopack 旨在成为 Webpack 的直接替代品,Next.js 则是它的第一个客户。 “随着时间的推移,我们计划针对所有开发者用例继续迭代和改进 Turbopack。它是开源的,我们期待看到社区如何参与该工具的早期阶段。”

在被问及如何看待 Webpack 的未来,以及是否预计在更广泛的网络社区中,大量的 Webpack 使用会迁移到 Turbopack 这一问题时?

Tobias 的回答是,“现在是整个网络生态系统的编译器基础架构的一个新起点。Webpack 已被下载超过 30 亿次。它已成为 Web 构建不可或缺的一部分。但就像 Babel 和 Terser 一样,现在是 all-in on native 的时候了。我加入了 Vercel,组建了一个团队来构建网络的下一代 bundler。”

他还补充称,预计 Webpack 不会很快从 Next.js 中消失。向后兼容性是 Next.js 不可或缺的一部分,他们将关心所有使用自定义插件的 Next.js 用户。Webpack 将在 Next.js 中保持足够长的活跃时间,但同时其团队还将继续改进 Turbopack,从而实现最终在 Next.js 中完全取代 Webpack。

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