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如何實現并部署自己的Npm解析服務

大家好，我卡頌。

你是否好奇 —— codesandbox是如何在線運行代碼的？

要回答這個問題，我們先看看前端項目是如何在本地跑起來的。簡單來說分為3步：

執行npm install安裝依賴。
使用打包工具（比如webpack）打包、編譯代碼（如果使用Vite會省去打包的步驟，但會執行「預構建」）。
將步驟2的產物通過script標簽注入頁面。

codesandbox能在線運行代碼，顯然他也實現了上述步驟，具體來說，codesandbox內置了2個在線服務：

npm解析服務 —— 用于實現上述步驟1。
在線打包服務 —— 用于實現上述步驟2、3。

本文我們來聊聊如何實現并部署自己的npm解析服務。

codesandbox簡要工作原理

下面是一個常見的codesandbox界面，包含兩部分：

左邊的文件系統、代碼編輯器。
右邊的效果預覽區域。

如何實現并部署自己的Npm解析服務

其中「效果預覽區域」是一個iframe，對于上圖中的例子，iframe的地址是https://pjdp86.csb.App/。如果你打開這個地址，會發現他就是代碼的預覽效果：

如何實現并部署自己的Npm解析服務

但這并不意味著codesandbox幫我們部署了項目。實際上，這個地址中前端代碼是在頁面打開后再編譯、打包的。

打開codesandbox項目時經常看到的下述界面，就是前端編譯代碼的畫面：

如何實現并部署自己的Npm解析服務

具體來說，當我們打開一個codesandbox項目，iframe對應地址初始化時，會執行如下操作：

下載項目代碼（即編輯器中顯示的代碼）。
根據項目package.json中指明的依賴，從「npm解析服務」下載項目依賴的代碼。
下載在線打包器（一個mini webpack）、編譯器（babel）相關代碼。
在線打包、編譯。
運行打包后的代碼。

正是有了在線打包、編譯的流程，codesandbox才能在線運行：

React項目（需要編譯JSX）。
TS項目（需要編譯TS語法）。
Vue項目（需要編譯SFC文件）。

回到本文的主題 —— 「npm解析服務」。當我們從項目package.json中獲取到依賴庫的名稱后，完全可以從CDN直接請求依賴庫對應的代碼，為什么還需要一個獨立的「npm解析服務」呢？

npm解析服務的作用

之所以需要獨立的「npm解析服務」，主要是因為 —— npm包本身可能還依賴別的npm包，如果每次初始化iframe時依次下載：

package.json中指定的依賴
依賴的依賴
依賴的依賴的依賴
...

那會極大拖慢項目初始化的時間。同時，這樣做也可能會下載大量實際不會使用的代碼。

所以，需要一個「npm解析服務」，當第一個用戶第一次請求某個庫時，依次完成：

從庫的入口代碼解析AST，分析其中的require語句，遞歸的解析這個庫的依賴。
下載依賴代碼，將所有依賴的代碼匯總到一個JSON文件。
將步驟2的JSON文件保存在對象存儲中。
返回步驟2的JSON文件。

那么，后續所有用戶在請求這個庫時，都能直接從對象存儲中直接獲取解析好的JSON文件，這能極大提高在線安裝依賴的速度。

比如，react@18.2.0經由「npm解析服務」解析后會返回如下JSON：

{
  "contents": {
    "/node_modules/react/index.js": {
      // 庫的代碼
      "content": "...省略",
      "isModule": false,
      // 依賴的其他模塊
      "requires": [
        "./cjs/react.production.min.js",
        "./cjs/react.development.js"
      ]
    },
    "/node_modules/react/cjs/react.production.min.js": {/*省略*/},
    "/node_modules/react/cjs/react.development.js": {/*省略*/},
    "/node_modules/js-tokens/package.json": {/*省略*/},
    "/node_modules/loose-envify/package.json": {/*省略*/},
    "/node_modules/react/package.json": {/*省略*/}
  },
  // 庫的版本信息
  "dependency": {
    "name": "react",
    "version": "18.2.0"
  },
  "peerDependencies": {},
  // 依賴的依賴
  "dependencyDependencies": {
    "loose-envify": {/*省略*/},
    "js-tokens": {/*省略*/}
  },
  "dependencyAliases": {}
}

上述JSON中，入口代碼在/node_modules/react/index.js，通過遞歸分析他的AST，發現他依賴了：

"./cjs/react.production.min.js"
"./cjs/react.development.js"

于是，這2個文件對應代碼也包含在JSON中。

當下一個用戶加載的項目依賴react@18.2.0，就能直接從對象存儲中獲取上述JSON。

npm解析服務的實現

codesandbox在線打包相關的代碼都是開源的，比如：

編輯器的部分對應sandpack-react[1]
npm解析服務對應dependency-packager[2]
在線打包服務對應codesandbox-client[3]

所以，我們可以基于dependency-packager部署自己的「npm解析服務」。

dependency-packager是一個serverless服務，通過AWS Lambda部署。由于采用的是開源的serverless框架，所以我們可以很方便的將項目中AWS Lambda的部分替換成其他serverless服務商（比如阿里云函數計算）。

整個dependency-packager包含兩個serverless函數：

api：實際對外提供的服務
packager：根據包名和版本號生成JSON的服務

他們的關系如下：

如何實現并部署自己的Npm解析服務

其中，生成的JSON保存在AWS S3中。同樣，這里也可以替換成其他云服務廠家的存儲方案。

packager服務的工作流程如下：

如何實現并部署自己的Npm解析服務

其中，「驗證依賴的入口文件」會嘗試下面這些文件后綴：

const found = [
  path.join(basedir, pkg.module),
  path.join(basedir, pkg.module + ".js"),
  path.join(basedir, pkg.module + ".cjs"),
  path.join(basedir, pkg.module + ".mjs"),
  path.join(basedir, pkg.module, "index.js"),
  path.join(basedir, pkg.module, "index.mjs"),
].find((p) => {
  try {
    const l = fs.statSync(p);
    return l.isFile();
  } catch (e) {
    return false;
  }
});

驗證完成后，會以package.json中的module或mAIn字段作為入口文件，將代碼轉換為AST，分析AST中的require語句（cjs語法中引入模塊的語法），找到依賴的模塊。最終將這些模塊匯總在JSON中。