架構(gòu)概述

層次概述

• 核心TypeScript編譯器

  • 語(yǔ)法分析器（Parser）： 以一系列原文件開(kāi)始, 根據(jù)語(yǔ)言的語(yǔ)法, 生成抽象語(yǔ)法樹(shù)（AST）

  • 聯(lián)合器（Binder）： 使用一個(gè)Symbol將針對(duì)相同結(jié)構(gòu)的聲明聯(lián)合在一起（例如：同一個(gè)接口或模塊的不同聲明，或擁有相同名字的函數(shù)和模塊）。這能幫助類型系統(tǒng)推導(dǎo)出這些具名的聲明。

  • 類型解析器與檢查器（Type resolver / Checker）： 解析每種類型的構(gòu)造，檢查讀寫(xiě)語(yǔ)義并生成適當(dāng)?shù)脑\斷信息。

  • 生成器（Emitter）： 從一系列輸入文件（.ts和.d.ts）生成輸出，它們可以是以下形式之一：JavaScript（.js），聲明（.d.ts），或者是source maps（.js.map）。

  • 預(yù)處理器（Pre-processor）： “編譯上下文”指的是某個(gè)“程序”里涉及到的所有文件。上下文的創(chuàng)建是通過(guò)檢查所有從命令行上傳入編譯器的文件，按順序，然后再加入這些文件直接引用的其它文件或通過(guò)import語(yǔ)句和/// <reference path=... />標(biāo)簽間接引用的其它文件。

沿著引用圖走下來(lái)你會(huì)發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)有序的源文件列表，它們組成了整個(gè)程序。

當(dāng)解析導(dǎo)出（import）的時(shí)候，會(huì)優(yōu)先選擇“.ts”文件而不是“.d.ts”文件，以確保處理的是最新的文件。 編譯器會(huì)進(jìn)行與Nodejs相似的流程來(lái)解析導(dǎo)入，沿著目錄鏈查找與將要導(dǎo)入相匹配的帶.ts或.d.ts擴(kuò)展名的文件。 導(dǎo)入失敗不會(huì)報(bào)error，因?yàn)榭赡芤呀?jīng)聲明了外部模塊。

• 獨(dú)立編譯器（tsc）： 批處理編譯命令行界面。主要處理針對(duì)不同支持的引擎讀寫(xiě)文件（比如：Node.js）。

• 語(yǔ)言服務(wù)： “語(yǔ)言服務(wù)”在核心編譯器管道上暴露了額外的一層，非常適合類編輯器的應(yīng)用。

語(yǔ)言服務(wù)支持一系列典型的編輯器操作比如語(yǔ)句自動(dòng)補(bǔ)全，函數(shù)簽名提示，代碼格式化和突出高亮，著色等。

基本的重構(gòu)功能比如重命名，調(diào)試接口輔助功能比如驗(yàn)證斷點(diǎn)，還有TypeScript特有的功能比如支持增量編譯（在命令行上使用--watch）。 語(yǔ)言服務(wù)是被設(shè)計(jì)用來(lái)有效的處理在一個(gè)長(zhǎng)期存在的編譯上下文中文件隨著時(shí)間改變的情況；在這樣的情況下，語(yǔ)言服務(wù)提供了與其它編譯器接口不同的角度來(lái)處理程序和源文件。

請(qǐng)參考 [[Using the Language Service API]] 以了解更多詳細(xì)內(nèi)容。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• Node: 抽象語(yǔ)法樹(shù)（AST）的基本組成塊。通常Node表示語(yǔ)言語(yǔ)法里的非終結(jié)符；一些終結(jié)符保存在語(yǔ)法樹(shù)里比如標(biāo)識(shí)符和字面量。

• SourceFile: 給定源文件的AST。SourceFile本身是一個(gè)Node；它提供了額外的接口用來(lái)訪問(wèn)文件的源碼，文件里的引用，文件里的標(biāo)識(shí)符列表和文件里的某個(gè)位置與它對(duì)應(yīng)的行號(hào)與列號(hào)的映射。

• Program: SourceFile的集合和一系列編譯選項(xiàng)代表一個(gè)編譯單元。Program是類型系統(tǒng)和生成代碼的主入口。

• Symbol: 具名的聲明。Symbols是做為聯(lián)合的結(jié)果而創(chuàng)建。Symbols連接了樹(shù)里的聲明節(jié)點(diǎn)和其它對(duì)同一個(gè)實(shí)體的聲明。Symbols是語(yǔ)義系統(tǒng)的基本構(gòu)建塊。

• Type: Type是語(yǔ)義系統(tǒng)的其它部分。Type可能被命名（比如，類和接口），或匿名（比如，對(duì)象類型）。

• Signature: 一共有三種Signature類型：調(diào)用簽名（call），構(gòu)造簽名（construct）和索引簽名（index）。

編譯過(guò)程概述

整個(gè)過(guò)程從預(yù)處理開(kāi)始。 預(yù)處理器會(huì)算出哪些文件參與編譯，它會(huì)去查找如下引用（/// <reference path=... />標(biāo)簽和import語(yǔ)句）。

語(yǔ)法分析器（Parser）生成抽象語(yǔ)法樹(shù)（AST）Node. 這些僅為用戶輸出的抽象表現(xiàn)，以樹(shù)的形式。 一個(gè)SourceFile對(duì)象表示一個(gè)給定文件的AST并且?guī)в幸恍╊~外的信息如文件名及源文件內(nèi)容。

然后，聯(lián)合器（Binder）處理AST節(jié)點(diǎn)，結(jié)合并生成Symbols。 一個(gè)Symbol會(huì)對(duì)應(yīng)到一個(gè)命名實(shí)體。 這里有個(gè)一微妙的差別，幾個(gè)聲明節(jié)點(diǎn)可能會(huì)是名字相同的實(shí)體。 也就是說(shuō)，有時(shí)候不同的Node具有相同的Symbol，并且每個(gè)Symbol保持跟蹤它的聲明節(jié)點(diǎn)。 比如，一個(gè)名字相同的class和namespace可以合并，并且擁有相同的Symbol。 聯(lián)合器也會(huì)處理作用域，以確保每個(gè)Symbol都在正確的封閉作用域里創(chuàng)建。

生成SourceFile（還帶有它的Symbols們）是通過(guò)調(diào)用createSourceFile API。

到目前為止，Symbol代表的命名實(shí)體可以在單個(gè)文件里看到，但是有些聲明可以從多文件合并，因此下一步就是構(gòu)建一個(gè)全局的包含所有文件的視圖，也就是創(chuàng)建一個(gè)Program。

一個(gè)Program是SourceFile的集合并帶有一系列CompilerOptions。 通過(guò)調(diào)用createProgram API來(lái)創(chuàng)建Program。

通過(guò)一個(gè)Program實(shí)例創(chuàng)建TypeChecker。 TypeChecker是TypeScript類型系統(tǒng)的核心。 它負(fù)責(zé)計(jì)算出不同文件里的Symbols之間的關(guān)系，將Type賦值給Symbol，并生成任何語(yǔ)義Diagnostic（比如：error）。

TypeChecker首先要做的是合并不同的SourceFile里的Symbol到一個(gè)單獨(dú)的視圖，創(chuàng)建單一的Symbol表，合并所有普通的Symbol（比如：不同文件里的namespace）。

在原始狀態(tài)初始化完成后，TypeChecker就可以解決關(guān)于這個(gè)程序的任何問(wèn)題了。 這些“問(wèn)題”可以是：

• 這個(gè)Node的Symbol是什么？
• 這個(gè)Symbol的Type是什么？
• 在AST的某個(gè)部分里有哪些Symbol是可見(jiàn)的？
• 某個(gè)函數(shù)聲明的Signature都有哪些？
• 針對(duì)某個(gè)文件應(yīng)該報(bào)哪些錯(cuò)誤？

TypeChecker計(jì)算所有東西都是“懶惰的”；為了回答一個(gè)問(wèn)題它僅“解決”必要的信息。 TypeChecker僅會(huì)檢測(cè)和這個(gè)問(wèn)題有關(guān)的Node，Symbol或Type，不會(huì)檢測(cè)額外的實(shí)體。

對(duì)于一個(gè)Program同樣會(huì)生成一個(gè)Emitter。 Emitter負(fù)責(zé)生成給定SourceFile的輸出；它包括：.js，.jsx，.d.ts和.js.map。

術(shù)語(yǔ)

完整開(kāi)始/令牌開(kāi)始（Full Start/Token Start）

令牌本身就具有我們稱為一個(gè)“完整開(kāi)始”和一個(gè)“令牌開(kāi)始”。“令牌開(kāi)始”是指更自然的版本，它表示在文件中令牌開(kāi)始的位置?！巴暾_(kāi)始”是指從上一個(gè)有意義的令牌之后掃描器開(kāi)始掃描的起始位置。當(dāng)關(guān)心瑣事時(shí)，我們往往更關(guān)心完整開(kāi)始。

瑣碎內(nèi)容（Trivia）

語(yǔ)法的瑣碎內(nèi)容代表源碼里那些對(duì)理解代碼無(wú)關(guān)緊要的內(nèi)容，比如空白，注釋甚至一些沖突的標(biāo)記。

因?yàn)楝嵥閮?nèi)容不是語(yǔ)言正常語(yǔ)法的一部分（不包括ECMAScript API規(guī)范）并且可能在任意2個(gè)令牌中的任意位置出現(xiàn)，它們不會(huì)包含在語(yǔ)法樹(shù)里。但是，因?yàn)樗鼈儗?duì)于像重構(gòu)和維護(hù)高保真源碼很重要，所以需要的時(shí)候還是能夠通過(guò)我們的APIs訪問(wèn)。

因?yàn)?code>EndOfFileToken后面可以沒(méi)有任何內(nèi)容（令牌和瑣碎內(nèi)容），所有瑣碎內(nèi)容自然地在非瑣碎內(nèi)容之前，而且存在于那個(gè)令牌的“完整開(kāi)始”和“令牌開(kāi)始”之間。

雖然這個(gè)一個(gè)方便的標(biāo)記法來(lái)說(shuō)明一個(gè)注釋“屬于”一個(gè)Node。比如，在下面的例子里，可以明顯看出genie函數(shù)擁有兩個(gè)注釋：

var x = 10; // This is x.

/**
 * Postcondition: Grants all three wishes.
 */
function genie([wish1, wish2, wish3]: [Wish, Wish, Wish]) {
    while (true) {
    }
} // End function

這是盡管事實(shí)上，函數(shù)聲明的完整開(kāi)始是在var x = 10;后。

我們依據(jù)處理注釋所有權(quán)。通常來(lái)講，一個(gè)令牌擁有同一行上的所有的瑣碎內(nèi)容直到下一個(gè)令牌開(kāi)始。任何出現(xiàn)在這行之后的注釋都屬于下一個(gè)令牌。源文件的第一個(gè)令牌擁有所有的初始瑣碎內(nèi)容，并且最后面的一系列瑣碎內(nèi)容會(huì)添加到end-of-file令牌上。

debugger;/*hello*/
    //bye
  /*hi*/    function

d e b u g g e r ; / * h e l l o * / _ _ _ _ _ [CR] [NL] _ _ _ _ / / b y e [CR] [NL] _ _ / * h i * / _ _ _ _ f u n c t i o n
                  ↑                                     ↑       ↑                       ↑                   ↑
                  完整開(kāi)始                              查找      第一個(gè)注釋               第二個(gè)注釋     令牌開(kāi)始
                                                       開(kāi)始注釋