js模块化编程commonjs、AMD/CMD与ES6模块规范

一、CommonJS

commonjs的require是运行时同步加载,es6的import是静态分析,是在编译时而不是在代码运行时。CommonJS 模块输出的是值的缓存,不存在动态更新。

原理:

浏览器不兼容CommonJS的根本原因,在于缺少四个Node.js环境的变量。

  • module
  • exports
  • require
  • global

只要能够提供这四个变量,浏览器就能加载 CommonJS 模块。

下面是一个简单的示例。


var module = {
exports: {}
}; (function(module, exports) {
exports.multiply = function (n) { return n * 1000 };
}(module, module.exports)) var f = module.exports.multiply;
f(5) // 5000

上面代码向一个立即执行函数提供 module 和 exports 两个外部变量,模块就放在这个立即执行函数里面。模块的输出值放在 module.exports 之中,这样就实现了模块的加载。

二、AMD

基于commonJS规范的nodeJS出来以后,服务端的模块概念已经形成,很自然地,大家就想要客户端模块。而且最好两者能够兼容,一个模块不用修改,在服务器和浏览器都可以运行。但是,由于一个重大的局限,使得CommonJS规范不适用于浏览器环境。还是上面的代码,如果在浏览器中运行,会有一个很大的问题,你能看出来吗?

  var math = require('math');

  math.add(2, 3);

第二行math.add(2, 3),在第一行require('math')之后运行,因此必须等math.js加载完成。也就是说,如果加载时间很长,整个应用就会停在那里等。您会注意到 require 是同步的。

这对服务器端不是一个问题,因为所有的模块都存放在本地硬盘,可以同步加载完成,等待时间就是硬盘的读取时间。但是,对于浏览器,这却是一个大问题,因为模块都放在服务器端,等待时间取决于网速的快慢,可能要等很长时间,浏览器处于"假死"状态。

因此,浏览器端的模块,不能采用"同步加载"(synchronous),只能采用"异步加载"(asynchronous)。这就是AMD规范诞生的背景。

CommonJS是主要为了JS在后端的表现制定的,他是不适合前端的,AMD(异步模块定义)出现了,它就主要为前端JS的表现制定规范。

AMD是"Asynchronous Module Definition"的缩写,意思就是"异步模块定义"。它采用异步方式加载模块,模块的加载不影响它后面语句的运行。所有依赖这个模块的语句,都定义在一个回调函数中,等到加载完成之后,这个回调函数才会运行。

AMD也采用require()语句加载模块,但是不同于CommonJS,它要求两个参数:

  require([module], callback);

第一个参数[module],是一个数组,里面的成员就是要加载的模块;第二个参数callback,则是加载成功之后的回调函数。如果将前面的代码改写成AMD形式,就是下面这样:

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

    math.add(2, 3);

  });

math.add()与math模块加载不是同步的,浏览器不会发生假死。所以很显然,AMD比较适合浏览器环境。

代表requirejs

详细概括:下面以RequireJS为例说明AMD规范

一、为什么要用require.js?

最早的时候,所有Javascript代码都写在一个文件里面,只要加载这一个文件就够了。后来,代码越来越多,一个文件不够了,必须分成多个文件,依次加载。下面的网页代码,相信很多人都见过。

  <script src="1.js"></script>
  <script src="2.js"></script>
  <script src="3.js"></script>
  <script src="4.js"></script>
  <script src="5.js"></script>
  <script src="6.js"></script>

这段代码依次加载多个js文件。

这样的写法有很大的缺点。首先,加载的时候,浏览器会停止网页渲染,加载文件越多,网页失去响应的时间就会越长;其次,由于js文件之间存在依赖关系,因此必须严格保证加载顺序(比如上例的1.js要在2.js的前面),依赖性最大的模块一定要放到最后加载,当依赖关系很复杂的时候,代码的编写和维护都会变得困难。

require.js的诞生,就是为了解决这两个问题:

  

  (1)实现js文件的异步加载,避免网页失去响应;

  (2)管理模块之间的依赖性,便于代码的编写和维护。

二、require.js的加载

使用require.js的第一步,是先去官方网站下载最新版本。

下载后,假定把它放在js子目录下面,就可以加载了。

  <script src="js/require.js"></script>

有人可能会想到,加载这个文件,也可能造成网页失去响应。解决办法有两个,一个是把它放在网页底部加载,另一个是写成下面这样:

  <script src="js/require.js" defer async="true" ></script>

async属性表明这个文件需要异步加载,避免网页失去响应。IE不支持这个属性,只支持defer,所以把defer也写上。

加载require.js以后,下一步就要加载我们自己的代码了。假定我们自己的代码文件是main.js,也放在js目录下面。那么,只需要写成下面这样就行了:

  <script src="js/require.js" data-main="js/main"></script>

data-main属性的作用是,指定网页程序的主模块。在上例中,就是js目录下面的main.js,这个文件会第一个被require.js加载。由于require.js默认的文件后缀名是js,所以可以把main.js简写成main。

三、主模块的写法

上一节的main.js,我把它称为"主模块",意思是整个网页的入口代码。它有点像C语言的main()函数,所有代码都从这儿开始运行。

下面就来看,怎么写main.js。

如果我们的代码不依赖任何其他模块,那么可以直接写入javascript代码。

  // main.js

  alert("加载成功!");

但这样的话,就没必要使用require.js了。真正常见的情况是,主模块依赖于其他模块,这时就要使用AMD规范定义的的require()函数。

  // main.js

  require(['moduleA', 'moduleB', 'moduleC'], function (moduleA, moduleB, moduleC){

    // some code here

  });

require()函数接受两个参数。第一个参数是一个数组,表示所依赖的模块,上例就是['moduleA', 'moduleB', 'moduleC'],即主模块依赖这三个模块;第二个参数是一个回调函数,当前面指定的模块都加载成功后,它将被调用。加载的模块会以参数形式传入该函数,从而在回调函数内部就可以使用这些模块。

require()异步加载moduleA,moduleB和moduleC,浏览器不会失去响应;它指定的回调函数,只有前面的模块都加载成功后,才会运行,解决了依赖性的问题。

下面,我们看一个实际的例子。

假定主模块依赖jquery、underscore和backbone这三个模块,main.js就可以这样写:

  require(['jquery', 'underscore', 'backbone'], function ($, _, Backbone){

    // some code here

  });

require.js会先加载jQuery、underscore和backbone,然后再运行回调函数。主模块的代码就写在回调函数中。

四、模块的加载

上一节最后的示例中,主模块的依赖模块是['jquery', 'underscore', 'backbone']。默认情况下,require.js假定这三个模块与main.js在同一个目录,文件名分别为jquery.js,underscore.js和backbone.js,然后自动加载。

使用require.config()方法,我们可以对模块的加载行为进行自定义。require.config()就写在主模块(main.js)的头部。参数就是一个对象,这个对象的paths属性指定各个模块的加载路径。

  require.config({

    paths: {

      "jquery": "jquery.min",
      "underscore": "underscore.min",
      "backbone": "backbone.min"

    }

  });

上面的代码给出了三个模块的文件名,路径默认与main.js在同一个目录(js子目录)。如果这些模块在其他目录,比如js/lib目录,则有两种写法。一种是逐一指定路径。

  require.config({

    paths: {

      "jquery": "lib/jquery.min",
      "underscore": "lib/underscore.min",
      "backbone": "lib/backbone.min"

    }

  });

另一种则是直接改变基目录(baseUrl)。

  require.config({

    baseUrl: "js/lib",

    paths: {

      "jquery": "jquery.min",
      "underscore": "underscore.min",
      "backbone": "backbone.min"

    }

  });

如果某个模块在另一台主机上,也可以直接指定它的网址,比如:

  require.config({

    paths: {

      "jquery": "https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.7.2/jquery.min"

    }

  });

require.js要求,每个模块是一个单独的js文件。这样的话,如果加载多个模块,就会发出多次HTTP请求,会影响网页的加载速度。因此,require.js提供了一个优化工具,当模块部署完毕以后,可以用这个工具将多个模块合并在一个文件中,减少HTTP请求数。

五、AMD模块的写法

require.js加载的模块,采用AMD规范。也就是说,模块必须按照AMD的规定来写。

具体来说,就是模块必须采用特定的define()函数来定义。如果一个模块不依赖其他模块,那么可以直接定义在define()函数之中。

假定现在有一个math.js文件,它定义了一个math模块。那么,math.js就要这样写:

  // math.js

  define(function (){

    var add = function (x,y){

      return x+y;

    };

    return {

      add: add
    };

  });

加载方法如下:

  // main.js

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

    alert(math.add(1,1));

  });

如果这个模块还依赖其他模块,那么define()函数的第一个参数,必须是一个数组,指明该模块的依赖性。

  define(['myLib'], function(myLib){

    function foo(){

      myLib.doSomething();

    }

    return {

      foo : foo

    };

  });

当require()函数加载上面这个模块的时候,就会先加载myLib.js文件。

六、加载非规范的模块

理论上,require.js加载的模块,必须是按照AMD规范、用define()函数定义的模块。但是实际上,虽然已经有一部分流行的函数库(比如jQuery)符合AMD规范,更多的库并不符合。那么,require.js是否能够加载非规范的模块呢?

回答是可以的。

这样的模块在用require()加载之前,要先用require.config()方法,定义它们的一些特征。

举例来说,underscore和backbone这两个库,都没有采用AMD规范编写。如果要加载它们的话,必须先定义它们的特征。

  require.config({

    shim: {

      'underscore':{
        exports: '_'
      },

      'backbone': {
        deps: ['underscore', 'jquery'],
        exports: 'Backbone'
      }

    }

  });

require.config()接受一个配置对象,这个对象除了有前面说过的paths属性之外,还有一个shim属性,专门用来配置不兼容的模块。具体来说,每个模块要定义(1)exports值(输出的变量名),表明这个模块外部调用时的名称;(2)deps数组,表明该模块的依赖性。

比如,jQuery的插件可以这样定义:

  shim: {

    'jquery.scroll': {

      deps: ['jquery'],

      exports: 'jQuery.fn.scroll'

    }

  }

这有AMD的WIKI中文版,讲了很多蛮详细的东西,用到的时候可以查看:AMD的WIKI中文版

三、CMD

大名远扬的玉伯写了seajs,就是遵循他提出的CMD规范,与AMD蛮相近的,不过用起来感觉更加方便些,最重要的是中文版,应有尽有:seajs官方doc

1 define(function(require,exports,module){...});

用过seajs吧,这个不陌生吧,对吧。

前面说AMD,说RequireJS实现了AMD,CMD看起来与AMD好像呀,那RequireJS与SeaJS像不像呢?

虽然CMD与AMD蛮像的,但区别还是挺明显的,官方非官方都有阐述和理解:

官方阐述SeaJS与RequireJS异同

SeaJS与RequireJS的最大异同(这个说的也挺好)

四、ES6模块规范

ES6 模块的设计思想是尽量的静态化,使得编译时就能确定模块的依赖关系,以及输入和输出的变量。CommonJS 和 AMD 模块,都只能在运行时确定这些东西。所以import命令不能用于条件加载

动态import函数

虽然import是静态分析,但是现在有一个import()函数可以完成动态加载

import()函数可以用在任何地方,不仅仅是模块,非模块的脚本也可以使用。它是运行时执行,也就是说,什么时候运行到这一句,就会加载指定的模块。另外,import()函数与所加载的模块没有静态连接关系,这点也是与import语句不相同。import()类似于 Node 的require方法,区别主要是前者是异步加载,后者是同步加载。

import()函数适用场景

(1)按需加载

(2)条件加载

(3)动态的模块路径

具体参考:http://es6.ruanyifeng.com/#docs/module

[JS模块规范:AMD、UMD、CMD、commonJS、ES6 module](https://segmentfault.com/a/1190000012419990)

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