前端模块化

前端开发 JavaScript规范ES6
Zyao89 2020年4月3日星期五 14:16

前端组件的模块化己发展了很久, 这篇文章将对 IIFE AMD CMD CJS UMD 和 ES6 做一个介绍

# IIFE

Imdiately Invoked Function Expression 立即执行的函数表达式,是一个在定义时就会立即执行的 JavaScript 函数。

(function () {
    statements
})();
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这是一个被称为 自执行匿名函数 的设计模式,主要包含两部分。第一部分是包围在 圆括号运算符 () 里的一个匿名函数,这个匿名函数拥有独立的词法作用域。这不仅避免了外界访问此 IIFE 中的变量,而且又不会污染全局作用域。

第二部分再一次使用 () 创建了一个立即执行函数表达式,JavaScript 引擎到此将直接执行函数。

# 示例

当函数变成立即执行的函数表达式时,表达式中的变量不能从外部访问。

(function () {
    var name = "Barry";
})();
// 无法从外部访问变量 name
name // 抛出错误:"Uncaught ReferenceError: name is not defined"
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将 IIFE 分配给一个变量,不是存储 IIFE 本身,而是存储 IIFE 执行后返回的结果。

var result = (function () {
    var name = "Barry";
    return name;
})();
// IIFE 执行后返回的结果:
result; // "Barry"
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# 函数表达式(function expression)

var test = function() {};
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# 函数声明(function declaration)

function test() {};
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# AMD(require.js)

AMD 即 Asynchronous Module Definition(异步模块规范), 它是一个在浏览器端模块化开发的规范,RequireJS 就是 AMD 的一个典型的实现。

# 特点

异步加载,不阻塞页面的加载,能并行加载多个模块,但是不能按需加载,必须提前加载所需依赖。

# 语法

导入:

require(['模块名称'], function ('模块变量引用'){
    // 代码
});
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导出:

define(function (){
    return '值'
});
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# 示例

// a.js
define(function (){
  return {
   a:'hello world'
  }
});
// b.js
require(['./a.js'], function (moduleA){
    console.log(moduleA.a); // 打印出:hello world
});
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# CMD(sea.js)

CMD(Common Module Definition)是在 AMD 基础上改进的一种规范,它与AMD很类似,不同点在于:AMD推崇依赖前置、提前执行,CMD推崇依赖就近、延迟执行。 而 Sea.js 就是 CMD 的一个典型的实现。

在 CMD 规范中,一个模块就是一个文件。代码的书写格式如下:

/** CMD写法 **/
define(function(require, exports, module) {
    var a = require('./a'); //在需要时申明
    a.doSomething();
    if (false) {
        var b = require('./b');
        b.doSomething();
    }
});

/** sea.js **/
// 定义模块 math.js
define(function(require, exports, module) {
    var $ = require('jquery.js');
    var add = function(a,b){
        return a+b;
    }
    exports.add = add;
});

// 加载模块
seajs.use(['math.js'], function(math){
    var sum = math.add(1+2);
});
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# CJS(CommonJS)

NodeJS是CommonJS规范的主要实践者,它有四个重要的环境变量为模块化的实现提供支持:moduleexportsrequireglobal。实际使用时,用 module.exports 定义当前模块对外输出的接口(不推荐直接用 exports),用 require 加载模块。

// 定义模块math.js
var basicNum = 0;
function add(a, b) {
  return a + b;
}
module.exports = { //在这里写上需要向外暴露的函数、变量
  add: add,
  basicNum: basicNum
}

/** 必须加./路径,不加的话只会去node_modules文件找 **/
// 引用自定义的模块时,参数包含路径,可省略.js
var math = require('./math');
math.add(2, 5);

// 引用核心模块时,不需要带路径
var http = require('http');
http.createService(...).listen(3000);
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CommonJS用同步的方式加载模块。

在服务端,模块文件都存放在本地磁盘,读取非常快,所以这样做不会有问题。但是在浏览器端,限于网络原因,更合理的方案是使用异步加载。

exportsmodule.export 区别:

  • exports:对于本身来讲是一个变量(对象),它不是 module 的引用,它是 {} 的引用,它指向 module.exports{} 模块。只能使用 . 语法 向外暴露变量。
  • module.exportsmodule 是一个变量,指向一块内存,exportsmodule 中的一个属性,存储在内存中,然后 exports 属性指向 {} 模块。既可以使用 . 语法,也可以使用 = 直接赋值。

# ES6(ES6 Module)

ES6 在语言标准的层面上,实现了模块功能,而且实现得相当简单,旨在成为浏览器和服务器通用的模块解决方案。
其模块功能主要由两个命令构成:exportimportexport 命令用于规定模块的对外接口,import 命令用于输入其他模块提供的功能。

/** 定义模块 math.js **/
var basicNum = 0;
var add = function (a, b) {
    return a + b;
};
export { basicNum, add };

/** 引用模块 **/
import { basicNum, add } from './math';
function test(ele) {
    ele.textContent = add(99 + basicNum);
}
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如上例所示,使用 import 命令的时候,用户需要知道所要加载的变量名或函数名。其实ES6还提供了 export default 命令,为模块指定默认输出,对应的 import 语句不需要使用大括号。这也更趋近于ADM的引用写法。

/** export default **/
//定义输出
export default { basicNum, add };

//引入
import math from './math';
function test(ele) {
    ele.textContent = math.add(99 + math.basicNum);
}
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ES6的模块不是对象,import 命令会被 JavaScript 引擎静态分析,在编译时就引入模块代码,而不是在代码运行时加载,所以无法实现条件加载。也正因为这个,使得静态分析成为可能。

ES6 模块的特征:

  • 严格模式:ES6 的模块自动采用严格模式
  • import read-only特性:import 的属性是只读的,不能赋值,类似于 const 的特性
  • export/import 提升:import/export 必须位于模块顶级,不能位于作用域内;其次对于模块内的 import/export 会提升到模块顶部,这是在编译阶段完成的

# UMD

UMD 叫做通用模块定义规范(Universal Module Definition)。也是随着大前端的趋势所诞生,它可以通过运行时或者编译时让同一个代码模块在使用 CommonJs、CMD 甚至是 AMD 的项目中运行。未来同一个 JavaScript 包运行在浏览器端、服务区端甚至是 APP 端都只需要遵守同一个写法就行了。

它没有自己专有的规范,是集结了 CommonJs、CMD、AMD 的规范于一身,我们看看它的具体实现:

((root, factory) => {
    if (typeof define === 'function' && define.amd) {
        //AMD
        define(['jquery'], factory);
    } else if (typeof exports === 'object') {
        //CommonJS
        var $ = requie('jquery');
        module.exports = factory($);
    } else {
        root.testModule = factory(root.jQuery);
    }
})(this, ($) => {
    //todo
});
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不难发现,它在定义模块的时候会检测当前使用环境和模块的定义方式,将各种模块化定义方式转化为同样一种写法。

# ES6 模块与 CommonJS 模块的差异

  1. CommonJS 模块输出的是一个值的(浅)拷贝,ES6 模块输出的是值的引用

    • CommonJS 模块输出的是值的(浅)拷贝,也就是说,一旦输出一个值,模块内部的变化就影响不到这个值。
    • ES6 模块的运行机制与 CommonJS 不一样。JS 引擎对脚本静态分析的时候,遇到模块加载命令 import,就会生成一个只读引用。等到脚本真正执行时,再根据这个只读引用,到被加载的那个模块里面去取值。换句话说,ES6 的 import 有点像 Unix 系统的“符号连接”,原始值变了,import 加载的值也会跟着变。因此,ES6 模块是动态引用,并且不会缓存值,模块里面的变量绑定其所在的模块。
  2. CommonJS 模块是运行时加载,ES6 模块是编译时输出接口

    • 运行时加载: CommonJS 模块就是对象;即在输入时是先加载整个模块,生成一个对象,然后再从这个对象上面读取方法,这种加载称为“运行时加载”。
    • 编译时加载: ES6 模块不是对象,而是通过 export 命令显式指定输出的代码,import 时采用静态命令的形式。即在 import 时可以指定加载某个输出值,而不是加载整个模块,这种加载称为“编译时加载”。模块内部引用的变化,会反应在外部。

CommonJS 加载的是一个对象(即 module.exports 属性),该对象只有在脚本运行完才会生成。而 ES6 模块不是对象,它的对外接口只是一种静态定义,在代码静态解析阶段就会生成。

# 例子代码

首先看个CommonJS输出拷贝的例子:

// a.js
let a = 1;
let b = { num: 1 }
setTimeout(() => {
    a = 2;
    b = { num: 2 };
}, 200);
module.exports = {
    a,
    b,
};

// main.js
// node main.js
let {a, b} = require('./a');
console.log(a);  // 1
console.log(b);  // { num: 1 }
setTimeout(() => {
    console.log(a);  // 1
    console.log(b);  // { num: 1 }
}, 500);
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所谓输出拷贝,如果了解过 NodeJS 或者 webpack 对 CommonJS 的实现,就会知道:exports 对象是模块内外的唯一关联, CommonJS 输出的内容,就是 exports 对象的属性,模块运行结束,属性就确定了。

再看ES6 Module输出的例子:

// a.mjs
let a = 1;
let b = { num: 1 }
setTimeout(() => {
    a = 2;
    b = { num: 2 };
}, 200);
export {
    a,
    b,
};

// main.mjs
// node --experimental-modules main.mjs
import {a, b} from './a';
console.log(a);  // 1
console.log(b);  // { num: 1 }
setTimeout(() => {
    console.log(a);  // 2
    console.log(b);  // { num: 2 }
}, 500);
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以上就是 ES6 Module 输出引用和 CommonJS 输出值的区别,模块内部引用的变化,会反应在外部,这是 ES6 Module 的规范。

作者: Zyao89; 转载请保留
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上次编辑时间: 2020年8月7日星期五 16:07