基于Webpack/TypeScript/Koa的环境配置

TypeScript是一种开源编程语言，在软件开发社区中越来越受欢迎。TypeScript带来了可选的静态类型检查以及最新的ECMAScript特性。作为Javascript的超集，它的类型系统通过在键入时报告错误来加速和保障我们的开发，同时越来越多对的库或框架提供的types文件能够让这些库/框架的API一目了然。我对这门语言垂涎已久，但是迟迟无法找到练手的地方。很显然的，个人博客又一次的成了我的学习试验田😸。我放弃了上一版Vue单页面的框架，改为基于TypeScript/Koa的多页面应用。在改造的过程中，我试着将服务端（Koa）代码以及前端代码都使用TypeScript来开发，中间使用了webpack作为开发时前后端的桥梁。

目录结构

.
├── .babelrc
├── bin
│   ├── dev.server.ts
│   ├── pm2.json
│   └── app.ts
├── config                                       # 配置目录
│   ├── dev.ts
│   └── prod.ts
├── nodemon.json
├── package.json
├── postcss.config.js
├── scripts
│   └── webpack.config.js
├── src                                          # 源码
│   ├── assets                                   # 静态资源
│   │   ├── imgs
│   │   ├── scss
│   │   └── ts
│   ├── entries                                  # webpack入口
│   │   ├── blog.ts
│   │   └── index.ts
│   └── views                                    # 模板（文件名与入口一一对应）
│       ├── blog.html
│       ├── index.html
│       └── layout                               # 模板布局
│           ├── footer.html
│           └── header.html
├── server                                       # 服务端
│   ├── app.ts
│   └── middleware
│       └── webpack-dev-middleware.ts
├── test                                         # 单元测试
│   └── .gitkeep                                      
├── tsconfig.front.json
└── tsconfig.json

安装项目依赖

npm i --save koa koa-{router,bodyparser,static,ejs}

npm i -D typescript ts-node nodemon @types/{node,koa,koa-router,koa-bodyparser}

开发环境(development)流程

ts-node启动项目后，整个流程分为两部分，蓝色线条的代表纯服务端代码的编译过程。服务端代码是纯typeScript文件，可以通过ts-node直接编译运行。前端代码包含了ejs渲染所需要的模板文件(html)，以及模板中所引用的静态资源(ts, scss, img)，这部分需要通过webpack来编译。

// path: bin/dev.server.ts
import webpack = require('webpack')
// 引入项目主模块
import app from '../server/app'
// webpack-dev-middleware中间件
import devMiddleware from '../server/middleware/webpack-dev-middleware'
// webpack配置文件
const webpackConfig = require('../scripts/webpack.config.js')

// https://webpack.docschina.org/api/compiler
const compiler = webpack(webpackConfig)

app.use(devMiddleware(compiler, {
  // 很重要，提供了静态资源的路径, 该路径与webpackConfig中的output.publicPath 对应
  publicPath: '/' 
}))

const PORT: number = Number(process.env.PORT) || 3000
app.listen(PORT)

项目运行时通过 webpack-dev-middleware 中间件来调用webpack，以便 ctx.render 时渲染的就是编译后的模板文件；
通过glob模块来遍历src/entries/*.ts下的入口文件，生成webpack的entry配置项config.entry；这也是Webpack多页面配置必不可少的一步；
通过ts-loader/babel-loader等来编译入口文件以及入口文件中所引用的ts/js模块；
通过css-loader/sass-loader等来编译入口文件中所引用的scss/css模块，并且直接通过MiniCssExtractPlugin.loader来独立生成css文件；
通过url-loader等来编译引用的资源文件，如image；
遍历config.entry来查找对应的模板文件，生成多页面的HtmlWebpackPlugin配置；

通过webpack-dev-middleware编译后的文件都在内存中，但是ejs渲染所需要的模板文件都必须为真实的物理文件。因此需要有两个output，一个将静态资源放置在内存中，一个则直接编译后生成物理文件放置在dist/views中（方案见[ejs模板文件无法使用内存文件的解决方法]章节）。

实现Koa webpack-dev-middleware中间件

webpack-dev-middleware 是一个封装器(wrapper)，它可以把 webpack 处理过的文件发送到一个 server。

webpack-dev-middleware是一个标准的express中间件，其一个重要作用就是将经过webpack编译打包的文件生成在内存中，以便下一个中间件使用。很多Cli使用的webpack-dev-server就是基于express＋webpack-dev-middleware的实现。

由于webpack-dev-middleware是一个标准的express中间件，在Koa中不能直接使用它，因此需要将webpack-dev-middleware封装一下，以便Koa能够直接使用。

安装依赖

npm i -D webpack-dev-middleware @types/webpack-dev-middleware

koa-webpack-dev-middleware

// path: server/middleware/webpack-dev-middleware.ts
// opts 配置同 webpack-dev-middleware

import * as WebpackDevMiddleware from 'webpack-dev-middleware'
import * as Koa from 'koa'
import { NextHandleFunction } from 'connect'
import webpack = require('webpack')

const devMiddleware = (compiler: webpack.ICompiler, opts: WebpackDevMiddleware.Options) => {
  const middleware = WebpackDevMiddleware(compiler, opts)
  return async (ctx: Koa.Context, next: NextHandleFunction) => {
    await middleware(ctx.req, {
      // @ts-ignore
      end: (content:string) => {
        ctx.body = content
      },
      setHeader: (name, value: any) => {
        ctx.set(name, value)
      }
    }, next)
  }
}

export default devMiddleware

glob遍历目录生成webpack入口

webpack 要实现一个多页面的配置，需要配置多个入口。随着深入的开发，入口往往是动态不定的，因此要实现一个动态获取入口的方法。

glob是一个允许正则匹配文件路径的模块，借助glob模块，很容易遍历某个目录下的所有文件来生成一个入口的map。

// path: scripts/webpack.config.js
// ...

// 获取入口文件
const entries = () => {
  // 通过 globa.sync 方法获取 src/entries/下的所有 .ts 文件
  const entriesFile = glob.sync(path.resolve(__dirname, '../src/entries/*.ts'))
  /**
   * 入口字典
   * {
   *    index: 'src/entries/index.ts',
   *    blog: 'src/entries/blog.ts',
   *    // ...
   * }
   */
  const map = Object.create(null)
  // 遍历匹配到的文件列表
  for (let i = 0; i < entriesFile.length; i++) {
    const filePath = entriesFile[i]
    // 提取文件名
    const match = filePath.match(/entries\/([a-zA-Z0-9-_]+)\.ts$/)
    // 将文件名作为 key， 存入map
    // 如： src/entries/index.ts , src/entries/blog.ts 将分别作为 index / blog 两个入口
    map[match[1]] = filePath
  }

  return map
}

// webpack config
const webpackConfig = {
  entry: entries(),
  // ...
}

module.exports = webpackConfig

入口文件映射模板文件

由于前端源码使用的typescript/es6/scss，这些文件必须经过编译后才能被浏览器识别。同时，对资源文件的版本处理（加版本号），也需要借助HtmlWebpackPlugin这个插件注入到对应模板上。就像流程图中示意的那样，当访问路由时（如 localhost:3000/blog），ejs 加载的并不是 src/views 下的模板，而是编译后（此时 css/js的引用已经注入到页面中）的位于 dist/views下的新的模板文件。多入口对应多个模板，每个模板文件和入口文件应该有个映射关系，这个关系可以通过维护一个map来实现（不利于增改），也可以通过文件命名规则来实现。这里采用命名规则来实现，这样更有利于自动化。

// path: scripts/webpack.config.js
// ...

// 遍历webpackConfig入口, key 对应了模板的文件名，这个命名规则可以更复杂些，比如增加对子目录的支持
// {
//   index: 'views/index.html',
//   blog: 'views/blog.html'
// }

const isProduction = process.env.NODE_ENV === 'production'

Object.keys(webpackConfig.entry).forEach(entry => {
  // 在 plugins 配置中增加了多个 HtmlWebpackPlugin 实例
  webpackConfig.plugins.push(new HtmlWebpackPlugin({
    filename: 'views/' + entry + '.html',
    template: path.resolve(__dirname, `../src/views/${entry}.html`),
    chunks: [entry],  // 将入口文件打包后的文件注入到对应的页面中
    alwaysWriteToDisk: true,  // 该配置项说明见 [ejs模板文件无法使用内存文件的解决方法] 章节
    minify: {
      removeComments: isProduction,
      collapseWhitespace: isProduction,
      removeAttributeQuotes: false,
      minifyCSS: isProduction,
      minifyJS: isProduction
    },
  }))
})

ejs模板文件无法使用内存文件的解决方法

webpack-dev-middleware 的一个重要特性就是生成的文件都位于内存中，是一个内存型的文件系统。而koa-ejs作为渲染引擎只能加载真实的物理文件，当它加载 dist/vies/*.html时会报文件未找到的错。因此，对模板文件的编译就不能再像其他资源一样生成于内存中，而是要把模板文件真真切切的生成为文件。HtmlWebpackHarddiskPlugin 这个webpack插件可以完美解决。

npm i -D html-webpack-harddisk-plugin

// path: scripts/webpack.config.js
// ...
const HtmlWebpackHarddiskPlugin = require('html-webpack-harddisk-plugin')
// ... 见 [入口文件映射模板文件] 章节
webpackConfig.plugins.push(new HtmlWebpackPlugin({
  // 增加该配置项
  alwaysWriteToDisk: true, 
}))
// ...

// 应用 HtmlWebpackHarddiskPlugin 插件
webpackConfig.plugins.push(new HtmlWebpackHarddiskPlugin())

前后端typescript配置文件的冲突

Server端和前端可能在typescript的配置上有所不同，尤其是在一些编译选项上。此时需要两个不同的配置文件。tsconfig.json是默认的TypeScript配置文件, 这里就作为Server端的配置项，根目录新建 tsconfig.front.json 作为前端的配置文件：

// ./tsconfig.front.json
{
  "compilerOptions": {
    "outDir": "./dist/",
    "noImplicitAny": true,
    "module": "es6",
    "target": "es5",
    "jsx": "react",
    "allowJs": true
  },
  "include":[
    "src/assets/**/*",
    "src/entries/**/*"
  ],
  "exclude": [
    "node_modules"
  ]
}

同时，需要在webpack配置文件中指定配置文件路径：

// path: scripts/webpack.config.js
// ...
 webpackConfig.module = {
    rules: [{
        test: /\.tsx?$/,
        include: [
          path.resolve(__dirname, '../src/')
        ],
        use: [{
          loader: 'ts-loader',
          options: {
            // 指定配置文件
            configFile: '../tsconfig.front.json'
          }
        }],
      },
      // ...
    ],
  },
// ...

至此，基于基于WEBPACK/TYPESCRIPT/KOA的前后端多页面开发环境配置完毕。配置nodemon, nodemon将监视启动目录中的文件，如果有任何文件更改，nodemon将自动重新启动node应用程序。

运行 npm start, 实际上是运行 nodemon, nodemon将根据nodemon.json配置项来启动npm run dev命名。当src目录下的文件有任何变化时，它将重启应用程序。

// ./nodemon.json
{
  "watch": ["src", "server"],
  "exec": "npm run dev",
  "ext": "ts"
}

在package.json的scripts中加入运行脚本方便一键启动。

// ./package.json
{
  "scripts": {
    "start": "nodemon",
    "dev": "rm -rf dist && cross-env NODE_ENV=development ts-node bin/dev.server.ts",
  }
}

生产环境(production)流程

相对而言，生产环境的配置就简单多了。当运行npm run build时，还是分两步走；

通过 tsc 命令将 server 下的服务端代码全部编译到 dist/server目录；
通过 webpack 命令将 src 下的前端代码全部编译到 dist/* 相应目录；
当通过 pm2 restart ./bin/pm2.json 或者 node ./bin/app.js (需要设置环境变量为production) 启动服务时，实际上已经运行的是编译后的代码。这里需要注意两点：
- static 目录指向了 dist/static
- views 目录指向了 dist/views

// ./server/app.ts
// 获取环境变量
const env = process.env.NODE_ENV || 'development'
const isDev = env === 'development'
require('koa-ejs')(app, {
  // root 为经过webpack编译后的真实模板路径
  // 生产环境下，server已经在dist目录，修改如下：
  root: path.resolve(__dirname, isDev ? '../dist/views' : '../views'),
})

// ./bin/app.js
// 引用了编译后的 app.js 主文件
const app = require('../dist/server/app')
const path = require('path')
// 设置静态资源目录
app.use(require('koa-static')(path.resolve(__dirname, '../dist')))

此时，dist目录结构如下：

.
├── server
│   ├── app.js
│   └── middleware
│       └── webpack-dev-middleware.js
├── static
│   ├── css
│   │   ├── blog.4dcddae.css
│   │   └── index.4dcddae.css
│   └── js
│       ├── blog.4dcddae.js
│       └── index.4dcddae.js
└── views
    ├── blog.html
    └── index.html

小结

至此，基于webpack/koa/typescript的多页面服务端渲染的项目以及开发和生产环境的配置已经搭建完毕。其中webpack-dev-middleware在开发环境中提供了桥梁的作用。TypeScript作为JavaScript的超集，不仅可以有效杜绝由变量类型引起的误用问题，而且通过@types和如vscode等编辑器的配合，可以更方便快速的让开发者了解一些库/框架的API。

完整webpack配置

webpack.config.js

项目地址

GitHub地址