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TypeScriptでモジュールのツリーシェイキングを有効にする方法を解説

TypeScript

TypeScriptプロジェクトでの効率的なビルドは、アプリケーションのパフォーマンスに大きな影響を与えます。その中でも「ツリーシェイキング」は、未使用のコードを自動的に削除することで、ファイルサイズを最小化し、実行速度を向上させる重要な技術です。JavaScriptのモジュールバンドラ（WebpackやRollupなど）と連携することで、この最適化はさらに強力になります。しかし、TypeScriptを使用しているプロジェクトでは、適切な設定がなければツリーシェイキングが正しく機能しないことがあります。本記事では、TypeScriptでツリーシェイキングを有効にする方法とその利点について詳しく説明します。

目次
  1. ツリーシェイキングとは
    1. ツリーシェイキングの目的
  2. TypeScriptとツリーシェイキングの関連
    1. TypeScriptにおけるツリーシェイキングのメリット
    2. ESモジュールの役割
  3. ツリーシェイキングを有効にするための設定
    1. TypeScriptのコンパイル設定
    2. モジュールバンドラの設定
  4. `module`と`target`オプションの設定方法
    1. `module`オプションの設定
    2. `target`オプションの設定
    3. 最適な組み合わせ
  5. ESモジュールの使用による最適化
    1. ESモジュールとは
    2. TypeScriptでのESモジュールの使用
    3. ESモジュールとバンドラの連携
  6. WebpackとTypeScriptの連携
    1. Webpackの基本設定
    2. 依存パッケージのインストール
    3. 実際のビルドとツリーシェイキングの確認
    4. ツリーシェイキングの効果確認
  7. Rollupを使ったツリーシェイキングの設定
    1. Rollupの基本設定
    2. 依存パッケージのインストール
    3. 実際のビルドとツリーシェイキングの確認
    4. ツリーシェイキングの効果確認
    5. Rollupの追加最適化
  8. 実践: プロジェクトでツリーシェイキングを確認する方法
    1. ソースコードに未使用コードを追加して確認
    2. 生成されたバンドルファイルの確認
    3. ビルドサイズの比較
    4. ツールを使った確認方法
    5. 実際の使用例を通じた検証
  9. よくある問題とトラブルシューティング
    1. 問題1: `commonjs`モジュールの使用
    2. 問題2: 動的なインポートやエクスポート
    3. 問題3: `sideEffects`の設定が原因
    4. 問題4: ツリーシェイキングが無効なライブラリの使用
    5. 問題5: WebpackやRollupの設定ミス
    6. 問題6: Babelによる変換が原因
    7. まとめ
  10. 応用例: ライブラリの最適化とツリーシェイキング
    1. 例1: `lodash`の最適化
    2. 例2: Reactプロジェクトにおける`react-bootstrap`の最適化
    3. 例3: 日付操作ライブラリ`date-fns`の最適化
    4. 例4: `three.js`のツリーシェイキングによる軽量化
    5. まとめ
  11. まとめ

ツリーシェイキングとは

ツリーシェイキング（Tree Shaking）は、JavaScriptやTypeScriptのビルド工程で使用される最適化技術の一つで、使われていないコードを取り除くプロセスを指します。特に大規模なプロジェクトでは、モジュールごとに大量の関数やクラスが定義されていても、実際に使用されているのはその一部に過ぎないことが多くあります。ツリーシェイキングを適用すると、未使用のコードを自動的に削除してバンドルファイルを軽量化し、最終的にパフォーマンス向上とロード時間の短縮が期待できます。

ツリーシェイキングの目的

ツリーシェイキングの主な目的は、次の通りです。

  • バンドルサイズの縮小：未使用のコードを排除することで、出力されるJavaScriptファイルのサイズを削減します。
  • 実行速度の向上：軽量化されたファイルにより、ブラウザでの実行速度が向上します。
  • メンテナンス性の向上：不要なコードを除去することで、コードベースがシンプルになり、メンテナンスがしやすくなります。

この技術は、特にライブラリやフレームワークを多く使用するプロジェクトで効果を発揮し、不要な機能や依存関係が含まれない効率的なビルドを実現します。

TypeScriptとツリーシェイキングの関連

TypeScriptは、JavaScriptに型付けを導入することでコードの品質を高める強力なツールです。しかし、型情報自体はコンパイル後にJavaScriptのバンドルには含まれないため、ツリーシェイキングの対象にはなりません。つまり、ツリーシェイキングのプロセスでは、TypeScriptコードのうち、実際に使用されている部分だけをJavaScriptに変換し、未使用の部分を取り除くことが求められます。

TypeScriptにおけるツリーシェイキングのメリット

TypeScriptプロジェクトでツリーシェイキングを適用することで、次のメリットが得られます。

  • ファイルサイズの削減：大規模なコードベースから未使用のコードを削除することで、JavaScriptファイルのサイズを大幅に縮小できます。
  • パフォーマンスの向上：軽量なコードバンドルを生成することで、読み込み時間やアプリケーションの初期化速度が改善されます。
  • モジュールの効率的な管理：TypeScriptのモジュールシステムとツリーシェイキングを併用することで、使用されていないモジュールや依存関係が削除され、プロジェクト全体が効率化されます。

ESモジュールの役割

ツリーシェイキングが機能するためには、JavaScriptのESモジュール（importやexport）を正しく使用する必要があります。TypeScriptもESモジュール形式でコードを書いている場合に、モジュール間の依存関係を追跡し、未使用のエクスポートを取り除くことができます。この点において、TypeScriptはツリーシェイキングの最適化に非常に適しています。

TypeScriptでツリーシェイキングを効果的に利用するためには、設定やモジュールシステムの理解が欠かせません。次に、具体的な設定方法について詳しく見ていきます。

ツリーシェイキングを有効にするための設定

TypeScriptプロジェクトでツリーシェイキングを有効にするには、正しい設定を行うことが重要です。ツリーシェイキング自体は、バンドラ（WebpackやRollupなど）で行われますが、TypeScriptコンパイル時の設定も影響を与えます。ここでは、TypeScriptとモジュールバンドラの設定を合わせて解説します。

TypeScriptのコンパイル設定

TypeScriptでツリーシェイキングを利用するには、コンパイラオプションで以下の設定が必要です。

  1. moduleオプションの設定
    TypeScriptのtsconfig.jsonファイルで、moduleオプションを"esnext"または"es6"に設定します。これにより、ESモジュール形式でコードが出力され、バンドラが未使用コードを検出できるようになります。
   {
     "compilerOptions": {
       "module": "esnext",
       "target": "es5",
       "strict": true
     }
   }
  1. targetオプションの設定
    targetは出力するJavaScriptのバージョンを指定します。ツリーシェイキングを活用するためには、es5以上に設定する必要があります。特に、最新のブラウザをターゲットにする場合は、es6やesnextを推奨します。
  2. importHelpersの使用
    TypeScriptが生成する補助コード（ヘルパー関数）を最小限にするために、importHelpersオプションをtrueに設定します。これにより、ヘルパー関数が個別にインポートされ、重複コードが削減されます。
   {
     "compilerOptions": {
       "importHelpers": true
     }
   }

モジュールバンドラの設定

TypeScriptコンパイルの設定だけでなく、モジュールバンドラの設定も重要です。WebpackやRollupなどのバンドラを使用して、ツリーシェイキングを有効にする方法を確認しましょう。

  1. Webpackの設定
    Webpackでは、modeをproductionに設定することで、デフォルトでツリーシェイキングが有効になります。
   module.exports = {
     mode: 'production',
     entry: './src/index.ts',
     output: {
       filename: 'bundle.js'
     }
   };
  1. Rollupの設定
    Rollupでは、ESモジュールを使用することで自動的にツリーシェイキングが行われます。設定ファイルでtreeshakeオプションを有効にしておくことをおすすめします。
   export default {
     input: 'src/index.ts',
     output: {
       file: 'bundle.js',
       format: 'esm'
     },
     treeshake: true
   };

これらの設定を行うことで、TypeScriptプロジェクトにおけるツリーシェイキングを効果的に有効化できます。次に、具体的なモジュールの設定について詳しく見ていきましょう。

`module`と`target`オプションの設定方法

TypeScriptでツリーシェイキングを正しく有効にするためには、tsconfig.jsonファイル内のmoduleとtargetオプションの設定が重要です。この2つのオプションは、コンパイル結果のモジュール形式やJavaScriptのバージョンを決定するため、ツリーシェイキングの成功に直接影響します。

`module`オプションの設定

moduleオプションは、TypeScriptが生成するJavaScriptコードのモジュールシステムを指定します。ツリーシェイキングが有効になるのは、ESモジュール（importやexportを使用する形式）を利用する場合です。moduleオプションを"esnext"や"es6"に設定することで、ツリーシェイキングをサポートするモジュール形式でコードが出力されます。

  • esnextまたはes6の設定:
    これらを指定すると、TypeScriptはESモジュール形式でコードを出力し、バンドラが未使用のコードを検出しやすくなります。
{
  "compilerOptions": {
    "module": "esnext"
  }
}
  • commonjsは避ける:
    commonjsモジュール形式では、ツリーシェイキングは効果的に機能しません。CommonJSは動的なモジュールシステムを持つため、どの部分が使われていないかをバンドラが判定できない場合があります。したがって、commonjsの使用はツリーシェイキングを無効にする可能性が高いです。

`target`オプションの設定

targetオプションは、TypeScriptが生成するJavaScriptのバージョンを指定します。targetを設定することで、コンパイル結果の互換性や最適化が変わります。

  • es5やes6の設定:
    targetは通常es5かes6を指定しますが、最新のブラウザを対象にしている場合や最大限のパフォーマンスを求める場合は、es6以上の設定を推奨します。これにより、JavaScriptの最新機能が活用され、モジュールバンドラが最適化しやすい環境を作ることができます。
{
  "compilerOptions": {
    "target": "es6"
  }
}
  • レガシーブラウザ向け設定:
    古いブラウザとの互換性を考慮する場合は、es5を指定する必要があります。ただし、これにより最新機能が使用できなくなるため、ツリーシェイキングの効果が減少する場合があります。

最適な組み合わせ

moduleとtargetの設定は、プロジェクトの目的に応じて組み合わせることが重要です。例えば、最新ブラウザを対象にしているプロジェクトでは、次のような設定が推奨されます。

{
  "compilerOptions": {
    "module": "esnext",
    "target": "es6"
  }
}

この組み合わせにより、TypeScriptのコンパイル結果がツリーシェイキングに適した形式で生成され、バンドラによって未使用コードが自動的に除去されます。次に、ESモジュールを使用してさらに最適化を行う方法について詳しく説明します。

ESモジュールの使用による最適化

ツリーシェイキングを最大限に活用するためには、TypeScriptプロジェクトでESモジュール（ESM: ECMAScript Modules）を使用することが重要です。ESモジュールは静的に解析可能なため、モジュールバンドラがどの部分が未使用かを判断しやすく、ツリーシェイキングが効果的に機能します。ここでは、ESモジュールを使うことで得られる最適化の利点とその設定方法について説明します。

ESモジュールとは

ESモジュールは、JavaScriptの標準的なモジュールシステムであり、importとexportを用いてモジュールを扱います。このモジュールシステムの特徴は、モジュール間の依存関係を静的に解析できる点にあります。これにより、バンドラがどのモジュールや関数が使用されているかを容易に追跡でき、未使用の部分を除去することが可能です。

ESモジュールを使用することで、次の最適化が期待できます。

  1. 未使用コードの自動削除：ESモジュールでは、静的解析により未使用の関数や変数が検出され、それらがバンドルに含まれなくなります。
  2. 最適なバンドルサイズ：不要なコードが削除されることで、最終的なJavaScriptバンドルのサイズが小さくなり、ブラウザでの読み込みや実行が高速化されます。
  3. インクリメンタルビルド：ESモジュールを利用することで、ビルド時間の短縮や部分的な再ビルドが可能になり、開発効率が向上します。

TypeScriptでのESモジュールの使用

TypeScriptでESモジュールを有効にするには、tsconfig.jsonで適切な設定を行う必要があります。以下の設定を用いて、TypeScriptがESモジュール形式でJavaScriptファイルを出力するようにします。

{
  "compilerOptions": {
    "module": "esnext",
    "target": "es6"
  }
}
  • module: "esnext"
    この設定により、TypeScriptはESモジュール形式でコンパイルします。これにより、importとexportがそのままJavaScriptに出力され、バンドラがそれらを解析して未使用のエクスポートを削除できるようになります。
  • target: "es6"またはそれ以上
    targetをes6以上に設定することで、モダンブラウザ向けに最適化されたJavaScriptコードが生成され、ESモジュールとツリーシェイキングが最大限に活用されます。

ESモジュールとバンドラの連携

TypeScriptプロジェクトでESモジュールを使ってツリーシェイキングを実行するには、WebpackやRollupなどのモジュールバンドラとの連携が不可欠です。

  • Webpack: Webpackは、mode: 'production'を指定すると自動的にツリーシェイキングが有効になります。ESモジュール形式のコードをコンパイルし、未使用のエクスポートが除去されます。
  module.exports = {
    mode: 'production',
    entry: './src/index.ts',
    output: {
      filename: 'bundle.js'
    },
    resolve: {
      extensions: ['.ts', '.js']
    },
    module: {
      rules: [
        {
          test: /\.ts$/,
          use: 'ts-loader',
          exclude: /node_modules/
        }
      ]
    }
  };
  • Rollup: Rollupはツリーシェイキングに特化したバンドラであり、ESモジュール形式を使っている場合は自動的に最適化が行われます。Rollupを使用すると、さらに軽量なバンドルが生成されます。
  export default {
    input: 'src/index.ts',
    output: {
      file: 'bundle.js',
      format: 'esm'
    },
    plugins: [typescript()]
  };

これらの設定を組み合わせることで、TypeScriptプロジェクトにおいてESモジュールの最適化とツリーシェイキングの効果を最大限に引き出すことができます。次に、WebpackとTypeScriptを連携させた具体的な設定についてさらに詳しく解説します。

WebpackとTypeScriptの連携

Webpackは、TypeScriptプロジェクトでツリーシェイキングを有効にするための強力なモジュールバンドラです。Webpackを使用すると、未使用のコードを自動的に削除し、最終的なJavaScriptバンドルを最適化できます。ここでは、WebpackとTypeScriptを連携させてツリーシェイキングを有効にする具体的な手順を説明します。

Webpackの基本設定

WebpackをTypeScriptプロジェクトで使用するためには、まずwebpack.config.jsファイルを作成し、適切な設定を行います。以下の基本設定では、TypeScriptのコードをESモジュール形式にコンパイルし、ツリーシェイキングを有効にします。

const path = require('path');

module.exports = {
  mode: 'production',  // ツリーシェイキングを有効にするためにproductionモードを使用
  entry: './src/index.ts',  // エントリーポイントを指定
  output: {
    filename: 'bundle.js',  // 出力されるファイル名
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),  // 出力先ディレクトリ
  },
  resolve: {
    extensions: ['.ts', '.js'],  // TypeScriptとJavaScriptファイルを解決
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.ts$/,  // TypeScriptファイルを対象
        use: 'ts-loader',  // TypeScriptをコンパイルするためのローダー
        exclude: /node_modules/,  // node_modulesディレクトリを除外
      },
    ],
  },
  optimization: {
    usedExports: true,  // ツリーシェイキングを有効にするオプション
  },
};

重要な設定項目の説明

  • mode: 'production': Webpackではproductionモードを指定すると、デフォルトでツリーシェイキングが有効になります。このモードは、コードの最適化や圧縮も自動的に行います。
  • entry: エントリーポイントとなるTypeScriptファイルを指定します。ここからWebpackがコードを解析し、必要なモジュールをバンドルします。
  • output: コンパイル後のJavaScriptファイルの出力先とファイル名を指定します。
  • resolve: TypeScriptファイルとJavaScriptファイルを解決できるよう、拡張子を指定します。
  • module.rules: ts-loaderを使ってTypeScriptファイルをJavaScriptに変換します。exclude: /node_modules/で、外部ライブラリのコンパイルを除外することでビルド時間を短縮します。
  • optimization.usedExports: true: Webpackがモジュール内で使用されているエクスポートを追跡し、未使用のエクスポートを削除します。これにより、ツリーシェイキングが実行されます。

依存パッケージのインストール

WebpackとTypeScriptを連携させるためには、必要なパッケージをインストールします。以下のコマンドで、WebpackおよびTypeScript関連の依存関係をインストールします。

npm install --save-dev webpack webpack-cli ts-loader typescript
  • webpack: Webpack自体。
  • webpack-cli: Webpackのコマンドラインインターフェース。
  • ts-loader: TypeScriptファイルをJavaScriptに変換するためのローダー。
  • typescript: TypeScriptのコンパイラ。

実際のビルドとツリーシェイキングの確認

設定が完了したら、次のコマンドでビルドを実行します。

npx webpack

ビルドが成功すると、distディレクトリにbundle.jsファイルが生成されます。このファイルには、未使用のコードが削除された最適化されたJavaScriptが含まれています。

ツリーシェイキングの効果確認

Webpackがツリーシェイキングを正しく行ったかどうかを確認するためには、以下の手順を行います。

  1. 不要なエクスポートを追加: モジュール内に、使用していないエクスポートをいくつか追加してみます。
   export function usedFunction() {
     console.log('This function is used');
   }

   export function unusedFunction() {
     console.log('This function is not used');
   }
  1. エクスポートの使用: 別のファイルでusedFunctionだけをインポートし、unusedFunctionを使わないようにします。
   import { usedFunction } from './module';
   usedFunction();
  1. ビルド後の確認: ビルドを再実行し、bundle.jsファイルを確認します。unusedFunctionはバンドルに含まれていないはずです。これにより、ツリーシェイキングが機能していることが確認できます。

このように、Webpackを使用することで、TypeScriptプロジェクトにおいてツリーシェイキングを効果的に有効化できます。次は、RollupとTypeScriptを連携させた設定方法について解説します。

Rollupを使ったツリーシェイキングの設定

Rollupは、ツリーシェイキングに特化した軽量なモジュールバンドラであり、特にTypeScriptプロジェクトにおいて最小限のバンドルサイズを生成するのに適しています。RollupはESモジュール形式を前提としており、静的に解析できるため、未使用のコードを効果的に削除できます。ここでは、Rollupを使用してTypeScriptのツリーシェイキングを有効にする設定方法を詳しく説明します。

Rollupの基本設定

まず、Rollupの設定ファイルであるrollup.config.jsを作成し、必要な設定を行います。以下は、TypeScriptを使用したRollupの基本設定です。

import typescript from '@rollup/plugin-typescript';

export default {
  input: 'src/index.ts',  // エントリーポイント
  output: {
    file: 'dist/bundle.js',  // 出力ファイル
    format: 'esm',  // ESモジュール形式で出力
  },
  plugins: [
    typescript()  // TypeScriptをコンパイルするためのプラグイン
  ],
  treeshake: true  // ツリーシェイキングを有効にする
};

設定項目の説明

  • input: エントリーポイントとなるTypeScriptファイルを指定します。ここからRollupが依存関係を解析し、バンドルを生成します。
  • output.file: コンパイルされたJavaScriptの出力ファイル名と保存場所を指定します。
  • output.format: 出力するJavaScriptの形式を指定します。esm（ESモジュール）形式を使用することで、ツリーシェイキングが最大限に活用されます。
  • plugins: @rollup/plugin-typescriptを使用して、TypeScriptをJavaScriptにコンパイルします。このプラグインがTypeScriptコードの解析と変換を行います。
  • treeshake: デフォルトでtrueですが、明示的に指定することで、Rollupがツリーシェイキングを有効にします。

依存パッケージのインストール

RollupをTypeScriptプロジェクトで使用するためには、以下のコマンドで必要なパッケージをインストールします。

npm install --save-dev rollup @rollup/plugin-typescript typescript
  • rollup: Rollup本体。
  • @rollup/plugin-typescript: TypeScriptコードをJavaScriptに変換するためのプラグイン。
  • typescript: TypeScriptのコンパイラ。

実際のビルドとツリーシェイキングの確認

設定が完了したら、次のコマンドでRollupを実行し、プロジェクトをビルドします。

npx rollup -c

このコマンドにより、dist/bundle.jsファイルが生成され、ツリーシェイキングされた最適なJavaScriptコードが含まれます。Rollupは、使用されていないコードを自動的に削除するため、バンドルサイズが非常にコンパクトになります。

ツリーシェイキングの効果確認

Rollupがツリーシェイキングを正しく行っているかを確認するためには、Webpackと同様のテストを行います。

  1. 不要なエクスポートを追加: 使用していない関数をエクスポートするTypeScriptモジュールを作成します。
   export function usedFunction() {
     console.log('This function is used');
   }

   export function unusedFunction() {
     console.log('This function is not used');
   }
  1. エクスポートの使用: 別のファイルでusedFunctionだけをインポートします。
   import { usedFunction } from './module';
   usedFunction();
  1. ビルド後の確認: Rollupでビルドを実行し、生成されたbundle.jsファイルを確認します。未使用のunusedFunctionはバンドルに含まれないはずです。

Rollupの追加最適化

Rollupには、さらにバンドルサイズを削減するための追加のプラグインがあります。たとえば、rollup-plugin-terserを使用してコードを圧縮することができます。

npm install --save-dev rollup-plugin-terser

設定に以下を追加して、コードを圧縮します。

import { terser } from 'rollup-plugin-terser';

export default {
  input: 'src/index.ts',
  output: {
    file: 'dist/bundle.js',
    format: 'esm',
  },
  plugins: [
    typescript(),
    terser()  // コード圧縮を追加
  ],
  treeshake: true
};

これにより、ツリーシェイキングされたコードがさらに最適化され、バンドルサイズが最小限になります。

Rollupを使用すると、軽量で高速なバンドルを作成することができ、TypeScriptプロジェクトにおいて非常に効果的なツールとなります。次は、プロジェクトでツリーシェイキングの効果を確認する方法について解説します。

実践: プロジェクトでツリーシェイキングを確認する方法

ツリーシェイキングが正しく機能しているかどうかを確認することは、プロジェクトの最適化において非常に重要です。TypeScriptとモジュールバンドラ（WebpackやRollup）を組み合わせたプロジェクトでは、未使用のコードが正しく削除されているか確認するための手順を踏む必要があります。ここでは、具体的な確認方法とツールを紹介します。

ソースコードに未使用コードを追加して確認

ツリーシェイキングが有効になっているかどうかを確認するためには、意図的に未使用の関数や変数をソースコードに追加し、それらがバンドルから除外されるか確認するのが基本的な方法です。

  1. 未使用コードを追加: 以下のように、使用されていないエクスポートを持つTypeScriptモジュールを作成します。
   // src/module.ts
   export function usedFunction() {
     console.log('This function is used');
   }

   export function unusedFunction() {
     console.log('This function is not used');
   }
  1. エクスポートの使用: 別のファイルでusedFunctionのみをインポートして使用します。
   // src/index.ts
   import { usedFunction } from './module';
   usedFunction();
  1. ビルドの実行: WebpackまたはRollupを使ってプロジェクトをビルドします。ビルド後に生成されるバンドルファイルからunusedFunctionが削除されているかを確認します。 Webpackの場合:
   npx webpack

Rollupの場合:

   npx rollup -c

生成されたバンドルファイルの確認

ビルドが完了したら、生成されたバンドルファイル（bundle.jsなど）を手動で確認します。特に小さなプロジェクトでは、直接ファイルを開いて未使用コードが含まれていないかチェックすることが簡単です。もしツリーシェイキングが正しく機能していれば、unusedFunctionのコードは出力されていないはずです。

ビルドサイズの比較

ツリーシェイキングが適切に動作しているかどうかを確認するもう一つの方法は、ビルドファイルのサイズを比較することです。次の手順で確認できます。

  1. ツリーシェイキングなしのビルドサイズを計測: mode: 'development'（Webpack）やツリーシェイキングを無効にしたRollupの設定でビルドし、生成されたバンドルサイズを確認します。
  2. ツリーシェイキング有効時のビルドサイズを計測: mode: 'production'（Webpack）またはtreeshake: true（Rollup）を有効にしてビルドし、再度バンドルサイズを計測します。

ビルド後のファイルサイズが大幅に小さくなっていれば、ツリーシェイキングが正常に機能している証拠です。

ツールを使った確認方法

手動での確認に加えて、ツリーシェイキングの結果をビジュアル化して確認するツールもあります。以下のツールを使用すると、バンドル内で使用されているコードと未使用のコードを視覚的に確認できます。

  1. Webpack Bundle Analyzer
    Webpackで生成されたバンドルを解析し、どのモジュールがバンドルに含まれているかを視覚化するツールです。インストールと使用方法は以下の通りです。
   npm install --save-dev webpack-bundle-analyzer

webpack.config.jsにプラグインを追加します。

   const BundleAnalyzerPlugin = require('webpack-bundle-analyzer').BundleAnalyzerPlugin;

   module.exports = {
     plugins: [
       new BundleAnalyzerPlugin()  // バンドル内容を視覚化するプラグイン
     ]
   };

Webpackのビルド後、自動的にブラウザで視覚化されたレポートが表示され、ツリーシェイキングが正しく行われたか確認できます。

  1. Rollupのバンドルサイズプラグイン
    Rollupでも、バンドルサイズを解析するプラグインがあります。
   npm install rollup-plugin-filesize --save-dev

rollup.config.jsに以下の設定を追加します。

   import filesize from 'rollup-plugin-filesize';

   export default {
     plugins: [
       filesize()  // バンドルサイズを表示
     ]
   };

ビルド後、バンドルのサイズが表示されるため、最適化の度合いを確認できます。

実際の使用例を通じた検証

最後に、実際のプロジェクトでどれほどの効果があるかを試してみることも重要です。例えば、ライブラリを大量にインポートしている場合、それらの一部が未使用であれば、ツリーシェイキングにより大幅にバンドルサイズを削減できます。具体的には、以下のような検証を行うと良いでしょう。

  • 小規模ライブラリの導入と未使用部分の確認: たとえば、lodashの一部の関数だけを使用し、その他の部分がツリーシェイキングで削除されるか確認します。
import { debounce } from 'lodash';
debounce(() => console.log('Debounced'), 1000);

ツリーシェイキングを使うことで、必要な部分だけがバンドルされ、不要な関数やモジュールは除去されていることが確認できます。

このようにして、ツリーシェイキングが正しく機能しているかを確認し、プロジェクトのパフォーマンス向上に役立てることができます。次に、ツリーシェイキングがうまく機能しない場合のよくある問題とトラブルシューティング方法を説明します。

よくある問題とトラブルシューティング

TypeScriptプロジェクトでツリーシェイキングを有効にしても、正しく機能しない場合があります。これは主に設定の問題や、使用しているライブラリの構造によるものです。ここでは、ツリーシェイキングがうまく動作しないときのよくある問題と、その解決方法について解説します。

問題1: `commonjs`モジュールの使用

ツリーシェイキングが正しく機能しない最も一般的な原因の一つが、commonjs形式のモジュールを使用していることです。commonjsは動的なモジュールシステムで、ESモジュール（ESM）に比べて静的解析が難しく、どのコードが未使用かバンドラが判定できない場合があります。

解決策

tsconfig.jsonでmoduleオプションを"esnext"や"es6"に設定し、ESモジュールを使用するように変更します。また、使用している外部ライブラリがcommonjs形式の場合、可能であればESモジュールバージョンのライブラリを使用することを検討してください。

{
  "compilerOptions": {
    "module": "esnext"
  }
}

問題2: 動的なインポートやエクスポート

ツリーシェイキングは、静的に解析できるコードに依存しています。そのため、動的なimportやexportを使用すると、どのモジュールが使用されているのかバンドラが正しく判断できず、未使用のコードがバンドルに含まれることがあります。

解決策

動的なインポートやエクスポートを避け、静的なインポートやエクスポートを使用するようにコードを修正します。例えば、以下のような動的なエクスポートは避けるべきです。

// 悪い例: 動的なインポートやエクスポート
if (condition) {
  export const someFunction = () => {};
}

代わりに、全てのエクスポートを静的に宣言します。

// 良い例: 静的なエクスポート
export const someFunction = () => {};

問題3: `sideEffects`の設定が原因

一部のライブラリは、ツリーシェイキングを無効にする副作用を持つことがあります。これを防ぐために、package.jsonにsideEffectsプロパティを追加し、モジュールが副作用を持たないことを明示する必要があります。

解決策

プロジェクトやライブラリのpackage.jsonにsideEffectsプロパティを正しく設定します。sideEffectsをfalseに設定すると、WebpackやRollupが副作用を持つコードを除外できるようになります。

{
  "sideEffects": false
}

一部のファイルに副作用がある場合は、特定のファイルのみを除外することもできます。

{
  "sideEffects": ["*.css", "*.scss"]
}

問題4: ツリーシェイキングが無効なライブラリの使用

一部の古いライブラリや、ツリーシェイキングに対応していないライブラリを使用している場合、未使用のコードがバンドルに含まれることがあります。特にcommonjs形式で公開されているライブラリは、静的解析が難しく、ツリーシェイキングが機能しにくいです。

解決策

可能であれば、ツリーシェイキングをサポートしているESモジュール版のライブラリを使用します。また、必要な部分だけを個別にインポートすることで、未使用の部分がバンドルに含まれるのを防ぐことができます。

例えば、lodashライブラリを使用する際には、全体をインポートせずに必要な関数のみをインポートします。

// 悪い例: 全体をインポート
import _ from 'lodash';

// 良い例: 必要な部分だけをインポート
import { debounce } from 'lodash';

問題5: WebpackやRollupの設定ミス

ツリーシェイキングが動作しない場合、WebpackやRollupの設定が正しくない可能性もあります。特に、modeやtreeshakeオプションが無効になっていると、ツリーシェイキングが行われません。

解決策

Webpackを使用している場合は、modeをproductionに設定することで、デフォルトでツリーシェイキングが有効になります。

module.exports = {
  mode: 'production',
};

Rollupを使用している場合は、treeshakeオプションを明示的に設定し、ツリーシェイキングを有効にします。

export default {
  treeshake: true,
};

問題6: Babelによる変換が原因

Babelを使用しているプロジェクトでは、Babelの設定が原因でツリーシェイキングが正しく機能しないことがあります。特に、@babel/preset-envでmodulesオプションをcommonjsに設定していると、ESモジュールがcommonjsに変換されてしまい、ツリーシェイキングが無効になります。

解決策

@babel/preset-envを使用している場合は、modulesオプションをfalseに設定して、ESモジュール形式を維持します。

{
  "presets": [
    ["@babel/preset-env", { "modules": false }]
  ]
}

この設定により、BabelがESモジュールをcommonjsに変換せず、ツリーシェイキングが正しく機能するようになります。

まとめ

ツリーシェイキングが正しく動作しない原因には、モジュール形式の問題や設定ミス、ライブラリの選択などが含まれます。これらの問題を解決することで、プロジェクトのバンドルサイズを最適化し、パフォーマンスを向上させることができます。

応用例: ライブラリの最適化とツリーシェイキング

ツリーシェイキングの技術は、ライブラリの最適化にも大いに役立ちます。大規模なTypeScriptプロジェクトや多くの外部ライブラリを利用するプロジェクトにおいて、ツリーシェイキングを活用することで、パフォーマンスとバンドルサイズの両方を最適化できます。ここでは、具体的なライブラリを用いたツリーシェイキングの応用例について紹介します。

例1: `lodash`の最適化

lodashは、JavaScriptでよく使われるユーティリティライブラリですが、全体をインポートしてしまうと非常に大きなバンドルサイズになります。しかし、ツリーシェイキングを利用し、必要な機能のみをインポートすることで、バンドルサイズを劇的に減らすことが可能です。

  • 非効率な例: 全体をインポートする場合
// 全体のインポートはバンドルサイズが大きくなる
import _ from 'lodash';

console.log(_.debounce(() => console.log('Debounced'), 200));

このコードでは、debounce関数だけを使用していますが、lodash全体がバンドルに含まれてしまいます。

  • 最適化された例: 必要な部分だけをインポートする場合
// 必要な部分だけをインポートしてバンドルサイズを削減
import { debounce } from 'lodash';

console.log(debounce(() => console.log('Debounced'), 200));

このように、使用する機能のみをインポートすることで、未使用部分が削除され、バンドルサイズが大幅に削減されます。ツリーシェイキングによって、lodashの他の機能はバンドルに含まれません。

例2: Reactプロジェクトにおける`react-bootstrap`の最適化

React開発者は、UIコンポーネントライブラリとしてreact-bootstrapなどを使用することがよくありますが、全体をインポートすると大きなバンドルサイズになりがちです。ここでも、ツリーシェイキングと部分的なインポートを活用することで、ライブラリを効率的に使用できます。

  • 非効率な例: コンポーネントを全体からインポートする場合
// 全体からのインポート
import { Button, Alert } from 'react-bootstrap';

const MyComponent = () => (
  <>
    <Button>Click me</Button>
    <Alert variant="danger">This is an alert!</Alert>
  </>
);

この場合、react-bootstrap全体がバンドルに含まれるため、ファイルサイズが大きくなります。

  • 最適化された例: 個別のコンポーネントのみインポートする場合
// 必要なコンポーネントのみ個別にインポート
import Button from 'react-bootstrap/Button';
import Alert from 'react-bootstrap/Alert';

const MyComponent = () => (
  <>
    <Button>Click me</Button>
    <Alert variant="danger">This is an alert!</Alert>
  </>
);

このコードでは、ButtonとAlertコンポーネントのみがバンドルされ、react-bootstrap全体はバンドルに含まれません。これにより、バンドルサイズが劇的に小さくなります。

例3: 日付操作ライブラリ`date-fns`の最適化

date-fnsは、軽量でモジュール化された日付操作ライブラリです。ツリーシェイキングに非常に適しており、必要な機能だけをインポートすることでバンドルサイズを最小限に抑えることができます。

  • 最適化された例: 必要な機能だけをインポート
// 必要な関数のみをインポートして使用
import { format, addDays } from 'date-fns';

const today = new Date();
console.log(format(today, 'yyyy-MM-dd'));
console.log(addDays(today, 5));

この例では、formatとaddDays関数のみがバンドルされ、他の日付操作機能は除外されます。これにより、効率的にライブラリを利用することができます。

例4: `three.js`のツリーシェイキングによる軽量化

three.jsは、WebGLを使用した3D描画ライブラリで、非常に多機能ですが、全体をバンドルに含めるとサイズが大きくなりがちです。ツリーシェイキングを活用して必要な部分だけをインポートすることで、パフォーマンスを向上させることが可能です。

  • 最適化された例: 必要な機能のみをインポート
// 必要な部分のみをインポートしてバンドルを最適化
import { Scene, PerspectiveCamera, WebGLRenderer } from 'three';

const scene = new Scene();
const camera = new PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
const renderer = new WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

この例では、three.jsのすべての機能ではなく、3Dシーンを作成するために必要な機能だけをインポートしているため、バンドルサイズが小さく抑えられます。

まとめ

ツリーシェイキングは、ライブラリを効率的に利用し、プロジェクトのバンドルサイズを削減するための強力な技術です。特にlodashやreact-bootstrapなどの大規模ライブラリを使用する場合には、部分的なインポートを行い、ツリーシェイキングを活用することで、アプリケーションのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。次は、TypeScriptプロジェクト全体を通して得られる最適化の総括を行います。

まとめ

本記事では、TypeScriptでツリーシェイキングを有効にする方法とその利点について詳しく解説しました。ツリーシェイキングは、未使用のコードを削除し、バンドルサイズを削減することで、アプリケーションのパフォーマンスを向上させる重要な最適化技術です。TypeScriptのmoduleとtargetの設定や、WebpackやRollupといったモジュールバンドラの活用によって、効率的にツリーシェイキングを実現できます。また、ライブラリの部分的なインポートや、設定の最適化による応用例を通じて、プロジェクト全体の軽量化が可能です。正しい設定を行い、ツリーシェイキングを活用することで、最適なビルド環境を整えることができます。

TypeScript
TypeScript ツリーシェイキング JavaScript最適化

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目次
  1. ツリーシェイキングとは
    1. ツリーシェイキングの目的
  2. TypeScriptとツリーシェイキングの関連
    1. TypeScriptにおけるツリーシェイキングのメリット
    2. ESモジュールの役割
  3. ツリーシェイキングを有効にするための設定
    1. TypeScriptのコンパイル設定
    2. モジュールバンドラの設定
  4. `module`と`target`オプションの設定方法
    1. `module`オプションの設定
    2. `target`オプションの設定
    3. 最適な組み合わせ
  5. ESモジュールの使用による最適化
    1. ESモジュールとは
    2. TypeScriptでのESモジュールの使用
    3. ESモジュールとバンドラの連携
  6. WebpackとTypeScriptの連携
    1. Webpackの基本設定
    2. 依存パッケージのインストール
    3. 実際のビルドとツリーシェイキングの確認
    4. ツリーシェイキングの効果確認
  7. Rollupを使ったツリーシェイキングの設定
    1. Rollupの基本設定
    2. 依存パッケージのインストール
    3. 実際のビルドとツリーシェイキングの確認
    4. ツリーシェイキングの効果確認
    5. Rollupの追加最適化
  8. 実践: プロジェクトでツリーシェイキングを確認する方法
    1. ソースコードに未使用コードを追加して確認
    2. 生成されたバンドルファイルの確認
    3. ビルドサイズの比較
    4. ツールを使った確認方法
    5. 実際の使用例を通じた検証
  9. よくある問題とトラブルシューティング
    1. 問題1: `commonjs`モジュールの使用
    2. 問題2: 動的なインポートやエクスポート
    3. 問題3: `sideEffects`の設定が原因
    4. 問題4: ツリーシェイキングが無効なライブラリの使用
    5. 問題5: WebpackやRollupの設定ミス
    6. 問題6: Babelによる変換が原因
    7. まとめ
  10. 応用例: ライブラリの最適化とツリーシェイキング
    1. 例1: `lodash`の最適化
    2. 例2: Reactプロジェクトにおける`react-bootstrap`の最適化
    3. 例3: 日付操作ライブラリ`date-fns`の最適化
    4. 例4: `three.js`のツリーシェイキングによる軽量化
    5. まとめ
  11. まとめ