前言
现代前端开发每时每刻都和模块打交道。例如,在项目中引入一个插件,或者实现一个供全局使用组件的JS文件。这些都可以称为模块。
在设计程序结构时,不可能把所有代码都放在一起。更为友好的组织方式时按照特定的功能将代码拆分为多个代码片段,每个片段实现一个功能或者一个特定的目的,然后通过接口的方式组合在一起。这就是模块思想。
JavaScript里的模块
众所周知,JavaScript在早期是没有模块这一概念。唯有通过srcipt标签将多个js文件一个个的插入在HTML中。当项目越来越大时,这种方式会导致很多问题:
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需要手动维护JavaScript的加载顺序。因为通常script之间会有很多依赖关系,但这种关系都是隐式的,除非一个个去查看注释(如果没有注释,那就...),否则很难指明谁依赖谁。
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命名冲突。所有script文件所定义的所有内容都由全局作用域共享。一个人开发还好,碰上多人协作开发,那就是灾害。
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如果script数量太多,这也会影响页面加载。因为script标签都需要向服务器请求资源,过多的请求会严重降低渲染的速度。
而模块化就能很好的解决以上问题。
何为模块
模块是使用不同方式加载的JS文件。这种不同模式很有必要,因为它与脚本有着非常不同的语义,在ES6的模块中有着下列的语义:
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模块自动运行在严格模式下。
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在模块的顶层作用域创建的变量,不会被自动添加在共享的全局作用域中,它们之后在各自的模块顶层作用域下生存。
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通过导入导出的语句,可以非常清晰的指明模块的依赖关系。
这些差异代表了JS代码加载与执行方面的显著改变。
模块的发展
从2009年开始,JavaScript社区开始对模块化不断进行尝试,并依次出现了AMD、CommonJs、CMD等解决方案。
Nodejs是CommonJs规范的主要实践者,所以也是这几个方案里面使用最广泛的方案。但这些都只是由社区提出的规范,并不能算语言本身的特性。
到了2015年,ECMAScript6.0正式定义了JavaScript模块标准。
CommonJs
JavaScript在2009年提出了CommonJs规范,包含了模块、文件、IO、控制台在内的一系列标准。并且nodejs实现了CommonJS中的一部分,并在其基础上进行了一些调整。现在我们所说的CommonJs其实是Nodejs中的版本,并非它的原始定义。
CommonJs最初只为服务器端服务的。因为它定义的两个主要概念:
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require函数,用于导入;
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module.exports变量,用于导出;
这两个关键字,浏览器都不支持。直到社区出现了诸如browserify编译库将commonjs编译成为浏览器所能支持的语法。这就意味着客户端代码可以遵循Commonjs标准来编写了。
不仅如此,借助Nodejs的npm包管理器,开发人员还可以获取社区上的优秀代码库,或者将自己的代码发布出去以供需要的人使用。这种方式使CommonJs在前端开发中逐渐流行了起来。
模块
CommonJs规范中规定了每一个文件都是一个模块。使用require导入的文件会形成一个属于自身的模块作用域,这样就不会在进行变量以及函数声明时会污染全局作用域。所有的变量和函数都只有模块自身能访问,对外不可见的。
举例:
// foo.js var name = 'foo'; // bar.js var name = 'bar'; require('./foo.js'); console.log(name); // bar
在bar.js中通过require函数加载foo.js。运行之后输出的结果是‘bar’,这就说明了foo.js中的变量声明并不会影响bar.js。每个文件都拥有自己的作用域。
导出
导出是一个模块对外暴露自身的唯一方式。在CommonJs中,通过module.exports可以导出模块中的内容。
举例:
module.exports = { name: 'foo' }
CommonJs模块内部会有一个module对象用于存放当前模块的信息,可以理解为在每个模块的最开始中定义了以下对象:
var module = {}; // ... module.exports = {};
CommonJs也支持另一种导出方式:exports。
exports.name = 'foo'
在实现上,这段代码与上面的module.exports没有不同,其内在机制是将exports指向了module.exports。可以简单的理解为CommonJs在每个模块的开头默认添加了以下代码:
var module = { exports: {} } var exports = module.exports;
因此,为export.name赋值相当于在module.exports对象上添加了一个name属性。
也很容易看出exports与module.exports只是指向同一个对象。所以对exports进行赋值操作,使其指向新的对象,就会失效了。
举例:
exports = { name: 'foo' }
此时name属性并不会被导出。
另外这两个方法,并不能一起运用。因为使用module.exports赋值就相当于使其指向新的对象。之前的exports赋值都会失效。
导入
CommonJs使用require函数进行导入操作。
举例:
// foo.js module.exports = { sayname: function () { console.log('foo'); } }; // bar.js var sayname = require('./foo.js').sayname; sayname(); // foo
在bar.js中导入了foo.js,并调用了它的sayname函数。
当require一个模块时会有两种情况:
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模块是第一次被require加载。这时会首先执行该模块,然后导出内容。
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模块是曾经被require加载过。这时会直接导出执行得到的结果。
举例:
// foo.js console.log('running foo.js') exports.name = 'foo'; // bar.js var firstname = require('./foo').name; console.log('firstname:', firstname); var lastname = require('./foo').name; console.log('lastname:', lastname);
输出的是:
running foo.js fistname:foo lastname:foo
从上面代码看有两个地方都require了foo文件,但从结果看,只运行了一遍foo.js。
module对象中有一个loaded属性用于记录该模块是否被加载过。默认值为false,当模块第一次被加载时,会赋值为true,后面再次加载时会检查module.loaded是否为true,如果是,则直接返回结果,并不会再次执行代码。
require函数可以接受表达式,借助这个特性可以动态地制定模块的加载路径。
举例:
var path = ['foo.js', 'bar.js']; path.forEach(name => { require('./' + name); })
ES6Module
CommonJs可以说是比较好的解决了模块的问题,但这些都只是由社区提出的规范,并不能算语言本身的特性。
到了2015年,ECMAScript6.0正式定义了JavaScript模块标准。从此 JavaScript 语言才具备了模块这一特性。
模块
将前面CommonJs的例子,用ES6Module方式改写。
// foo.js export default { sayname: function () { console.log('foo'); } }; // bar.js import foo from './foo.js' foo.sayname(); // foo
ES6Module也是将每个文件作为一个模块,每个模块拥有自身的作用域,不同的是导入、导出语句。import和export也是作为保留关键字在ES6版本加入了进来,而且ES6Module会自动采用严格模式。
导出
在ES6Module中使用export命令来导出模块。export有两种形式:
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命名导出
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默认导出
1、命令导出 一个模块可以有多个命名导出,有两种不同的写法:
// 1 export const name = 'foo'; // 2 const name = 'foo'; export { name }
可以通过as关键字对变量重命名。
例如:
const name = 'foo'; export { name as nickname }
2、默认导出
默认导出只能有一个:
export default { name: 'foo' }
可以将export default理解为对外输出一个名为default的变量。
导入
ES6Module使用import语法导入模块。
举例:
// foo.js export const name = 'foo'; // bar.js import { name } from './foo' console.log(name)
加载带有命令导出的模块时,import后面要跟一对大括号来将导入的变量名包裹起来,并且这写变量名需要与导出的变量名完全一致。导入变量的效果相当于在当前作用域下声明了这些变量,并且不可以对齐进行修改。
与命令导出类似,也可以通过as关键字对导入的变量重命名。
举例:
// foo.js export const name = 'foo'; // bar.js import { name as nickname } from './foo' console.log(nickname) // 也可以通过整体导入的方法 import * as name from './foo' console.log(name.name)
默认导入的例子:
// foo.js export default { name: 'foo' } // bar import name from './foo' console.log(name.name)
CommonJs与ES6Module的区别
对模块依赖的处理区别
CommonJs与ES6Module最本质的区别在于前者对模块依赖的解决是动态的,而后者是静态的。
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动态:模块依赖关系的建立是发生在代码运行阶段;
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静态:模块依赖关系的建立是发生在代码编译阶段;
在CommonJs中,当模块A加载模块B时,会执行B的代码,将其module.exports对象作为require函数的返回值进行返回。并且requrie的模块路径可以动态指定,支持传入一个表示式,甚至可以使用if语句判断是否加载某个模块。所以CommonJs模块被执行前,并没有办法确定明确的依赖关系,模块的导入,导出发生在代码的运行阶段。
ES6Module的导入、导出语句都是声明式的,不支持导入的路径是一个表达式,并且导入、导出语句必须位于模块的顶层作用域。在ES6代码的编译阶段就可以分析出模块的依赖关系。
导入模块值的区别
在导入一个模块时,对于CommonJs来说是得到了一个导出值的拷贝;而在ES6Module中则是值的动态映射,并且这个映射是只读的。
举例:
// foo var count = 0; module.exports = { count: count, add: function (a, b) { count++; return a+b; } } // bar var count = require('./foo').count; var add = require('./foo').add; console.log(count); // 0 add(2,3); console.log(count); // 0 count += 1; console.log(count); // 1(拷贝值可以更改)
bar中的count是对foo中count的一份值拷贝,因此在调用add函数时,虽然更改了foo中count的值,但是并不会对bar中导入值造成更改。
另一方面拷贝值可以进行更改。
使用ES6Module进行改写
// foo let count = 0; const add = function (a,b) { count++; return a+b; } export { count, add } // bar import { count, add } from './foo'; console.log(count); // 0 add(2,3); console.log(count); // 1(实时反映foo中count的值) count++; // 报错 count is read-only
可以将映射关系理解为一面镜子,从镜子中可以实时观察到原有的事物,但不能操作镜子中的影像。
循环依赖的区别
CommonJs中循环依赖的例子:
// foo const bar = require('./bar') console.log('来自bar:', bar); module.exports = 'foo'; // bar const foo = require('./foo'); console.log('来自foo:', foo); module.exports = 'bar; // index require('./foo')
在控制台输出:
来自foo:() 来自bar:bar
首先来梳理执行流程:
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index文件中引入了foo,此时开始执行foo中的代码;
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foo第一句导入了bar,这是foo不会继续向下执行,而是进入了bar的内部。
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在bar中又引入了foo,这里产生了循环依赖。但并不会再次执行foo,而是直接导出返回值,也就是module.exports。但由于foo未执行完,导出值是默认的空对象,因此当bar执行到console.log时,打印出来的是空对象。
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bar执行完毕,foo继续向下执行直到流程结束。
使用ES6Module重写上面例子:
// foo import bar from './bar'; console.log('来自bar:', bar); export default 'foo' // bar import foo from './foo' console.log('来自foo:', foo); export default 'bar' // index import foo from './foo'
结果是:
来自foo: undefined 来自bar:bar
在bar中同样无法得到foo正确的导出值,只不过和CommonJS默认导出一个空对象不同,这里获取到的是undefined。
结尾
模块是程序设计的重要概念,希望上述内容能让你了解到前端模块的概念。详细的用法搜索官网或者书籍进行学习。书籍推荐
作者:zhangwinwin来源:github