Kun

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万万万万万万没想到会来到第十二篇,第十二篇写一些Typescript编译原理

TypeScript 编译器源文件位于 src/compiler 目录下

概述

它分为以下几个关键部分:

  • Scanner 扫描器(scanner.ts
  • Parser 解析器(parser.ts
  • Binder 绑定器(binder.ts
  • Checker 检查器(checker.ts
  • Emitter 发射器(emitter.ts

每个部分在源文件中均有独立文件

core.ts :TypeScript 编译器使用的核心工具集,重要的有:

let objectAllocator: ObjectAllocator是一个定义为全局单例的变量。提供以下定义:

  • getNodeConstructor(节点会在解析器 / AST 中介绍)
  • getSymbolConstructor(符号会在绑定器中介绍)
  • getTypeConstructor(类型会在检查器中介绍)
  • getSignatureConstructor(签名是索引,调用和构造签名

types.ts 包含整个编译器中使用的关键数据结构和接口,这里列出一些关键部分:

  • SyntaxKind AST 节点类型通过 SyntaxKind 枚举进行识别
  • TypeChecker 类型检查器提供此接口
  • CompilerHost 用于程序(Program)和系统之间的交互
  • Node AST 节点

system.ts,TypeScript 编译器与操作系统的所有交互均通过 System 接口进行。接口及其实现(WScriptNode) 均定义在 system.ts 中。你可以将其视为操作环境(OE, Operating Environment)

整个编译处理的流程:

SourceCode(源码) ~~ 扫描器 ~~> Token 流 ~~ 解析器 ~~> AST(抽象语法树)~~ 绑定器 ~~> Symbols(符号)

符号(Symbol)是 TypeScript 语义系统的主要构造块。如上所示,符号是绑定的结果。符号将 AST 中的声明节点与相同实体的其他声明相连

符号和 AST 是检查器用来验证源代码语义

AST + 符号 ~~ 检查器 ~~> 类型验证
AST + 检查器 ~~ 发射器 ~~> JavaScript 代码

程序定义在 program.ts 中。编译上下文在 TypeScript 编译器中被视为一个 Program,它包含 SourceFile 和编译选项

扫描器

TypeScript 扫描器的源码均位于 scanner.ts。在内部,由解析器控制扫描器将源码转化为抽象语法树(AST)。期望结果如下:

SourceCode ~~ 扫描器 ~~> Token 流 ~~ 解析器 ~~> AST

为避免重复创建扫描器造成的开销,parser.ts 中创建了一个扫描器的单例。解析器根据需要使用 initializeState 函数准备该扫描器

解析器

TypeScript 解析器代码均位于 parser.ts 中。在内部,由解析器控制扫描器将源码转化为 AST。其期望结果如下

源码 ~~ 扫描器 ~~> Token 流 ~~ 解析器 ~~> AST

解析器实现原理是单例模式(其原因类似扫描器,如果能重新初始化就不重新构建)。实际实现成 namespace Parser,包含解析器的各种状态变量和单例扫描器(const scanner)。该扫描器由解析器函数管理。

绑定器

大多数的 JavaScript 转译器(transpiler)都比 TypeScript 简单,因为它们几乎没提供代码分析的方法。典型的 JavaScript 转换器只有以下流程

源码 ~~扫描器~~> Tokens ~~解析器~~> AST ~~发射器~~> JavaScript

上述架构确实对于简化 TypeScript 生成 JavaScript 的理解有帮助,但缺失了一个关键功能,即 TypeScript 的语义系统。为了协助(检查器执行)类型检查,绑定器将源码的各部分连接成一个相关的类型系统,供检查器使用。绑定器的主要职责是创建符号(Symbols)。

检查器

检查器使得 TypeScript 更独特,比其它 JavaScript 转译器更强大。检查器位于 checker.ts 中,当前有 23k 行以上的代码(编译器中最大的部分)

检查器是由程序初始化,下面是调用栈示意

program.getTypeChecker ->
    ts.createTypeChecker(检查器中)->
        initializeTypeChecker(检查器中) ->
            for each SourceFile `ts.bindSourceFile`(绑定器中)
            // 接着
            for each SourceFile `ts.mergeSymbolTable`(检查器中)

检查器检测到错误后,调用本地的error函数报告错误

function error(location: Node, message: DiagnosticMessage, arg0?: any, arg1?: any, arg2?: any): void {
  let diagnostic = location
    ? createDiagnosticForNode(location, message, arg0, arg1, arg2)
    : createCompilerDiagnostic(message, arg0, arg1, arg2);
  diagnostics.add(diagnostic);
}

发射器

TypeScript 编译器提供了两个发射器:

  • emitter.ts:可能是你最感兴趣的发射器,它是 TS -> JavaScript 的发射器
  • declarationEmitter.ts:这个发射器用于为 TypeScript 源文件(.ts 创建声明文件(.d.ts

Program 提供了一个 emit 函数。该函数主要将功能委托给 emitter.ts中的 emitFiles 函数。下面是调用栈:

Program.emit ->
    `emitWorker` (在 program.ts 中的 createProgram) ->
        `emitFiles` (emitter.ts 中的函数)

emitWorker(通过 emitFiles 参数)给发射器提供一个 EmitResolverEmitResolver 由程序的 TypeChecker 提供,基本上它是一个来自 createChecker 的本地函数的子集

Hereby

ts用hereby做构建工具,感觉是一个类似于gulp的任务队列

https://github.com/jakebailey/hereby

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