目前在网上有很多 XX 源码分析 这样的文章,包括我最近也在写 React 源码 分析的文章,可能这些文章对于作者来说已经很详细了,但是对于读者来说,这些文章分析源码的范围有限,有时候讲的内容不是读者最关心的。同时我也注意到,源码是在不断更新的,文章里写的源码往往已经过时了。因为这些问题,很多同学都喜欢自己看源码,自己动手,丰衣足食。
这篇文章主要讲的是阅读大型的前端开源项目比如 React、Vue、Webpack、Babel 的源码时的一些技巧。目的是让大家在遇到需要阅读源码才能解决的问题时,可以更快的定位到自己想看的代码。授人以鱼不如授人以渔,希望大家可以通过这篇文章,了解到阅读大型前端项目源码时的切入点。在之后遇到好奇的问题时,可以自己去探索。
问题驱动————问题驱动
看源码之前,首先我们应该明确一点,为什么要看源码?
我的观点是,看源码的主要目的是为了解决实际问题。尽管开源项目的源代码通常质量较高,但它们本质上还是普通的代码。如果没有明确目标,仅仅浏览整个代码库,就像在大海捞针,难以从中学到实质性的内容。然而,如果我们带着具体的问题去看源码,比如想理解 React 的合成事件系统原理,探索 React 中 setState 的内部变化,或是弄清 Webpack 插件系统的工作机制,亦或是在遇到一个 bug 时怀疑是框架或工具的问题,那么有针对性地查阅源码就能让我们更高效地找到答案并解决问题。
例如,在 React 中,你可能想知道为什么在调用 setState 后状态更新是异步的,而不是立即生效。为了解答这个问题,你可以深入研究 React 的源码,特别是调度和更新队列的实现。通过分析 setState 的执行路径,你会发现 React 会将状态更新操作放入一个队列中,并在合适的时间(例如下一次渲染时)批量处理这些更新。这样不仅提高了性能,还避免了不必要的重新渲染。这个过程的理解可以帮助你在开发中更好地利用 React 的状态管理机制,也更容易排查相关问题。
看最新版的源码
网上看到的一些说法,看源码要从项目的第一个 commit 开始看,就那 React 的源码接近 2 万次的提交,你怎么看呐:
我的建议是优先阅读当前较流行的版本源码。这样做的好处是,你可以更方便地找到参考资料。以 React 18 为例,针对这个版本的源码分析文章已经非常丰富,如果你在某个知识点上遇到困难,可以通过 Google 搜索相关源码中的方法,并结合现有的分析资料进行深入学习。
如上图所示,它是一个 React 源码中的一个函数,通过这种方式我们可以学习到 React 源码中的大概思路,然后再结合源码阅读起来是非常方便的。
前置条件
看源码怎么看,当然不能一把梭了。例如阅读 React 源码是一个相对高级的任务,需要具备一定的前置条件才能有效进行。
首先,必须具备扎实的 JavaScript 基础,包括深入理解 ES6+ 语法、闭包与作用域、原型与继承等关键概念。此外,还需熟悉 React 的核心概念和 API,比如组件、状态管理、生命周期、合成事件、React Hooks、上下文(Context)等,特别是 React 18 的新特性,如 Concurrent 模式和 Server Components。
除了这些基础知识外,还需要对操作系统、浏览器以及常用算法有一定的了解。React 通过 Fiber 架构引入了任务调度的概念,这与操作系统中的线程调度、多任务处理、时间片轮转等原理类似。理解这些操作系统的原理,有助于掌握 React 如何在不同优先级之间高效调度任务,特别是在 Concurrent 模式下。
在算法方面,React 使用了多种算法来实现其功能。例如,使用 diff 算法来处理虚拟 DOM,利用优先队列实现任务调度,并结合链表和树结构构建 Fiber 架构。这些算法的理解对于深入阅读源码至关重要。
此外,还需要理解一些浏览器相关的概念。React Fiber 架构通过分割渲染工作并根据任务优先级进行调度,确保高优先级任务(如用户交互)能够在高 FPS 下优先处理,从而保持流畅的用户体验。理解 FPS 可以帮助你掌握 React 的调度策略。
React 中的动画和过渡效果与 FPS 密切相关。通过理解并结合浏览器的请求动画帧(requestAnimationFrame)等 API,可以优化动画性能,确保动画在高帧率下平滑运行。React 还通过时间切片技术,将任务拆分为多个小片段,在浏览器空闲时执行,以保持高 FPS 的同时不阻塞主线程。理解 FPS 和时间切片技术,可以帮助你更好地理解 React 的工作机制和性能优化策略。
如果你都不懂,那么你这会又可以借助网上的那些资料来进行学习了。
本地 build
不过最终我们还是要直接看源码。笔者真正看源码的第一步就是把项目的代码仓库 clone 到本地。然后按项目 README 上的构建指南,在本地 build 一下。
如果是前端框架,我们可以在 HTML 中里直接引入本地 build 出的 umd bundle(记得用 development build,不然会把代码压缩,可读性差),然后写一个简单的 demo,demo 里引入本地的 build。如果是基于 Nodejs 的工具,我们可以用 npm link 把这个工具的命令 link 到本地。也可以直接看项目的 package.json 的入口文件,直接用 node 运行那个文件。
这里要强调一下,大型的开源项目一般都会有一个 Contribution Guide,目的是让想贡献代码的开发者更快上手。里面就有讲怎么在本地构建代码。
就那我那破前端 脚手架 create-neat 来说,里面写有了一些相关的贡献指南,甚至我们也会有一些相关架构的内容分享:
理清目录结构
在看具体的代码之前,我们需要理清项目的目录结构,这样我们才能更快的知道在哪里地方找相关功能的代码。
在大型的开源项目中,基本都是采用的 Monorepo,也就是一个仓库里包含了多个子仓库。我们在 packages 目录下可以看到很多单独的 package:
在这些目录的划分,它每个包都是实现不同的功能的,例如 React 的代码分为 React Core,Renderer 和 Reconciler,而 Schedule 作为任务调度的部分。
我们再来看 create-neat 的,它有三个文件夹:
其中 core 是我们在命令终端上用于执行命令创建项目等需求的,而 utils 作为存放公共包的,plugins 是用于存放多个不同的插件的。
debugger && 全局搜索大法
运行了本地的 build,了解了目录结构,接下来我们就可以开始看源码了!之前说了,我们要以问题驱动,下面我就以 React 调用 setState 前后发生了什么这个问题作为例子。
我们可以在 setState 的地方打一个断点。首先我们要找到 setState 在什么地方。这个时候之前的准备工作就派上用处了。我们知道 React 的共有 API 在 react 这个 package 下面。我们就在那个 package 里面全局搜索。我们发现这个 API 定义在 src/ReactBaseClasses.js 这个文件里。
于是我们就在这里打一个断点:
Component.prototype.setState = function (partialState, callback) {
invariant(
typeof partialState === "object" ||
typeof partialState === "function" ||
partialState == null,
"setState(...): takes an object of state variables to update or a " +
"function which returns an object of state variables."
);
debugger;
this.updater.enqueueSetState(this, partialState, callback, "setState");
};
然后运行本地 React build 的 demo 页面,让组件触发 setState,我们就可以在 Devtool 里看到断点了。
其他更详细的调试方法可以关注后面的文章......
我们还可以通过浏览器的 Performance 面板,可以帮助你了解和分析 React 源码在运行时的表现,在 React 18 中引入了 Concurrent 模式,通过 Performance 面板,你可以观察到 React 如何将任务分割为多个小片段,并根据优先级进行调度。你能够看到各个任务的执行顺序和时间分配,理解 React 是如何在保持高 FPS 的同时,不影响用户交互的流畅性。
其实大家都知道单步调试这种办法,但在哪里打断点才是最关键的,我们总不能是在项目的总入口上直接调试一步一步点下去把。我们在熟悉框架的原理之后,就可以在框架的关键链路上打断点,比如前端 View 层框架的声明周期钩子和 render 方法,Node 工具的插件函数,这些代码都是框架运行的必经之地,是不错的切入点。
如果是为了了解一个特定的问题,大家可以直接在自己觉得有问题的地方打断点。然后把源码运行起来,想办法让代码运行到那个地方。我们在断点可以看到局部变量等等信息,有助于定位问题。
还有一个非常重要的点,就例如 React 源码中,有很多判断代码来区分不同的环境的,那么它有一个 __DEV__ 的判断,它是可以完全忽略不读的:
这样我们就可以忽略了很多无所关联的代码了。还有一些对错误的具体处理也是可以忽略的,我们只需要知道这是错的,就不需要它是具体怎么对这个错误信息进行处理的了。
读源码应该从一个大的范围开始入手,然后逐步把问题拆分成一个小问题,例如在 React 的整个构建流程中,大致可以划分为两个阶段:render 阶段、commit 阶段。而 commit 阶段又可以划分为三个小阶段,我们应该从这样的角度去拆分问题。
来自开发团队的资源
其实开源项目的开发团队也都致力于让更多的人参与到项目中来,降低项目的门槛。所以我们在线上其实可以找到很多来自开发团队的资源。这些资源可以帮助我们去理解项目的原理。
每个项目都有一些核心开发者,比如 React 的 Dan Abramov, Andrew Clark 和 Sebastian Markbåge。Webpack 的 Tobias Koppers 和 Sean Larkin。Vue 的 Evan You。我们可以在 Twitter 上关注他们,了解项目的动态。
仓库上的 issue 也很重要,有些 issue 的回答或者一些核心开发人员也会发布一些关于对于某个架构的理解一些核心原理的概念等等。
还有这些官方网站的博客以及一些官方的社区都可以查阅到相关的知识点。
参考
总结
其实要前端源码也不是一件很难的事情,因为源码也是普通的代码,并没有太多门槛。如果你需要完整的理解一个源码,那么可能你需要花点时间并且确保时间足够,因为有可能读源码需要一个连续性的思考,不能读了半小时之后又中断,下次再来的时候就很难知道当时是怎么思考的了。
最后分享两个我的两个开源项目,它们分别是:
这两个项目都会一直维护的,如果你想参与或者交流学习,可以加我微信 yunmz777 如果你也喜欢,欢迎 star 🚗🚗🚗