JavaScript模块化 --- Commonjs、AMD、CMD、ES6

随着前端js代码复杂度的提高,JavaScript模块化这个概念便被提出来,前端社区也不断地实现前端模块化,直到es6对其进行了规范,下面就介绍JavaScript模块化。

第一阶段:无模块化

JavaScript最初的作用仅仅是验证表单,后来会添加一些动画,但是这些js代码很多在一个文件中就可以完成了,所以,我们只需要在html文件中添加一个script标签。

后来,随着前端复杂度提高,为了能够提高项目代码的可读性、可扩展性等,我们的js文件逐渐多了起来,不再是一个js文件就可以解决的了,而是把每一个js文件当做一个模块。那么,这时的js引入方式是怎样的呢?大概是下面这样:

    <script src="jquery.js"></script>
  <script src="jquery_scroller.js"></script>
  <script src="main.js"></script>
  <script src="other1.js"></script>
  <script src="other2.js"></script>
  <script src="other3.js"></script>

即简单的将所有的js文件统统放在一起。但是这些文件的顺序还不能出错,比如jquery需要先引入,才能引入jquery插件,才能在其他的文件中使用jquery。

优点:

  • 相比于使用一个js文件,这种多个js文件实现最简单的模块化的思想是进步的。

缺点:

  • 污染全局作用域。 因为每一个模块都是暴露在全局的,简单的使用,会导致全局变量命名冲突,当然,我们也可以使用命名空间的方式来解决。
  • 对于大型项目,各种js很多,开发人员必须手动解决模块和代码库的依赖关系,后期维护成本较高。
  • 依赖关系不明显,不利于维护。比如main.js需要使用jquery,但是,从上面的文件中,我们是看不出来的,如果jquery忘记了,那么就会报错。

第二阶段: CommonJS规范(require导入加载 , exports 输出,modul.exports输出)

CommonJS就是一个JavaScript模块化的规范,该规范最初是用在服务器端的node的,前端的webpack也是对CommonJS原生支持的。

根据这个规范,每一个文件就是一个模块,其内部定义的变量是属于这个模块的,不会对外暴露,也就是说不会污染全局变量。

CommonJS的核心思想就是通过 require 方法来同步加载所要依赖的其他模块,然后通过 exports 或者 module.exports 来导出需要暴露的接口。如下所示:

// a.js
var x = 5;
var addX = function (value) {
  return value + x;
};
module.exports.x = x;
module.exports.addX = addX;

这里的a.js就是一个CommonJS规范的模块了。 这里的module就代表了这个模块,module的exports属性就是对外暴露的接口,可以对外导出外部可以访问的变量,比如这里的x和addX。

然后我们就可以在其他模块中引入这个模块使用了:

var a = require('./a.js');
console.log(example.x); // 5
console.log(example.addX(1)); // 6

这里的require就会获取到a.js所暴露的module.exports变量,然后就可以使用其暴露的x和addX了。

module.exports和exports的区别

穿插一个必备小知识:在文件a.js中用exports或module.exports导出的对象(方法、变量),可以在另一个文件b.js中通过require('./a')引用。

console.log(exports);//输出:{}
console.log(module);//输出:Module {..., exports: {}, ...} (注:...代表省略了其他一些属性)

从打印我们可以看出,module.exports和exports一开始都是一个空对象{},实际上,这两个对象指向同一块内存。这也就是说module.exports和exports是等价的(有个前提:不去改变它们指向的内存地址)。

例如:exports.age = 18和module.exports.age = 18,这两种写法是一致的(都相当于给最初的空对象{}添加了一个属性,通过require得到的就是{age: 18})。

注意,不能直接将exports变量指向一个值,因为这样等于切断了exports与module.exports的联系

require引入的对象本质上是module.exports。所以如果直接给exports赋值 改变了指针,就会造成引用的时候结果是空对象{};

1.js
exports = {name: 'lokka'}

2.js
let a = require('./1');
console.log(a);//输出:{} 因为 1.js 中的module.exports = {}

优点:

  • CommonJS规范在服务器端率先完成了JavaScript的模块化,解决了依赖、全局变量污染的问题,这也是js运行在服务器端的必要条件。

缺点:

  • 此文主要是浏览器端js的模块化, 由于 CommonJS
    是同步加载模块的,在服务器端,文件都是保存在硬盘上,所以同步加载没有问题,但是对于浏览器端,需要将文件从服务器端请求过来,那么同步加载就不适用了,所以,CommonJS是不适用于浏览器端的。

第三阶段: AMD规范(define, require)

之前提到: CommonJS规范加载模块是同步的,也就是说,只有加载完成,才能执行后面的操作。AMD规范则是非同步加载模块,允许指定回调函数。由于Node.js主要用于服务器编程,模块文件一般都已经存在于本地硬盘,所以加载起来比较快,不用考虑非同步加载的方式,所以CommonJS规范比较适用。但是,如果是浏览器环境,要从服务器端加载模块,这时就必须采用非同步模式,因此浏览器端一般采用AMD规范。而AMD规范的实现,就是大名鼎鼎的 require.js 了。

AMD标准中,定义了下面两个API:

   1. define(id, [depends], callback)
   2.require([module], callback)
   即通过define来定义一个模块,然后使用require来加载一个模块。 并且,require还支持CommonJS的模块导出方式。
1. 独立模块
  1. 我们使用 RequireJS 定义一个不依赖其他模块得独立模块,文件名:a.js
define(function(){
    var add = function(x,y) {
        return x + y;
    };
    return {
        add : add
    }
});
  1. 接着创建一个 html 页面,其内部加载并调用这个模块。
<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <script type="text/javascript" src="require.js"></script>
        <script type="text/javascript">
          require(['a'], function (m){
            console.log(m.add(2,3));
          });
        </script>
    </head>
    <body>
    </body>
</html>
2. 存在依赖的函数式定义
define(["./cart", "./inventory"], function(cart, inventory) {
        //return an object to define the "my/shirt" module.
        return {
            color: "blue",
            size: "large",
            addToCart: function() {
                inventory.decrement(this);
                cart.add(this);
            }
        }
    }
);

但是,在使用require.js的时候,我们必须要提前加载所有的依赖,然后才可以使用,而不是需要使用时再加载。

优点:

适合在浏览器环境中异步加载模块。可以并行加载多个模块。

缺点:

提高了开发成本,并且不能按需加载,而是必须提前加载所有的依赖。

第四阶段:CMD规范( exports 暴露模块接口、modul.exports 暴露模块对象, seajs.use引入)

CMD规范是阿里的玉伯提出来的,实现js库为sea.js。 它和requirejs非常类似,即一个js文件就是一个模块,但是CMD的加载方式更加优秀,是通过按需加载的方式,而不是必须在模块开始就加载所有的依赖。如下:

创建一个js a.js
define(function(require, exports, module) {
    // 对外提供name属性
    exports.name = 'lokka';
    // 对外提供hello方法
    exports.hello = function() {
      console.log('Hello lokka');
    };
})
创建一个 html 页面,其内部加载并调用这个模块 a.js。
<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <script type="text/javascript" src="sea.js"></script>
        <script type="text/javascript">
          //加载一个模块,在加载完成时,执行回调
          seajs.use('a', function(a) {
            a.hello(); // Hello lokka
          });
        </script>
    </head>
    <body>
    </body>
</html>

优点:

同样实现了浏览器端的模块化加载。
可以按需加载,依赖就近。

缺点:

依赖SPM打包,模块的加载逻辑偏重。

其实,这时我们就可以看出AMD和CMD的区别了,前者是对于依赖的模块提前执行,而后者是延迟执行。 前者推崇依赖前置,而后者推崇依赖就近,即只在需要用到某个模块的时候再require。 如下:

// AMD
define(['./a', './b'], function(a, b) {  // 依赖必须一开始就写好  
   a.doSomething()    
   // 此处略去 100 行    
   b.doSomething()    
   ...
});
// CMD
define(function(require, exports, module) {
   var a = require('./a')   
   a.doSomething()   
   // 此处略去 100 行   
   var b = require('./b') 
   // 依赖可以就近书写   
   b.doSomething()
   // ... 
});

第五阶段: ES6模块化(export导出,export default导出,import导入加载)

之前的几种模块化方案都是前端社区自己实现的,只是得到了大家的认可和广泛使用,而ES6的模块化方案是真正的规范。 在ES6中,我们可以使用 import 关键字引入模块,通过 export 关键字导出模块,功能较之于前几个方案更为强大,也是我们所推崇的,但是由于ES6目前无法在浏览器中执行,所以,我们只能通过babel将不被支持的import编译为当前受到广泛支持的 require。

虽然目前import和require的区别不大,但是还是推荐使用使用es6,因为未来es6必定是主流,对于代码的迁移成本还是非常容易的。 如:

1. 用 export 导出
  1. a.js
        export function area(radius) {
          return Math.PI * radius * radius;
        }
        
        export function circumference(radius) {
          return 2 * Math.PI * radius;
        }
  1. b.js

逐一加载 必须有{}包起来

        import { area, circumference } from './circle';
        
        console.log('圆面积:' + area(4));
        console.log('圆周长:' + circumference(14));    

整体加载

        import * as circle from './circle';
    
        console.log('圆面积:' + circle.area(4));
        console.log('圆周长:' + circle.circumference(14)); 
2. 用 export default 导出
  1. a.js

默认输出

    export default function () {
        console.log('foo');
    }

指定函数名输出

    // export default命令用在非匿名函数前,也是可以的。
    
    // export-default.js
    export default function foo() {
      console.log('foo');
    }
    
    // 或者写成
    
    function foo() {
      console.log('foo');
    }
    
    export default foo;
  1. b.js
    import customName from './export-default';
    customName(); // 'foo'

export 和 export default 的区别


// -----------------------------------------------------------  

    // 1.当用export default people导出时,就用 import people 导入(不带大括号)
    
    // 2.一个文件里,有且只能有一个export default。但可以有多个export。
    
    // 3.当用export name 时,就用import { name }导入(记得带上大括号)
    
    // 4.当一个文件里,既有一个export default people, 又有多个export name 或者 // export     age时,导入就用 import people, { name, age } 
    
    // 5.当一个文件里出现n多个 export // 导出很多模块,导入时除了一个一个导入,也可以用import * as example


// -----------------------------------------------------------  
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