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Node.js项目TypeScript改造指南

作者:陈晓强

前言

如果你有一个 Node.js 项目,并想使用 TypeScript 进行改造,那本文对你或许会有帮助。TypeScript 越来越火,本文不讲为什么要使用 TypeScript,也不讲基本概念。本文讲的是如何将一个旧的 Node.js 项目使用 TypeScript 进行改造,包括目录结构调整、TypeScript-ESLint 配置、tsconfig 配置、调试、常见错误处理等。由于篇幅有限,Node.js 项目能集成的技术也是五花八门,未覆盖到的场景还请见谅。

步骤一、调整目录结构

Node.js 程序,由于对新语法的支持比较快(如async/await从v7.6.0开始支持),大部分场景是不需要用到 babel、webapck 等编译工具的,因此也很少有编译文件的dist目录,而 TypeScript 是需要编译的,所以重点是要独立出一个源码目录编译目标目录,推荐的目录结构如下,另外,根据不同技术栈还有一堆其他的配置文件如 prettier、travis 等等这里就省略了。

|-- assets            # 存放项目的图片、视频等资源文件
|-- bin               # CLI命令入口,require('../dist/cli'),注意文件头加上#!/usr/bin/env node
|-- dist              # 项目使用ts开发,dist为编译后文件目录,注意package.json中main字段要指向dist目录
|-- docs              # 存放项目相关文档
|-- scripts           # 对应package.json中scripts字段需要执行的脚本文件
|-- src               # 源码目录,注意此目录只放ts文件,其他文件如json、模板等文件放templates目录
    |-- sub           # 子目录
    |-- cli.ts        # cli入口文件
    |-- index.ts      # api入口文件
|-- templates         # 存放json、模板等文件
|-- tests             # 测试文件目录
|-- typings           # 存放ts声明文件,主要用于补充第三方包没有ts声明的情况
|-- .eslintignore     # eslint忽略规则配置
|-- .eslintrc.js      # eslint规则配置
|-- .gitignore        # git忽略规则
|-- package.json      # 
|-- README.md         # 项目说明
|-- tsconfig.json     # typescript配置,请勿修改
复制代码

步骤二、TypeScript安装与配置

目录结构调整后,在你的项目根目录执行

  1. npm i typescript -D,安装 typescript,保存到 dev 依赖
  2. node ./node_modules/.bin/tsc --init,初始化 TypeScript 项目,生成一个 tsconfig.json 配置文件

如果第1步选择全局安装,那第2步中可以直接使用tsc --init

执行初始化命令后会生成一份默认配置文件,更详细的配置及说明可以自行查阅官方文档,这里根据前面的项目结构贴出一份基本的推荐配置,部分配置下文会解释。

{
  "compilerOptions": {
    // "incremental": true,                   /* 增量编译 提高编译速度*/
    "target": "ES2019",                       /* 编译目标ES版本*/
    "module": "commonjs",                     /* 编译目标模块系统*/
    // "lib": [],                             /* 编译过程中需要引入的库文件列表*/
    "declaration": true,                      /* 编译时创建声明文件 */
    "outDir": "dist",                         /* ts编译输出目录 */
    "rootDir": "src",                         /* ts编译根目录. */
    // "importHelpers": true,                 /* 从tslib导入辅助工具函数(如__importDefault)*/
    "strict": true,                           /* 严格模式开关 等价于noImplicitAny、strictNullChecks、strictFunctionTypes、strictBindCallApply等设置true */
    "noUnusedLocals": true,                   /* 未使用局部变量报错*/
    "noUnusedParameters": true,               /* 未使用参数报错*/
    "noImplicitReturns": true,                /* 有代码路径没有返回值时报错*/
    "noFallthroughCasesInSwitch": true,       /* 不允许switch的case语句贯穿*/
    "moduleResolution": "node",               /* 模块解析策略 */
    "typeRoots": [                            /* 要包含的类型声明文件路径列表*/
      "./typings",
      "./node_modules/@types"
      ],                      
    "allowSyntheticDefaultImports": false,    /* 允许从没有设置默认导出的模块中默认导入,仅用于提示,不影响编译结果*/
    "esModuleInterop": false                  /* 允许编译生成文件时,在代码中注入工具类(__importDefault、__importStar)对ESM与commonjs混用情况做兼容处理*/

  },
  "include": [                                /* 需要编译的文件 */
    "src/**/*.ts",
    "typings/**/*.ts"
  ],
  "exclude": [                                /* 编译需要排除的文件 */
    "node_modules/**"
  ],
}
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步骤三、源码文件调整

将所有.js文件改为.ts文件

这一步比较简单,可以根据自身项目情况,借助 gulp 等工具将所有文件后缀改成ts并提取到src目录。

模板文件提取

由于 TypeScript 在编译时只能处理 ts、tsx、js、jsx 这几类文件,因此项目中如果用到了一些模板如 json、html 等文件,这些是不需要编译的,可以提取到 templates 目录。

package.json中添加scripts

前面我们将 typescript 包安装到项目依赖后,避免每次执行编译时都需要输入node ./node_modules/.bin/tsc(全局安装忽略,不建议这么做,其他同学可能已经全局安装了,但可能会与你项目所依赖的 typescript 版本不一致),在 package.json 中添加以下脚本。后续就可以直接通过npm run build或者npm run watch来编译了。

{
  "scripts":{
    "build":"tsc",
    "watch":"tsc --watch"
  }
}
复制代码

步骤四、TypeScript代码规范

假设你用的 IDE 是 VSCode,TypeScript 与 VSCode 都是微软亲儿子,用 TypeScript 你就老老实实用 VSCode 吧,上述步骤以后,ts 文件中会出现大量飘红警告。类似这样:

报错
先不要着急去解决错误,因为还需要对 TypeScript 添加 ESLint 配置,避免改多遍,先把 ESLint 配置好,当然,你如果喜欢 Prettier,可以把它加上,本文就不介绍如何集成 Prettier 了。

TypeScript-ESLint

早期的 TypeScript 项目一般使用 TSLint ,但2019年初 TypeScript 官方决定全面采用 ESLint,因此 TypeScript 的规范,直接使用 ESLint 就好,首先安装依赖:
npm i eslint @typescript-eslint/parser @typescript-eslint/eslint-plugin -D 接着在根目录下新建.eslintrc.js文件,最简单的配置如下

module.exports = {
  'parser':'@typescript-eslint/parser',  //ESLint的解析器换成 @typescript-eslint/parser 用于解析ts文件
  'extends': ['plugin:@typescript-eslint/recommended'], // 让ESLint继承 @typescript-eslint/recommended 定义的规则
  'env': {'node': true}
}
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由于 @typescript-eslint/recommended 的规则并不完善,因此还需要补充ESLint的规则,如禁止使用多个空格(no-multi-spaces)等。可以使用standard,安装依赖。

如果你项目已经在使用 ESLint,并有自己的规范,则不用再安装依赖,直接调整 .eslintrc.js 配置即可

npm i eslint-config-standard eslint-plugin-import eslint-plugin-node eslint-plugin-promise eslint-plugin-standard -D
以上几个包,eslint-config-standard 是规则集,后面几个都是它的依赖。接来下调整. eslintrc.js 配置:

module.exports = {
  'parser':'@typescript-eslint/parser', 
  'extends': ['standard','plugin:@typescript-eslint/recommended'], //extends这里加上standard规范
  'env': {'node': true}
}
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VSCode中集成ESLint配置

为了开发方便我们可以在 VSCode 中集成 ESLint 的配置,一是用于实时提示,二是可以在保存时自动 fix。

vscode-demo

  1. 安装 VSCode 的 ESLint 插件
  2. 修改 ESLint 插件配置:设置 => 扩展 => ESLint => 打钩(Auto Fix On Save) => 在 settings.json 中编辑,如图:
    VSCode配置ESLint
  3. 由于 ESLint 默认只校验 .js 文件,因此需要在 settings.json 中添加 ESLint 相关配置:
{
    "eslint.enable": true,  //是否开启vscode的eslint
    "eslint.autoFixOnSave": true, //是否在保存的时候自动fix 
    "eslint.options": {    //指定vscode的eslint所处理的文件的后缀
        "extensions": [
            ".js",
            // ".vue",
            ".ts",
            ".tsx"
        ]
    },
    "eslint.validate": [     //确定校验准则
        "javascript",
        "javascriptreact",
        // {
        //     "language": "html",
        //     "autoFix": true
        // },
        // {
        //     "language": "vue",
        //     "autoFix": true
        // },
        {
            "language": "typescript",
            "autoFix": true
        },
        {
            "language": "typescriptreact",
            "autoFix": true
        }
    ]
}
复制代码
  1. 若遇到 VSCode 无法提示,可尝试重启下 ESLint 插件、将项目移出工作区再重新加回来。

步骤五、解决报错

这个步骤内容有点多,可以细品一下。注意,下述解决报错有些地方用了“any大法”(不推荐),这是为了能让项目尽快 run 起来,毕竟是旧项目改造,不可能一步到位。

找不到模块

Node.js 项目是 commonjs 规范,使用 require 导出一个模块:const path = require('path');首先看到的是 require 处的错误:

Cannot find name 'require'. Do you need to install type definitions for node? Try `npm i @types/node`.ts(2580)
复制代码

此时你可能会想到改成 TypeScript 的 import 写法:import * as path from 'path',接着你会看到在 path 处的错误:

找不到模块“path”。ts(2307)
复制代码

这两个是同一个问题,path 模块和 require 都是 Node.js 的东西,需要安装 Node.js 的声明文件,npm i @types/node -D

TypeScript的import问题

安装完 Node 的声明文件后,之前的写法:const path = require('path')在 require 处仍然会报错,不过这次不是 TypeScript 报错,而是 ESLint 报错:

Require statement not part of import statement .eslint(@typescript-eslint/no-var-requires)
复制代码

意思是不推荐这种导入写法,因为这种 commonjs 写法导出来的对象是 any,没有类型支持。这也是为啥前面说不用着急改,先做好 ESLint 配置。

接着我们将模块导入改成 TypeScript 的 import,这里共有4种写法,分别讲一下需要注意的问题。

import * as mod from 'mod'

针对 commonjs 模块,使用此写法,我们来看看编译前后的区别,注意我们改造的是 Node.js 项目,因此我们 tsconfig 中配置"module": "commonjs"
test.ts 文件:

import * as path from 'path'
console.log(path);
复制代码

编译后的 test.js 文件:

"use strict";
Object.defineProperty(exports, "__esModule", { value: true });
const path = require("path");
console.log(path);
复制代码

可以看到,TypeScript 对编译后给模块加上了__esModule:true,标识这是一个 ES6 模块,如果你在 tsconfig 中配置"esModuleInterop":true,编译后的 test.js 文件如下:

"use strict";
var __importStar = (this && this.__importStar) || function (mod) {
    if (mod && mod.__esModule) return mod;
    var result = {};
    if (mod != null) for (var k in mod) if (Object.hasOwnProperty.call(mod, k)) result[k] = mod[k];
    result["default"] = mod;
    return result;
};
Object.defineProperty(exports, "__esModule", { value: true });
const path = __importStar(require("path"));
console.log(path);
复制代码

可以看到针对 import * 写法,在编译成 commonjs 后包裹了一个__importStar工具函数,其作用是:如果导入模块 __esModule 属性为 true,则直接返回 module.exports。否则返回module.exports.defalut = module.exports(消除了循环引用)。
如果你不想在编译后的每个文件中都注入这么一段工具函数,可以配置"importHelpers":true,编译后的 test.js 文件如下:

"use strict";
Object.defineProperty(exports, "__esModule", { value: true });
const tslib_1 = require("tslib");
const path = tslib_1.__importStar(require("path"));
console.log(path);
复制代码

细心的同学可能会发现,"esModuleInterop":true这个配置添加的__importStar在以上场景除了增加 require 复杂度,没什么其他作用。那是否可以去掉这个配置呢,我们接着往下看。

如果你用 import 导入的项目内的其他源文件,由于原先 commonjs 写法,会提示你文件“/path/to/project/src/mod.ts”不是模块。ts(2306),此时,需要将被导入的模块修改为 ES6 的 export 写法

import { fun } from 'mod'

修改 test.ts 文件,依然是配置了:"esModuleInterop":true

import { resolve } from 'path'
console.log(resolve)
复制代码

编译后的 test.js 文件

"use strict";
Object.defineProperty(exports, "__esModule", { value: true });
const path_1 = require("path");
console.log(path_1.resolve);
复制代码

可以看出导出单个属性时,并不会添加工具类,但会将单个属性导出修改为整个模块导出,并将原来的函数调用表达式修改为成员函数调用表达式。

import mod from 'mod'

这个语法是导出默认值,要特别注意。

照例修改 test.ts 文件,配置"esModuleInterop":true,为了方便展示,配置"importHelpers":false

import path from 'path'
console.log(path)
复制代码

编译后的 test.js 文件:

"use strict";
var __importDefault = (this && this.__importDefault) || function (mod) {
    return (mod && mod.__esModule) ? mod : { "default": mod };
};
Object.defineProperty(exports, "__esModule", { value: true });
const path_1 = __importDefault(require("path"));
console.log(path_1.default);

复制代码

可以看到针对 import mod 这种写法,在编译成 commonjs 后包裹了一个__importDefault工具函数,其作用是:如果导入模块__esModule为 true,则直接返回module.exports。 否则返回{default:module.exports}。这个是针对没有默认导出的模块的一种兼容,fs 模块是 commonjs,并没有__esModule属性,使用modules.exports导出。上述代码中的path_1实际是{default:module.exports},因此path_1.default指向的是原 path 模块,可以看出转换是正常的。

但这种方式是有个陷阱,举个例子,如果有第三方模块,其文件是用 babel 或者也是 ts 转换过的,那其模块代码很有可能包含了 __esModule 属性,但同时没有exports.default导出,此时就会出现 mod.default 指向的是undefined更要命的是,IDE和编译器没有任何报错。如果这个最基本的类型检查都解决不了,那我要 TypeScript 何用?

所幸,tsconfig 提供了一个配置allowSyntheticDefaultImports,意思是允许从没有设置默认导出的模块中默认导入,需要注意的是,这个属性并不会对代码的生成有任何影响,仅仅是给出提示。另外,在配置"module": "commonjs"时,其值是和esModuleInterop同步的,也就是说我们前面设置了"esModuleInterop":true,相当于同时设置了"allowSyntheticDefaultImports":true。这个允许也就是不会提示。

手动修改"allowSyntheticDefaultImports":false后,会发现 ts 文件中import path from 'path'处出现提示模块“"path"”没有默认导出。ts(1192),通过这个提示,我们将其修改为import * as path from path,可以有效避免上述陷阱

import mod = require('mod');

这种写法有点奇怪,乍一看,一半的 ES6 模块写法和一半的 commonjs 写法。其实这是针对早期的声明文件,使用了export = mod语法进行导出。因此如果碰上这种声明文件,就使用此种写法。拿第三方包 moment 举例:
你原来的写法是const moment = require('moment'); moment();
当你改成import * as moment from 'moment'时,moment();语句处会提示:

This expression is not callable.
  Type 'typeof moment' has no call signatures.ts(2349)
gulp-task.ts(15, 1): Type originates at this import. A namespace-style import cannot be called or constructed, and will cause a failure at runtime. Consider using a default import or import require here instead.
复制代码

提示你使用default导入或import require写法,当你改成default导入时:import moment from'moment'; moment(); ,则在导入语句处会提示:

Module '"/path/to/project/src/moment"' can only be default-imported using the 'esModuleInterop' flagts(1259)
moment.d.ts(736, 1): This module is declared with using 'export =', and can only be used with a default import when using the 'esModuleInterop' flag.
复制代码

改成import moment = require('moment'),则没有任何报错,对应的类型检测也都正常。

新的 ts 声明文件写法(declare module 'mod'),如前面所说的path模块,也支持此种 Import assignment 写法,但建议还是不要这样写了。

import小结

看完后再来回顾前面的问题:是否可以去掉这个配置"esModuleInterop":true
个人认为在 Node.js 场景是可以去掉的我并不想看到那两个多余的工具函数。 但考虑到一些导入 ES6 模块的场景,可能需要保留,这里就不再讨论了,需要注意的是手动配置"allowSyntheticDefaultImports":false避免陷阱
解决了 import 问题,其实问题就解决一大半了,确保了你编译后的文件引入的模块不会出现 undefined。

找不到声明文件

部分第三方包,其包内没有 ts 声明文件,此时报错如下:

无法找到模块“mod”的声明文件。“/path/to/project/src/index.js”隐式拥有 "any" 类型。
  Try `npm install @types/mod` if it exists or add a new declaration (.d.ts) file containing `declare module 'mod';`ts(7016)
复制代码

根据提示安装对应包即可,注意添加 -D 保存到 dev 依赖,注意安装对应版本。比如你安装了 gulp@3 的版本,就不要安装 gulp@4 的 @types/gulp

极少情况,第三方包内既没有声明文件,对应的@types/mod包也没有,此时为了解决报错,只能自己给第三方包添加声明文件了。我们将声明文件补充到typings文件夹中,以包名作为子目录名,最简单的写法如下,这样 IDE 和 TypeScript 编译便不会报错了。

declare module 'mod'
复制代码

至于为什么需要放在 typings 目录,并且以包名作为子包目录,因为不这样写,ts-node(下文会提到)识别不了,暂且按照 ts-node 的规范来吧。

Class构造函数this.xx初始化报错

在 Class 的构造函数中对 this 属性进行初始化是常见做法,但在 ts 中,你得先定义。所有 this 属性,都要先声明,类似这样:

class Person {
  name: string;
  constructor (name:string) {
    this.name = name;
  }
}
复制代码

当然,如果你代码比较多,改造太耗时间,那就用'any大法'吧,每一个属性直接用 any 就完事了。

对象属性赋值报错

动态对象是 js 的特色,我先定义个对象,不管啥时候我都可以直接往里面加属性,这种报错,最快的改造办法就是给对象声明 any 类型。再次声明,正确的姿势是声明 Interface 或者 Type,而不是 any,此处用 any 只是为了快速改造旧项目让其能先 run 起来。

let obj:any = {};
obj.name = 'string'
复制代码

参数“arg”隐式具有“any”类型

const init = (opt: any) => {
  console.log(opt)
}
复制代码

除了参数隐式 any 外,此处还会有警告Missing return type on function.eslint(@typescript-eslint/explicit-function-return-type),意思是方法需要有返回值,只是警告,不影响项目运行,先忽略,后续再完善。

未使用的函数参数

const result = code.replace(/version=(1)/g, function (_a: string, b: number): string {
  return `version=${++b}`
})
复制代码

有些回调函数参数可能是用不上的,将参数名字改成_或者_开头

函数中使用this

根据写法不同,大概会有以下4种报错:

  1. 类型“NodeModule”上不存在属性“name”。ts(2339)
  2. 类型“typeof globalThis”上不存在属性“name”。ts(2339)
  3. "this" 隐式具有类型 "any",因为它没有类型注释。ts(2683)
  4. The containing arrow function captures the global value of 'this'.ts(7041)

处理方式是将 this 作为函数参数,并作为第一个参数,编译后会自动去掉第一个 this 参数。

export default function (this:any,one:'string') {
  this.name = 'haha';
}
复制代码

步骤六、调试配置

经过以上步骤,你的项目就能 run 起来了,虽然有很多警告和 any,但好歹已经算是走过来了,接下来就是解决调试问题。

方法一、调试生成后的dist文件

VSCode 参考配置(/path/to/project/.vscode/launch.json)如下

{
  "configurations": [{
    "type": "node",
    "request": "launch",
    "name": "debug",
    "program": "/path/to/wxa-cli/dist/cli.js",
    "args": [
        "xx"
    ]
  }]
}
复制代码

VSCode调试js

方法二、直接调试ts文件

使用 ts-node进 行调试,VSCode 参考配置如下,详见ts-node

{
  "configurations": [{
    "type": "node",
    "request": "launch",
    "name": "debug",
    "runtimeArgs": [
      "-r",
      "ts-node/register"
    ],
    "args": [
      "${workspaceFolder}/src/cli.ts",
      "xx"
    ]
  }]
}
复制代码

VSCode调试ts

步骤七、类型加强、消除any

接下来要做的就是补充 Interface、Type,逐步将代码中的被业界喷得体无完肤的 any 干掉,但不要妄想去掉所有 any ,js 语言说到底还是动态语言,TypeScript 虽然是其超集往静态语言靠,但要做到 Java 这种纯静态语言程度还是有一段距离的。

到这就算结束了,文中只涉及到了工具类的 Node.js 项目改造,场景有限,并不能代表所有 Node.js 项目,希望能对大家有所帮助。


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