深入浅出 Source Map

作者：IDuxFE

原文：https://juejin.cn/post/7023537118454480904

专栏地址：前端编译和工程化^[1]**系列文章：Babel 那些事儿^[2]、一个预览 vue 文件 CLI 工具^[3]、通过一个“时髦”的例子学 Babel 插件^[4]、深入浅出 vue-loader 自定义块^[5]**本文作者：前端小东^[6]**

一、什么是 Source Map

通俗的来说， Source Map 就是一个信息文件，里面存储了代码打包转换后的位置信息，实质是一个 json 描述文件，维护了打包前后的代码映射关系。关于 Source Map 的解释可以看下 Introduction to JavaScript Source Maps^[7]。

我们线上的代码一般都是经过打包的，如果线上代码报错了，想要调试起来，那真是很费劲了，比如下面这个例子：

使用打包工具 Webpack ，编译这一段代码

console.log('source map!!!')
console.log(a); //这一行肯定会报错

浏览器打开后的效果：

点击进入报错文件之后：

这根本没法找到具体位置以及原因，所以这个时候， Source Map 的作用就来了， Webpack 构建代码中，开启 Source Map ：

然后重新执行构建，再次打开浏览器：

可以发现，可以成功定位到具体的报错位置了，这就是 Source Map 的作用。需要注意一点的是， Source Map 并不是 Webpack 特有的，其他打包工具同样支持 Source Map ，打包工具只是将 Source Map 这项技术通过配置化的方式引入进来。关于打包工具，下文会有介绍。

二、Source Map 的作用

上面的案例只是 Source Map 的初体验，现在来说一下它的作用，我们为什么需要 Source Map ?

阮一峰老师的JavaScript Source Map 详解^[8]指出，JavaScript 脚本正变得越来越复杂。大部分源码（尤其是各种函数库和框架）都要经过转换，才能投入生产环境。

常见的源码转换，主要是以下三种情况：

• 压缩，减小体积
• 多个文件合并，减少 HTTP 请求数
• 其他语言编译成 JavaScript

这三种情况，都使得实际运行的代码不同于开发代码，除错（ debug ）变得困难重重，所以才需要 Source Map 。结合上面的例子，即使打包过后的代码，也可以找到具体的报错位置，这使得我们 debug 代码变得轻松简单，这就是 Source Map 想要解决的问题。

三、如何生成 Source Map

各种主流前端任务管理工具，打包工具都支持生成 Source Map 。

3.1 UglifyJS

UglifyJS 是命令行工具，用于压缩 JavaScript 代码

安装 UglifyJS ：

npm install uglify - js - g

压缩代码的同时生成 Source Map ：

uglifyjs app.js - o app.min.js--source - map app.min.js.map

Source Map 相关选项：

--source - map Source Map的文件的路径和名称
    --source - map - root 源文件的路径
    --source - map - url //#sourceMappingURL的路径。 默认为--source-map指定的值。
    --source - map - include - sources 是否将源代码的内容添加到sourcesContent数组
    --source - map - inline 是否将Source Map写到压缩代码的最后一行
    -- in -source - map 输入Source Map， 当源文件已经经过变换时使用

3.2 Grunt

Grunt 是 JavaScript 项目构建工具

配置 grunt-contrib-uglify 插件以生成 Source Map ：

grunt.initConfig({
    uglify: {
        options: {
            sourceMap: true
        }
    }
});

使用 grunt-usemin 打包源码时， grunt-usemin 会依次调用grunt-contrib-concat^[9]与grunt-contrib-uglify^[10]对源码进行打包和压缩。因此都需要进行配置：

grunt.initConfig({
    concat: {
        options: {
            sourceMap: true
        }
    },
    uglify: {
        options: {
            sourceMap: true,
            sourceMapIn: function(uglifySource) {
                return uglifySource + '.map';
            },
        }
    }
});

3.3 Gulp

Gulp 是 JavaScript 项目构建工具

使用gulp-sourcemaps^[11]生成 Source Map :

var gulp = require('gulp');
var plugin1 = require('gulp-plugin1');
var plugin2 = require('gulp-plugin2');
var sourcemaps = require('gulp-sourcemaps');

gulp.task('javascript', function() {
    gulp.src('src/**/*.js')
        .pipe(sourcemaps.init())
        .pipe(plugin1())
        .pipe(plugin2())
        .pipe(sourcemaps.write('../maps'))
        .pipe(gulp.dest('dist'));
});

3.4 SystemJS

SystemJS 是模块加载器

使用SystemJS Build Tool^[12]生成 Source Map :

builder.bundle('myModule.js', 'outfile.js', {
    minify: true,
    sourceMaps: true
});

• sourceMapContents选项可以指定是否将源码写入Source Map文件

3.5 Webpack

Webpack 是前端打包工具（本文案例都会使用该打包工具）。在其配置文件 webpack.config.js 中设置devtool^[13]即可生成 Source Map 文件：

const path = require('path');

module.exports = {
    entry: './src/index.js',
    output: {
        filename: 'bundle.js',
        path: path.resolve(__dirname, 'dist')
    },
    devtool: "source-map"
};

• devtool有 20 多种不同取值，分别生成不同类型的Source Map，可以根据需要进行配置。下文会详细介绍，这里不再赘述。

3.6 Closure Compiler

利用 Closure Compiler^[14] 生成

四、如何使用 Source Map

生成 Source Map 之后，一般在浏览器中调试使用，前提是需要开启该功能，以 Chrome 为例：

打开开发者工具，找到 Settins ：

勾选以下两个选项：

再回到上面的案例中，源代码文件变成了 index.js ，点击进入后显示真实的源代码，即说明成功开启并使用了 Source Map

五、Source Map 的工作原理

还是上面这个案例，执行打包后，生成 dist 文件夹，打开 dist/bundld.js ：

可以看到尾部有这句注释：

//# sourceMappingURL=bundle.js.map

正是因为这句注释，标记了该文件的 Source Map 地址，浏览器才可以正确的找到源代码的位置。 sourceMappingURL 指向 Source Map 文件的 URL 。

除了这种方式之外，MDN^[15]中指出，可以通过 response header 的 SourceMap: <url> 字段来表明。

> SourceMap: /path/to/file.js.map

dist 文件夹中，除了 bundle.js 还有 bundle.js.map ，这个文件才是 Source Map 文件，也是 sourceMappingURL 指向的 URL

• version：Source map的版本，目前为v3。
• sources：转换前的文件。该项是一个数组，表示可能存在多个文件合并。
• names：转换前的所有变量名和属性名。
• mappings：记录位置信息的字符串，下文会介绍。
• file：转换后的文件名。
• sourceRoot：转换前的文件所在的目录。如果与转换前的文件在同一目录，该项为空。
• sourcesContent：转换前文件的原始内容。

5.1 关于Source map的版本

在2009年 Google 的一篇文章中，在介绍 Cloure Compiler 时， Google 也趁便推出了一款调试东西： Firefox 插件 Closure Inspector ，以便利调试编译后代码。这便是 Source Map 的初步代啦！

You can use the compiler with Closure Inspector , a Firebug extension that makes debugging the obfuscated code almost as easy as debugging the human-readable source.

2010年，在第二代即 Closure Compiler Source Map 2.0 中， Source Map 招认了共同的 JSON 格式及其他标准，已几乎具有现在的雏形。最大的差异在于 mapping 算法，也是 Source Map 的要害地址。第二代中的 mapping 已决定运用 base 64 编码，可是算法同现在有收支，所以生成的 .map 比较现在要大许多。 2011年，第三代即**Source Map Revision 3 Proposal**^[16]出炉了，这也是咱们现在运用的 Source Map版别。从文档的命名看来，此刻的 Source Map 已脱离 Clousre Compiler ，演化成了一款独立东西，也得到了浏览器的支撑。这一版相较于二代最大的改动是 mapping 算法的紧缩换代，运用VLQ^[17]编码生成base64^[18]前的 mapping ，大大缩小了 .map 文件的体积。

Source Map 发展史的诙谐之处在于，它作为一款辅佐东西被开发出来。毕竟它辅佐的方针日渐式微，而它却成为了技能主体，被写进了浏览器中。

Source Map V1最初步生成的Source Map文件大概有转化后文件的10倍大。Source Map V2将之减少了50%，V3又在V2的基础上减少了50%。所以现在133k的文件对应的Source Map文件巨细大概在300k左右。

5.2 关于mappings属性

为了避免干扰，将案例改成如下不报错的情况：

var a = 1;
console.log(a);

打包编译的后 bundle.js 文件：

/******/
(() => { // webpackBootstrap
    var __webpack_exports__ = {};
    /*!**********************!*\
      !*** ./src/index.js ***!
      \**********************/
    var a = 1;
    console.log(a);
    /******/
})();
//# sourceMappingURL=bundle.js.map

打包编译后的 bundle.js.map 文件：

{
    "version": 3,
    "sources": [
        "webpack://learn-source-map/./src/index.js"
    ],
    "names": [],
    "mappings": "AAAA;AACA,c",
    "file": "bundle.js",
    "sourcesContent": [
        "var a = 1;\r\nconsole.log(a);"
    ],
    "sourceRoot": ""
}

可以看到 mappings 属性的值是： AAAA; AACA, c ，要想说清楚这个东西，需要先解释一下它的组成结构。这是一个字符串，它分成三层：

• 第一层是行对应，以分号（; ）表示，每个分号对应转换后源码的一行。所以，第一个分号前的内容，就对应源码的第一行，以此类推。
• 第二层是位置对应，以逗号（, ）表示，每个逗号对应转换后源码的一个位置。所以，第一个逗号前的内容，就对应该行源码的第一个位置，以此类推。
• 第三层是位置转换，以VLQ 编码^[19]表示，代表该位置对应的转换前的源码位置。

在回到源代码，就可以分析出：

1. 因为源代码中有两行，所以有一个分号，分号前后表示了第一行和第二行。即mappings中的AAAA和AACA,c。
2. 分号后面表示第二行，也就是代码console.log(a);可以拆分出两个位置，分别是console和log(a)，所以存在一个逗号。即AACA,c中的AACA和c。

总结，就是转换后的源码分成两行，第一行有一个位置，第二行有两个位置。

至于这个 AAAA ， AAcA 等字母是怎么来的，可以参考阮一峰老师的JavaScript Source Map 详解^[20]有作详细的介绍。笔者自己的理解是：

AAAA 和 AAcA 以及 c 都是代表了位置，正常来说，每个位置最多由 5 个字母组成，5 个字母的含义分别是：

• 第一位，表示这个位置在（转换后的代码的）的第几列。
• 第二位，表示这个位置属于 sources 属性中的哪一个文件。
• 第三位，表示这个位置属于转换前代码的第几行。
• 第四位，表示这个位置属于转换前代码的第几列。
• 第五位，表示这个位置属于 names 属性中的哪一个变量。

这里转换后最多只有 4 个字母，是因为没有 names 属性。

每一个位置都可以用VLQ 编码^[21]转换，形成一种映射关系。可以在这个网站^[22]自己转换测试，将 AAAA; AACA, c 转换后的结果：

可以得到两组数据：

[0, 0, 0, 0]
[0, 0, 1, 0], [14]

数字都是从 0 开始的，拿位置 AAAA 举例，转换后得到 [0, 0, 0, 0] ，所以代表的含义分别是；

1. 压缩代码的第一列。
2. 第一个源代码文件，即index.js。
3. 源代码的第一行。
4. 源代码第一列

通过以上解析，我们就能知道源代码中 var a = 1; 在打包后文件中，即 bundle.js 的具体位置了。

六、Webpack 中的 Source Map

上文介绍了 Source Map 的作用，原理等。现在说一下打包工具 WebPack 中对 Source Map 的应用，毕竟我们在开发中，都离不开它。

上文有说道，只需要在 webpack.config.js 文件中配置 devtool 就可以使用 Source Map ，这个 devtool 具体的值有哪些，可以参考webpack devtool^[23]

的介绍，官方罗列了 20 几种类型，我们当然不能全部都记住，可以记住几个关键的：

建议以下 7 种可选方案：

• source-map：外部。可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置。
• inline-source-map：内联。只生成一个内联 Source Map，可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置
• hidden-source-map：外部。可以查看错误代码准确信息，但不能追踪源代码错误，只能提示到构建后代码的错误位置。
• eval-source-map：内联。每一个文件都生成对应的 Source Map，都在 eval 中，可以查看错误代码准确信息 和 源代码的错误位置。
• nosources-source-map：外部。可以查看错误代码错误原因，但不能查看错误代码准确信息，并且没有任何源代码信息。
• cheap-source-map：外部。可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置，只能把错误精确到整行，忽略列。
• cheap-module-source-map：外部。可以错误代码准确信息和源代码的错误位置，module 会加入 loader 的 Source Map。

内联和外部的区别：

1. 外部生成了文件（.map），内联没有。
2. 内联构建速度更快。

以下通过具体的案例演示上面的 7 种类型：

首先，将案例改成报错状态，为了体现列的情况，将源代码修改成如下：

console.log('source map!!!')
var a = 1;
console.log(a, b); //这一行肯定会报错

6.1 source-map

devtool: 'source-map'

编译后，可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置：

生成了 .map 文件：

6.2 inline-source-map

devtool: 'inline-source-map'

编译后，可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置：

但是没有生成 .map文件 ，而是以 base64 的形式插入到 sourceMappingURL 中：

6.3 hidden-source-map

devtool: 'hidden-source-map'

编译后，可以查看错误代码准确信息，但是无法查看源代码的位置：

生成了 .map 文件：

6.4 eval-source-map

devtool: 'eval-source-map'

编译后，可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置：

但是没有生成 .map文件 ，而是在 eval函数 中，包括 sourceMappingURL :

6.5 nosources-source-map

devtool: 'nosources-source-map'

编译后，可以查看无法查看错误代码的准确位置和源代码的错误位置，只能提示错误原因：

生成了 .map 文件：

6.6 cheap-source-map

devtool: 'cheap-source-map'

编译后，可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置，但是忽略了具体的列（ 因为是b导致报错 ）：

生成了 .map 文件：

6.7 cheap-module-source-map

因为需要 module ，所以案例中增加 loader ：

module: {
    rules: [{
        test: /\.css$/,
        use: [
            // style-loader：创建style标签，将js中的样式资源插入进去，添加到head中生效
            'style-loader',
            // css-loader：将css文件变成commonjs模块加载到js中，里面内容是样式字符串
            'css-loader'
        ]
    }]
}

在 src 目录下新建 index.css 文件，添加样式代码：

body {
    margin: 0;
    padding: 0;
    height: 100%;
    background-color: pink;
}

然后在 src/index.js 中引入 index.css ：

//引入index.css
import './index.css';

console.log('source map!!!')
var a = 1;
console.log(a, b); //这一行肯定会报错

修改 devtool ：

devtool: 'cheap-module-source-map'

打包后，打开浏览器，样式生效，说明 loader 引入成功。可以查看错误代码准确信息和源代码的错误位置，但是忽略了具体的列（ 因为是b导致报错 ）：

生成了 .map 文件，同时，将 loader 的信息也一起打包进来:

6.8 总结

（1）开发环境：需要考虑速度快，调试更友好

• 速度快( eval > inline > cheap >... )

1. eval-cheap-souce-map
2. eval-source-map

• 调试更友好

1. souce-map
2. cheap-module-souce-map
3. cheap-souce-map

最终得出最好的两种方案 --> eval-source-map（完整度高，内联速度快） / eval-cheap-module-souce-map（错误提示忽略列但是包含其他信息，内联速度快）

（2）生产环境：需要考虑源代码要不要隐藏，调试要不要更友好

• 内联会让代码体积变大，所以在生产环境不用内联

• 隐藏源代码

1. nosources-source-map 全部隐藏（打包后的代码与源代码）
2. hidden-source-map 只隐藏源代码，会提示构建后代码错误信息

最终得出最好的两种方案 --> source-map（最完整） / cheap-module-souce-map（错误提示一整行忽略列）

七、总结

Source Map 是我们日常开发过程中必不可少的，它可以帮助我们调试，定位错误。尽管它涉及非常多的知识点，例如：VLQ^[24]、base64^[25]等，但是我们核心关注的是它的工作原理，以及在打包工具中，如 webpack 等对 Source Map 的应用。

Source Map 非常强大，不仅在应用于日常开发，还可以做更多的事情，如 性能异常监控平台 。比如FunDebug^[26]这个网站就是通过 Source Map 还原生产环境中的压缩代码，提供完整的堆栈信息，准确定位出错误源码，帮助用户快速修复 Bug ，像这样的案例还有许多。

总之，学习 Source Map 是非常有必要的。

八、参考

• Introduction to JavaScript Source Maps^[27]
• MDN^[28]
• JavaScript Source Map 详解^[29]
• VLQ^[30]
• base64^[31]
• base64vlq^[32]
• FunDebug^[33]
• 绝了，没想到一个 source map 居然涉及到那么多知识盲区^[34]
• 谈谈我是如何获得知乎的前端源码的^[35]

参考资料