深圳 Web 前端培训学习： js 中的模块化 --【千锋】

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0. 前言   

我们知道最常见的模块化方案有CommonJS 、 AMD 、 CMD 、 ES6 ， AMD 规范一般用于浏览器，异步的，因为模块加载是异步的， js 解释是同步的，所以有时候导致依赖还没加载完毕，同步的代码运行结束； CommonJS 规范一般用于服务端，同步的，因为在服务器端所有文件都存储在本地的硬盘上，传输速率快而且稳定。

1.script 标签引入

最开始的时候，多个script 标签引入 js 文件。但是，这种弊端也很明显，很多个 js 文件合并起来，也是相当于一个 script ，造成变量污染。项目大了，不想变量污染也是很难或者不容易做到，开发和维护成本高。 而且对于标签的顺序，也是需要考虑一阵，还有加载的时候同步，更加是一种灾难，幸好后来有了渲染完执行的 defer 和下载完执行的 async ，进入新的时代了。

接着，就有各种各样的动态创建script 标签的方法，最终发展到了上面的几种方案。

2.AMD 与 CMD

2.1AMD

异步模块定义，提供定义模块及异步加载该模块依赖的机制。AMD 遵循依赖前置，代码在一旦运行到需要依赖的地方，就马上知道依赖是什么。而无需遍历整个函数体找到它的依赖，因此性能有所提升。但是开发者必须先前知道依赖具体有什么，并且显式指明依赖，使得开发工作量变大。而且，不能保证模块加载的时候的顺序。 典型代表 requirejs 。 require.js 在声明依赖的模块时会立刻加载并执行模块内的代码。 require 函数让你能够随时去依赖一个模块，即取得模块的引用，从而即使模块没有作为参数定义，也能够被使用。他的风格是依赖注入，比如：

/api.js

define('myMoudle',['foo','bar'],function(foo,bar){

    // 引入了 foo 和 bar ，利用 foo 、 bar 来做一些事情

    return {

        baz:function(){return 'api'}

               }

});

require(['api'],function(api) {

    console.log(api.baz())

})

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然后你可以在中间随时引用模块，但是模块第一次初始化的时间比较长。这就像开始的时候很拼搏很辛苦，到最后是美滋滋。

2.2CMD

通用模块定义，提供模块定义及按需执行模块。遵循依赖就近，代码在运行时，最开始的时候是不知道依赖的，需要遍历所有的require 关键字，找出后面的依赖。一个常见的做法是将 function toString 后，用正则匹配出 require 关键字后面的依赖。 CMD 里，每个 API 都简单纯粹。可以让浏览器的模块代码像 node 一样，因为同步所以引入的顺序是能控制的。 对于典型代表 seajs ，一般是这样子：

define(function(require,exports,module){

    //... 很多代码略过

     var a = require('./a');

    // 要用到 a ，于是引入了 a

    // 做一些和模块 a 有关的事情

});

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对于b.js 依赖 a.js

//a.js

define(function(require, exports) {

    exports.a = function(){// 也可以把他暴露出去

    // 很多代码    

    };

});

//b.js

define(function(require,exports){

      // 前面干了很多事情，突然想要引用 a 了

        var fun = require('./a');

    console.log(fun.a()); // 就可以调用到及执行 a 函数了。

   })

// 或者可以 use

seajs.use(['a.js'], function(a){

    // 做一些事情

});

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AMD 和 CMD 对比： AMD 推崇依赖前置、提前执行， CMD 推崇依赖就近、延迟执行。

AMD 需要先列出清单，后面使用的时候随便使用（依赖前置），异步，特别适合浏览器环境下使用（底层其实就是动态创建 script 标签）。而且 API 默认是一个当多个用。

CMD 不需要知道依赖是什么，到了改需要的时候才引入，而且是同步的，就像临时抱佛脚一样。

对于客户端的浏览器，一说到下载、加载，肯定就是和异步脱不了关系了，注定浏览器一般用AMD 更好了。但是， CMD 的 api 都是有区分的，局部的 require 和全局的 require 不一样。

3.CommonJS 与 ES6

3.1 ES6

ES6 模块的 script 标签有点不同，需要加上 type='module'

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对于这种标签都是异步加载，而且是相当于带上defer 属性的 script 标签，不会阻塞页面，渲染完执行。但是你也可以手动加上 defer 或者 async ，实现期望的效果。 ES6 模块的文件后缀是 mjs ，通过 import 引入和 export 导出。我们一般是这样子：

//a.mjs

import b from 'b.js'

//b.mjs

export default b

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ES6 毕竟是 ES6 ，模块内自带严格模式，而且只在自身作用域内运行。在 ES6 模块内引入其他模块就要用 import 引入，暴露也要用 export 暴露。另外，一个模块只会被执行一次。 import 是 ES6 新语法，可静态分析，提前编译。他最终会被 js 引擎编译，也就是可以实现编译后就引入了模块，所以 ES6 模块加载是静态化的，可以在编译的时候确定模块的依赖关系以及输入输出的变量。 ES6 可以做到编译前分析，而 CMD 和 AMD 都只能在运行时确定具体依赖是什么。

3.2CommonJS

一般服务端的文件都在本地的硬盘上面。对于客户，他们用的浏览器是要从这里下载文件的，在服务端一般读取文件非常快，所以同步是不会有太大的问题。require 的时候，马上将 require 的文件代码运行

代表就是nodejs 了。用得最多的，大概就是：

//app.js

var route = require('./route.js')// 读取控制路由的 js 文件

//route.js

var route  = {......}

module.exports = route

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require 第一次加载脚本就会马上执行脚本，生成一个对象

区别： CommonJS 运行时加载，输出的是值的拷贝，是一个对象（都是由 module.export 暴露出去的），可以直接拿去用了，不用再回头找。所以，当 module.export 的源文件里面一些原始类型值发生变化， require 这边不会随着这个变化而变化的，因为被缓存了。但是有一种常规的操作，写一个返回那个值的函数。就像 angular 里面 $watch 数组里面的每一个对象，旧值是直接写死，新值是写一个返回新值的函数，这样子就不会写死。 module.export 输出一个取值的函数，调用的时候就可以拿到变化的值。

ES6 是编译时输出接口，输出的是值的引用，对外的接口只是一种静态的概念，在静态解释后已经形成。当脚本运行时，根据这个引用去原本的模块内取值。所以不存在缓存的情况， import 的文件变了，谁发出 import 的也是拿到这个变的值。模块里面的变量绑定着他所在的模块。另外，通过 import 引入的这个变量是只读的，试图进行对他赋值将会报错。

4. 循环依赖

就是a 依赖 b ， b 依赖 a ，对于不同的规范也有不同的结果。

4.1CommonJS

对于node ，每一个模块的 exports={done:false} 表示一个模块有没有加载完毕，经过一系列的加载最后全部都会变为 true 。 同步，从上到下，只输出已经执行的那部分代码 首先，我们写两个 js 用 node 跑一下：

//a.js

console.log('a.js')

var b = require('./b.js')

console.log(1)

//b.js

console.log('b.js')

var a = require('./a.js')

console.log(2)

// 根据他的特点， require 一个文件的时候，马上运行内部的代码，所以相当于

console.log('a.js')

console.log('b.js')

console.log(2)

console.log(1)

// 输出是 a.js 、 b.js 、 2 、 1

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加上export 的时候：

//a.js

module.exports = {val:1}

var b = require('./b.js')

console.log(b.val)

module.exports = {val:2}

b.val = 3

console.log(b)

//b.js

module.exports = {val:1}

var a = require('./a.js')

console.log(a.val)

module.exports = {val:2}

a.val = 3

console.log(a)

//1. 在 a.js 暴露出去一个对象 module.exports = {val:1}

//2.require 了 b ，来到 b ，运行 b 脚本

//3.b 的第一行，把 {val:1} 暴露出去，引入刚刚 a 暴露的 {val:1} ，打印 a.val 的结果肯定是 1

//4. 重新暴露一次，是 {val:2} ，然后做了一件多余的事情，改 a.val 为 3 （反正是拷贝过的了怎么改都不会影响 a.js ），毫无疑问打印出 { val: 3 }

//5. 回到 a ，继续第三行，打印 b.val ，因为 b 暴露的值是 2 ，打印 2

//6. 继续再做一件无意义的事情，打印 { val: 3 }

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解决办法：代码合理拆分

4.2ES6 模块

ES6 模块是输出值的引用，是动态引用，等到要用的时候才用，因此可以完美实现相互依赖，在相互依赖的 a.mjs 和 b.mjs ，执行 a 的时候，当发现 import 马上进入 b 并执行 b 的代码。当在 b 发现了 a 的时候，已经知道从 a 输入了接口来到 b 的，不会回到 a 。但是在使用的过程中需要注意，变量的顺序。

如果是单纯的暴露一个基本数据类型，当然会报错not defined 。 因为函数声明会变量提升，所以我们可以改成函数声明（不能用函数表达式）

//a.mjs

import b from './b'

console.log(b())

function a(){return 'a'}

export default a

//b.mjs

import a from './a'

console.log(a())

function b(){return 'b'}

export default b

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4.3 require

我们一般使用的时候，都是依赖注入，如果是有循环依赖，那么可以直接利用require 解决

define('a',['b'],function(b){

    //dosomething

});

define('b',['a'],function(a){

    //dosomething

});

// 为了解决循环依赖，在循环依赖发生的时候，引入 require ：

define('a',['b','require'],function(b,require){

    //dosomething

    require('b')

});

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4.4 sea

循环依赖，一般就是这样

//a.js

define(function(require, exports, module){

    var b = require('./b.js');

    //......

});

//b.js

define(function(require, exports, module){

    var a = require('./a.js');

    //......

});

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而实际上，并没有问题，因为sea 自己解决了这个问题： 一个模块有几种状态：

'FETCHING': 模块正在下载中 'FETCHED': 模块已下载 'SAVED': 模块信息已保存 'READY': 模块的依赖项都已下载，等待编译 'COMPILING': 模块正在编译中 'COMPILED': 模块已编译

步骤：

1. 模块 a 下载并且下载完成 FETCHED

2. 编译 a 模块（执行回调函数）

3. 遇到了依赖 b ， b 和自身没有循环依赖， a 变成 SAVED

4. 模块 b 下载并且下载完成 FETCHED

5.b 遇到了依赖 a ， a 是 SAVED ，和自身有循环依赖， b 变成 READY ，编译完成后变成 COMPILED

6. 继续回到 a ，执行剩下的代码，如果有其他依赖继续重复上面步骤，如果所有的依赖都是 READY ， a 变成 READY

7. 继续编译，当 a 回调函数部分所有的代码运行完毕， a 变成 COMPILED

对于所有的模块相互依赖的通用的办法，将相互依赖的部分抽取出来，放在一个中间件，利用发布订阅模式解决

5.webpack 是如何处理模块化的

假设我们定义两个js ： app.js 是主入口文件， a.js 、 b.js 是 app 依赖文件，用的是 COMMONJS 规范 webpack 首先会从入口模块 app.js 开始，根据引入方法 require 把所有的模块都读取，然后写在一个列表上：

var modules = {

  './b.js': generated_b,

  './a.js': generated_a,

  './app.js': generated_app

}

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'generated_'+name 是一个 IIFE ，每个模块的源代码都在里面，不会暴露内部的变量。比如对于没有依赖其他模块的 a.js 一般是这样，没有变化：

function generated_a(module, exports, webpack_require) {

   // ...a 的全部代码

}

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对于app.js 则不一样了：

function generated_app(module, exports, webpack_require) {

  var a_imported_module = __webpack_require__('./a.js');

  var b_imported_module = __webpack_require__('./b.js');

  a_imported_module['inc']();

  b_imported_module['inc']();

}

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webpack_require 就是 require 、 exports 、 import 这些的具体实现，够动态地载入模块 a 、 b ，并且将结果返回给 app

对于webpack_require ，大概是这样的流程

var installedModules = {};// 保存已经加载完成的模块

function webpack_require(moduleId) {

  if (installedModules[moduleId]) {// 如果已经加载完成直接返回

    return installedModules[moduleId].exports;

  }

  var module = installedModules[moduleId] = {// 如果是第一次加载，则记录在表上

            i: moduleId,

            l: false,// 没有下载完成

            exports: {}

  };

// 在模块清单上面读取对应的路径所对应的文件，将模块函数的调用对象绑定为 module.exports ，并返回

  modules[moduleId].call(module.exports, module, module.exports,__webpack_require__);

  module.l = true;// 下载完成

  return module.exports;

}

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对于webpack 打包后的文件，是一个庞大的 IIFE ，他的内容大概是这样子：

(function(modules) {

    var installedModules = {};

    function __webpack_require__(moduleId) { /*...*/}

    __webpack_require__.m = modules;// 所有的文件依赖列表

    __webpack_require__.c = installedModules;// 已经下载完成的列表

    __webpack_require__.d = function(exports, name, getter) {// 定义模块对象的 getter 函数

        if(!__webpack_require__.o(exports, name)) {

            Object.defineProperty(exports, name, {

                configurable: false,

                enumerable: true,

                get: getter

            });

        }

    };

    __webpack_require__.n = function(module) {// 当和 ES6 模块混用的时候的处理

        var getter = module && module.__esModule ?// 如果是 ES6 模块用 module.default

            function getDefault() { return module['default']; } :

            function getModuleExports() { return module; };// 是 COMMONJS 则继续用 module

        __webpack_require__.d(getter, 'a', getter);

        return getter;

    };

    __webpack_require__.o = function(object, property) { // 判断是否有某种属性（如 exports ）

return Object.prototype.hasOwnProperty.call(object, property);

};

    __webpack_require__.p = "";// 默认路径为当前

    return __webpack_require__(__webpack_require__.s = 0);// 读取第一个模块

})

/************************************************************************/

//IIFE 第二个括号部分

([

(function(module, exports, __webpack_require__) {

var a = __webpack_require__(1);

var b = __webpack_require__(2);

// 模块 app 代码

}),

(function(module, exports, __webpack_require__) {

// 模块 a 代码

module.exports = ...

}),

(function(module, exports, __webpack_require__) {

// 模块 b 代码

module.exports = ...

})

]);

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如果是ES6 模块，处理的方法也不一样。还是假设我们定义两个 js ： app.js 是主入口文件， a.js 、 b.js 是 app 依赖文件。

(function(modules) {

// 前面这段是一样的

})

([

(function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {// 入口模块

    Object.defineProperty(__webpack_exports__, "__esModule", { value: true });

    var __WEBPACK_IMPORTED_MODULE_0__m__ = __webpack_require__(1);

    var __WEBPACK_IMPORTED_MODULE_1__m__ = __webpack_require__(2);

    Object(__WEBPACK_IMPORTED_MODULE_0__m__["a"])();// 用 object 包裹着，使得其他模块 export 的内容即使是基本数据类型，也要让他变成一个引用类型

    Object(__WEBPACK_IMPORTED_MODULE_1__m__["b"])();

}),

(function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {

__webpack_exports__["a"] = a;// 也就是 export xxx

//....

}),

(function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {

__webpack_exports__["b"] = b;

//....

})

]);