JS模块

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本文主要内容翻译自《Exploring ES6-upgrade to the next version of javascript》

模块系统

• 定义模块接口，通过接口
• 隐藏模块的内部实现，使模块的使用者无需关注模块内部的实现细节。同时，隐藏模块的内部实现，避免有可能产生的副作用和对bug的不必要修改

ES6之前

• CommonJS模块规范：主要在Node.js中实现（Node中也有一些超出CommonJS的特性）。主要特征
  • 紧凑的语法（可以理解为简单的语法）
  • 为同步加载和服务端所设计
• Asynchronous Module Definition（AMD）：最流行的实现是RequireJS。主要特征：
  • 略微复杂的语法，使得AMD能够脱离eval()(或者编译步骤)运行

ES6 Modules

ES6的目标是设计能够使CommonJS和AMD用户都满意的规范：

• 类似CommonJS，语法简单，偏好单一导出，支持循环依赖
• 类似AMD，直接支持异步加载，支持可配置加载

内置在该语言允许ES6模块超越CommonJS和AMD(细节稍后解释):

• 语法比CommonJS更简单
• 结构能够被静态分析（可用于静态检查，优化等等）
• 对于循环依赖的支持比CommonJS做得更好

ES6模块分为两部分：

• 声明式语法（导入和导出）
• 程序加载器API：配置如何加载模块，并有条件的加载模块

ES6模块基础

有两种导出：命名导出（每个模块可有多个）和默认导出（每个模块只一个）

命名导出

模块可以通过在声明前加上关键字export来导出多个内容。这些导出由它们的名称来区分，称为命名导出。

//------ lib.js ------
export const sqrt = Math.sqrt;
export function square(x) {
    return x * x;
}
export function diag(x, y) {
    return sqrt(square(x) + square(y));
}

//------ main.js ------
import { square, diag } from 'lib';
console.log(square(11)); //
console.log(diag(4, 3)); //

这是最简单的一种导出方式，当然还有其他方式（稍后详细介绍）。

如果你愿意，你也可以导入整个模块，并通过属性符号引用它的命名导出:

//------ main.js ------
import * as lib from 'lib';
console.log(lib.square(11)); //
console.log(lib.diag(4, 3)); //

同样的功能用CommonJS完成，如下所示

//------ lib.js ------
var sqrt = Math.sqrt;
function square(x) {
    return x * x;
}
function diag(x, y) {
    return sqrt(square(x) + square(y));
}
module.exports = {
    sqrt: sqrt,
    square: square,
    diag: diag,
};

//------ main.js ------
var square = require('lib').square;
var diag = require('lib').diag;
console.log(square(11)); //
console.log(diag(4, 3)); //

默认导出（每个模块一个）

只导出单个值的模块在Node.js社区中非常流行。但是它们在前端开发中也很常见，在前端开发中，您通常有用于模型和组件的类，每个模块有一个类。ES6模块可以选择默认导出，即主导出值。默认导出尤其容易导入。

下面的例子导出一个单独函数

//------ myFunc.js ------
export default function () {} // no semicolon!

//------ main1.js ------
import myFunc from 'myFunc';
myFunc();

如果导出一个类

//------ MyClass.js ------
export default class {} // no semicolon!

//------ main2.js ------
import MyClass from 'MyClass';
const inst = new MyClass();

默认导出有两种方式：

• 标签声明导出
• 直接导出值

标签声明导出

你可以将关键字exports放在任何function声明前（或者genarator function声明前面），从而默认导出该函数

export default function foo() {} // no semicolon!
export default class Bar {} // no semicolon!

在这种情况下，也可以省略名称。这使得default导出成为JavaScript唯一具有匿名函数声明和匿名类声明的地方:

export default function () {} // no semicolon!
export default class {} // no semicolon!

为什么是匿名函数声明而不是匿名函数表达式？

当您查看前面两行代码时，您会期望export默认操作数是表达式。它们只是出于一致性的原因而声明:操作数可以被命名为声明，将它们的匿名版本解释为表达式将会令人困惑(甚至比引入新的声明类型更令人困惑)。

如果你期望操作数被解释为表达式，可以使用括号：

export default (function () {});
export default (class {});

直接导出值

这些值是表达式产生的：

export default 'abc';
export default foo();
export default /^xyz$/;
export default 5 * 7;
export default { no: false, yes: true };

他们都遵循这样的结构

export default «expression»;

等同于

const __default__ = «expression»;
export { __default__ as default }; // (A)

为什么有两种默认导出的形式？

引入第二种默认导出风格是因为如果声明多个变量，变量声明就不能有意义地转换为默认导出:

export default const foo = 1, bar = 2, baz = 3; // not legal JavaScript!

三个变量foo、bar和baz中的哪一个是默认导出?

Imports和Exports必须在顶层

稍后将更详细地解释，ES6模块的结构是静态的，您不能有条件地导入或导出东西。这带来了很多好处。

这一限制是通过只允许在模块的顶层导入和导出来实现的：

if (Math.random()) {
    import 'foo'; // SyntaxError
}

// You can’t even nest `import` and `export`
// inside a simple block:
{
    import 'foo'; // SyntaxError

import命令被提升

模块的imports会被提升（在内部被提升到当前作用域的最开始）。因此，import放在哪里都可以

foo();

import { foo } from 'my_module';

Imports是exports的只读视图

ES6模块的导入是导出实体上的只读视图。这意味着到模块主体中声明的变量的连接仍然是活动的，如下面的代码所示：

//------ lib.js ------
export let counter = 3;
export function incCounter() {
    counter++;
}

//------ main.js ------
import { counter, incCounter } from './lib';

// The imported value `counter` is live
console.log(counter); //
incCounter();
console.log(counter); //

后面的部分将解释它是如何工作的。

Imports作为视图有点如下：

• 支持循环依赖，即使是无效的导入
• 有效导入和无效 导入工作原理是相同的（他们都是双向的）
• 您可以将代码分割成多个模块，它将继续工作(只要您不尝试更改导入的值)

支持循环依赖

两个模块，模块A和模块B，如果A导入B，B导入A，即形成循环依赖。应该尽量避免出现这种情况——模块A和模块B会紧密耦合，他们只能被一起使用和进化。

为什么支持循环依赖呢？因为这是一个无法绕开的问题（当模块较多的情况下，难免出现循环依赖），稍后详解说明

我们来看一下CommonJS和ES6是如何支持循环依赖的。

CommonJS的循坏依赖

下面的代码能够正确的处理两个循环依赖的模块a和b

//------ a.js ------
var b = require('b');
function foo() {
    b.bar();
}
exports.foo = foo;

//------ b.js ------
var a = require('a'); // (i)
function bar() {
    if (Math.random()) {
        a.foo(); // (ii)
    }
}
exports.bar = bar;

如果在第i行，首先导入模块a，模块b会在a的exports属性被赋值之前就导出了a的exprots。因此，b无法访问a.foo方法，但是一旦a执行完毕该属性就会存在。如果bar()在后面被调用，那么第ii行中的方法调用就可以工作。

一般而言，使用循环依赖时候需要注意，不能在模块主体中访问导入。这个道理同样适用于ES6模块。

CommonJS方法的局限性：

• Nodejs形式的的导出单个值不起作用。在这里，导出的是单个值而不是对象：（这里说的就是CommonJS导出的是值的拷贝，而不是值的引用）

   module.exports = function () { ··· };

  如果模块a向上面这样导出，模块b中的变量a一旦被赋值将不会再发生改变。始终指向最初导出的对象。

  这里说的就是CommonJS导出的是值的拷贝，而不是值的引用

• 不能直接使用命名导出。所以，模块b不能像下面这样导入foo

   var foo = require('a').foo;

  foo将会是undefined。换句话说，你只能通过a.foo引用foo。

ES6的循环依赖

ES6自动支持循环依赖。也就是说，它们没有上一节提到的CommonJS模块的两个限制，默认导出，以及未限定名称的导入（下面第i行和第iii行）。因此，您可以实现如下循环依赖于彼此的模块。

//------ a.js ------
import {bar} from 'b'; // (i)
export function foo() {
    bar(); // (ii)
}

//------ b.js ------
import {foo} from 'a'; // (iii)
export function bar() {
    if (Math.random()) {
        foo(); // (iv)
    }
}

这段代码是有效的，因为正如前一节所解释的，导入是关于导出的视图。这意味着即使是不合格的导入(如第2行中的bar和第4行中的foo)也是引用原始数据的间接引用。因此，面对循环依赖关系，无论您是通过非限定导入访问命名导出，还是通过它的模块访问命名导出，都没有关系:在这两种情况中都涉及到间接，而且它总是有效的。

导入和导出的细节

未完待续……

参考

1. 《javascript 忍者秘籍—https://livebook.manning.com/#!/book/secrets-of-the-javascript-ninja-second-edition/
2. 《exploring Es6-upgrade to the next version of javascript》—https://exploringjs.com/es6/
3. 《understanding ECMAScript》—https://github.com/nzakas/understandinges6
4. 《You-Dont-Know-JS》—https://github.com/getify/You-Dont-Know-JS
5. 《pritical modern javascript》—https://github.com/mjavascript/practical-modern-javascript