前端利器躬行记（2）——Babel

　　Babel是一个JavaScript编译器，不仅能将当前运行环境不支持的JavaScript语法（例如ES6、ES7等）编译成向下兼容的可用语法（例如ES3或ES5），这其中会涉及新语法的转换和缺失特性的修补；还支持语法扩展，从而能随时随地的使用JSX、TypeScript等语法。目前最新版本是7.4，自从6.0以来，Babel被分解的更加模块化，各种转译功能都以插件的形式分离出来，可按自己的需求，灵活配置。

　　在7.0版本中，对Babel的包做了一次大调整，统一改成域级包，将原先以“babel-”为前缀的包迁移到@babel的命名空间，例如@babel/core、@babel/cli等。这种模块化的设计，既能区分是否是官方发布的，也能避免命名冲突。

一、@babel/core

　　如果要以编程的方式使用Babel，那么可以通过@babel/core实现，安装命令如下所示。

npm install --save-dev @babel/core

　　在引入该包后，就能在JavaScript文件中直接编译代码、文件或AST。以编译代码为例，可选择的方法有三个，如下所示。

var babel = require("@babel/core");
babel.transform(code, options, function(err, result) {
  console.log(result);                 　　// => { code, map, ast }
});
babel.transformSync(code, options)        // => { code, map, ast }
babel.transformAsync(code, options)       // => Promise<{ code, map, ast }>

　　虽然transform()用于异步编译，transformSync()用于同步编译，但是它们得到的结果相同，都是一个由转换后的代码（code）、源码映射信息（map）和抽象语法树（ast）组成的对象。而transformAsync()得到的结果与前面两个方法不同，它返回一个包含code、map和ast的Promise对象。这些方法的第二个options参数，可用于传递配置信息，具体可参考官方文档。

　　如果要编译文件或AST，那么也有类似的三个方法可供选择。除了能编译之外，利用这个包还能把代码解析成AST（即传入一段代码，得到一个AST）以便其它插件对其进行语法分析，可使用的方法有parse()、parseSync()和parseAsync()。

二、@babel/cli

　　@babel/cli是一个Babel内置的命令行工具，可通过命令来编译文件，其安装如下所示。

npm install --save-dev @babel/cli

　　假设有一个src.js文件，其内容如下代码所示，用到了ES6中的箭头函数。

let fn = () => true;

　　在运行下面的命令后，可以看到输出和输入的代码相同，这是因为此时还未指定任何转译插件。

./node_modules/.bin/babel src.js

　　如果当前的npm版本是5.2以上，那么可将./node_modules/.bin缩短为npx，如下所示。

npx babel src.js

　　在babel中，有多个可用的参数，下面只列举其中的四个，其余参数的用法可参考官方文档。

npx babel src --out-dir dist
npx babel src.js --out-file dist.js
npx babel src.js --out-file dist.js --plugins=@babel/plugin-transform-classes,@babel/transform-modules-amd
npx babel src.js --out-file dist.js --presets=@babel/preset-env,@babel/flow

　　（1）“--out-dir”参数可编译整个src目录下的文件并输出到dist目录中。

　　（2）“--out-file”参数可编译src.js文件并输出到dist.js文件中。

　　（3）“--plugins”参数可指定编译过程中要使用的插件，多个插件用逗号隔开。

　　（4）“--presets”参数可指定编译过程中要使用的预设，多个预设用逗号隔开。

　　在package.json文件中，可以通过scripts字段声明脚本命令。如果想要简化babel命令，那么可以将它们迁移到scripts字段中，如下所示。

{
  "scripts": {
    "compile": "npx babel src.js --out-file dist.js"
  }
}

　　现在要编译目录的话，只要执行下面的这条npm命令即可。

npm run compile

三、配置

　　在Babel中，可以将各种命令的参数集中到一个配置文件中，而可配置的文件包括babel.config.js、.babelrc和package.json。

1）babel.config.js

　　这是Babel 7最新引入的配置文件，存在于根目录中（即package.json文件所在的目录）。它不仅能以编程的方式声明全局生效的配置参数，还能利用overrides字段对不同的子目录进行针对性的配置，从而就能避免为相关目录创建一个.babelrc文件了。在下面的示例中，为test目录单独配置了预设（presets）。

module.exports = {
  presets: [...],
  overrides: [{
    test: ["./test"],
    presets: [...]
  }]
};

　　当运行下面两条命令进行编译时，第一条读取的是最外层的预设，第二条读取的是overrides中的预设。

npx babel src.js
npx babel ./test/src.js

2）.babelrc

　　babel.config.js并不是.babelrc的替代品，.babelrc文件用于局部配置（如下代码所示），可放置于所有目录中。如果当前目录没有.babelrc文件，那么就会往上查找直至找到为止。

{
  "presets": [...]
}

　　注意，如果.babelrc的后缀是“.js”（即.babelrc.js），那么在文件中可以通过JavaScript配置参数。

3）package.json

　　在package.json文件中，可以声明一个babel字段，其值就是.babelrc文件中的配置参数，如下所示。

{
  "babel": {
    "presets": [...]
  }
}

　　注意，不能让.babelrc和声明过babel字段的package.json处在相同的目录中。

4）配置函数或方法

　　前面三种都是用单独的文件来配置Babel的参数，其实还可以通过相关的函数或方法来达到相同地目的。在下面的示例中，引入gulp-babel包后就能通过得到的babel()函数来配置Babel的参数。

let babel = require("gulp-babel");
babel({
  presets: [...]
});

四、插件

　　Babel的编译可分为三个阶段：解析、转换和生成，而插件（Plugin）在转换过程中起到了至关重要的作用。借助Babel的插件可将解析完成的AST按照特定的要求进行处理，然后再输出生成的代码。

1）插件类型

　　Babel中的插件分为两种类型：语法和转换。语法插件只允许Babel解析成特定类型的语法，例如JSX、Flow等。转换插件常用来编译ES6、ES7、React和Modules等，由于能自动开启相应的语法插件，因此不用显式的指定两种插件。以之前的箭头函数为例，如果要将其编译成所有浏览器都能识别的形式，那么就得安装相应的插件，如下所示。

npm install --save-dev @babel/plugin-transform-arrow-functions

　　在.babelrc文件中的配置如下所示。

{
  "plugins": ["@babel/plugin-transform-arrow-functions"]
}

　　在配置文件中，不仅能指定插件的相对或绝对路径，还可省略插件名称中的“babel-plugin-”前缀。假设有个插件名叫@org/babel-plugin-name，那么它的相对路径和简写名称如下所示。

{
  "plugins": [
    "../@org/babel-plugin-name",
    "@org/name"
  ]
}

2）执行顺序

　　插件的执行顺序会受配置时所处的位置的影响，具体规则如下所列，其中预设是指官方预先设计的一组插件集，本质上仍然是插件。

（1）插件执行在预设之前。

（2）插件会按顺序从前往后执行。

（3）预设与插件相反，从后往前执行。

　　以下面的配置信息为例，在插件中，先执行@babel/plugin-transform-arrow-functions，后执行@babel/plugin-transform-classes。而在预设中，先执行@babel/preset-react，后执行@babel/preset-env。

{
  "plugins": ["@babel/plugin-transform-arrow-functions", "@babel/plugin-transform-classes"],
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}

3）插件参数

　　如果要配置插件的参数，那么得在插件名称后增加一个参数对象，并且写成数组的形式，如下所示。

{
  "plugins": [
    ["@babel/plugin-transform-arrow-functions", { "spec": true }], 
    ["@babel/plugin-transform-classes", { "loose": true }]
  ]
}

　　预设也能接收参数，其写法与之类似。

五、预设

　　如果在配置文件中一个一个的声明插件，那么不仅会让该文件变得巨大，而且还难免会有所遗漏。官方为了避免此类问题，引入了预设（Preset）的概念。预设类似于生活中的套餐，每个套餐会集合不同的插件，从而能够一次性安装各类插件，并且还可共享配置的参数。

1）@babel/preset-env

　　此预设不仅集合了最新的ES语法（即编译指定的ES标准），还能配置所要支持的平台（例如Node、Chrome等）和版本，以及按需加载插件，其安装命令如下所示。

npm install --save-dev @babel/preset-env

　　下面是一个预设的配置示例，支持Chrome 58和IE 11，以及超过市场份额5%的浏览器。还有许多其它可供选择的配置参数，具体可翻阅官方文档。

{
  presets: [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        targets: {
          chrome: "58",
          ie: "11",
          browsers: "> 5%"
        }
      }
    ]
  ]
}

　　除了@babel/preset-env之外，官方还给出了其它实用的预设，例如@babel/preset-flow、@babel/preset-react和@babel/preset-typescript等。

　　与插件类似，预设也能指定相对或绝对路径，只不过它省略的前缀是“babel-preset-”。假设有个预设名叫@org/babel-preset-name，那么它的相对路径和简写名称如下所示。

{
  "presets": [
    "../@org/babel-preset-name",
    "@org/name"
  ]
}

2）stage-x

　　这是一组实验性质的预设，囊括了处于提案阶段的标准，TC39委员会将提案分为5个阶段，如表2所示。

表2  提案的五个阶段

阶段	描述	预设
Stage 0	设想（Strawman），由TC39的成员或已经注册成TC39贡献者的会员提出的想法	@babel/preset-stage-0
Stage 1	建议（Proposal），产生一个正式的提案，确定提案负责人	@babel/preset-stage-1
Stage 2	草案（Draft），规范的第一个版本，包含新特性的语法和语义，接下来只接受增量修改	@babel/preset-stage-2
Stage 3	候选（Candidate），完成规范，获得用户反馈，接下来只有出现重大问题才做修改	@babel/preset-stage-3
Stage 4	完成（Finished），将新规范纳入到标准中，准备发布	不存在，因为它就是已发布的标准预设，例如ES6、ES7等

　　以上4个阶段的预设存在着依赖关系，阶段靠前的依赖阶段靠后的（即数字小的包含数字大的），例如@babel/preset-stage-0依赖@babel/preset-stage-1。

　　由于这些提案阶段的预设不太稳定，很有可能会被TC39委员会除名或变更，并且混合使用在配置上容易出错，因此从Babel 7开始，它们都将被废弃。

六、@babel/polyfill

　　虽然env预设（@babel/preset-env）能统一JavaScript的新语法（即高版本编译成低版本），但是无法支持内置的新方法或新对象，例如Promise、Array.of()等。为此，Babel引入了的Polyfill技术（全部打包在@babel/polyfill中），将所缺的特性添加到全局对象中或内置对象的原型上，弥补env预设的不足，从而模拟出完整的ES6+语法和特性。

　　@babel/polyfill包含两个模块：regenerator-runtime和core-js，前者用于编译生成器与异步函数（async和await），后者用于处理其它兼容性问题。@babel/polyfill的安装命令如下所示，注意，使用的参数是--save而不是--save-dev，因为需要在源码之前先执行Polyfill。

npm install --save @babel/polyfill

1）useBuiltIns

　　在env预设中，存在一个与@babel/polyfill有紧密联系的useBuiltIns参数，它有三个关键字可供选择，分别是false、entry和usage，具体说明如下所列。

　　（1）false：默认值，不开启Polyfill，显式的配置如下所示。

{
  presets: [
    ["@babel/preset-env", { useBuiltIns: false }]
  ]
}

　　（2）entry：加载运行环境（可在targets参数中声明）所需的Polyfill，下面是一个使用Promise的例子。

require("@babel/polyfill");
new Promise();

　　当useBuiltIns参数的值为entry时，这段代码在编译后，就会引入许多不相干的JavaScript文件，造成资源的浪费，如下所示。

require("core-js/modules/es6.promise");
require("core-js/modules/es6.array.fill");
require("core-js/modules/es6.math.trunc");
require("core-js/modules/es6.string.fixed");
......
new Promise();

　　（3）usage：自动加载源码所需的Polyfill，仍然以Promise为例，如下代码所示，不用再显式的引入@babel/polyfill。

new Promise();

　　当useBuiltIns参数的值为usage时，这段代码在编译后，就会只引入需要的JavaScript文件，如下所示。

require("core-js/modules/es6.promise");
require("core-js/modules/es6.object.to-string");
new Promise();

七、@babel/runtime

　　@babel/runtime与@babel/polyfill类似，也是用来增强env预设的，只是它以非侵入式的辅助函数来填补平台所没有的特性，其安装命令如下所示。

npm install --save @babel/runtime

　　在Babel 7中还引入了一个@babel/runtime-corejs2，它比@babel/runtime多包含一个core-js模块，即能够编译Promise、Symbol等。接下来以ES6的类为例，如下所示。

class People {
  name() {}
}

　　在将People类编译后，得到的结果如下所示，省略了三个函数中的逻辑代码。

"use strict";
function _classCallCheck(instance, Constructor) { }
function _defineProperties(target, props) { }
function _createClass(Constructor, protoProps, staticProps) { }

var People =
/*#__PURE__*/
function () {
  function People() {
    _classCallCheck(this, People);
  }
  _createClass(People, [{
    key: "name",
    value: function name() {}
  }]);
  return People;
}();

1）@babel/plugin-transform-runtime

　　由于编译生成的辅助函数会滞留在所使用的文件中，因此文件越多冗余的函数就越多。如果人工分离，那工作量将巨大，因此Babel提供了能自动将它们分离的@babel/plugin-transform-runtime插件，其安装命令如下所示。

npm install --save-dev @babel/plugin-transform-runtime

　　仍然以ES6的People类为例，先在配置文件中将其声明，如下所示。

{
  plugins: ["@babel/plugin-transform-runtime"]
}

　　然后再将类编译，三个辅助函数就能通过引入的方式得到，如下所示。

var _interopRequireDefault = require("@babel/runtime/helpers/interopRequireDefault");
var _classCallCheck2 = _interopRequireDefault(require("@babel/runtime/helpers/classCallCheck"));
var _createClass2 = _interopRequireDefault(require("@babel/runtime/helpers/createClass"));

八、动态编译

　　在Babel中有两种方式实现动态编译，分别是@babel/register和@babel/node，它们的安装命令如下所示。

npm install --save-dev @babel/register
npm install --save-dev @babel/node

　　虽然动态编译省去了手动操作，但是会损耗程序的速度和性能，因此不适合生产环境。

1）@babel/register

　　在将其安装后，就会为Node.js的require()函数增加一个钩子。每当通过require()加载后缀为.es6、.es、.jsx、.mjs或.js的文件时，就能自动对其进行Babel编译。接下来用一个例子来演示@babel/register的用法，首先创建一个src.js的文件，其代码如下所示。

module.exports = () => true;

　　然后创建一个default.js文件，引入@babel/register和之前的src.js，如下所示。

require("@babel/register");
var code = require("./src.js");
console.log(code.toString());

　　最后在命令行工具中输入“node default.js”，打印出编译后的匿名函数，如下所示。

function () {
  return true;
}

　　在@babel/register中，如果需要使用Polyfill，那么得逐个引入。还要注意，它默认不会编译node_modules目录中的模块，但是可以通过ignore参数修改忽略规则来覆盖其行为。

　　ignore参数是一个由正则表达式和函数组成的数组（如下代码所示），如果要让文件不被编译，那么得将其路径与正则表达式匹配或函数返回true，其中函数的参数就是文件路径。

require("babel-register")({
  ignore: [
    /regex/,
    function(filepath) {
      return true;
    }
  ]
});

　　另外还有一个only参数，其值也是一个数组，同样也用来设置文件不被编译的条件。只是其规则与ignore参数正好相反，即路径与正则表达式不匹配或函数返回false时，才不编译。

　　@babel/register还可以接收其它参数，例如extensions、cache等，并且会合并配置文件中的信息，作为其参数传递进来。

2）@babel/node

　　在Babel 7之前，@babel/cli会自带babel-node命令，但之后，官方将其拆成一个单独的包：@babel/node。与@babel/register不同，@babel/node不需要调整源码，直接一个命令就能实现动态编译，如下代码所示，其中src就是之前的src.js文件。

npx babel-node src