RequireJs运行原理

在require中，根据AMD(Asynchronous Module Definition)的思想，即异步模块加载机制，其思想就是把代码分为一个一个的模块来分块加载，这样无疑可以提高代码的重用。

在整个require中，主要的方法就两个：require和define，我们先来聊聊require

require

require作为主函数来引入我们的“模块”，require会从自身的的存储中去查找对应的defined模块，如果没有找到，则这时这个模块有可以存在三种状态：loading, enabling, defining，这里有可能就疑惑了，为什么还会有这么多状态呢？

这就是require中要注意的地方，如果模块还没有被加载，那么它的这三种状态出现的时机是：

1. loading 
   文件还没有加载完毕
2. enabling 
   对该模块的依赖进行加载和模块化
3. defining 
   对正在处理的模块进行加载，并运行模块中的callback

有同学就问了，为什么会出现这么多的状态呢？js不是单线程操作吗？拿过来直接加载不就完了吗？哪来这么多事呢。而这就是require的神奇之处，我们先来瞅一瞅require的load方法的主要代码：

req.load = function (context, moduleName, url) {
  var config = (context && context.config) || {},
  node;
  if (isBrowser) {
    //create a async script element
    node = req.createNode(config, moduleName, url);
    //add Events [onreadystatechange,load,error]
    .....
    //set url for loading
    node.src = url;
    //insert script element to head and start load
    currentlyAddingScript = node;
    if (baseElement) {
      head.insertBefore(node, baseElement);
    } else {
      head.appendChild(node);
    }
    currentlyAddingScript = null;
    return node;
  } else if (isWebWorker) {
    .........
  }
};
req.createNode = function (config, moduleName, url) {
  var node = config.xhtml ?
    document.createElementNS('http://www.w3.org/1999/xhtml', 'html:script') :
    document.createElement('script');
  node.type = config.scriptType || 'text/javascript';
  node.charset = 'utf-8';
  node.async = true;
  return node;
};

rquire使用的是script标签去拿js，细心的同学会注意到node上设定了 async 属性（异步加载script标签），并且在标签上绑定了load等事件，当文件loading完成后，则要做的主要工作是执行 completeLoad 事件函数，但是要注意的是这时候把script加载完成后，立即执行的是script标签内部的内容，执行完后才触发的 completeLoad事件，而在我们的模块里面，一定要用define函数来对模块进行定义，所以这里我们先穿插着来讲讲define干了什么

define乱入

define顾名思义是去定义一个模块，它只是单纯的去定义吗？错， 我不会告诉你define做了你想象不到的最神奇的事情 ，来瞅瞅define的代码

define = function (name, deps, callback) {
  var node,
  context;
  //do for multiple constructor
  ......
  //If no name, and callback is a function, then figure out if it a
  //CommonJS thing with dependencies.
  if (!deps && isFunction(callback)) {
    deps = [];
    //Remove comments from the callback string,
    //look for require calls, and pull them into the dependencies,
    //but only if there are function args.
    if (callback.length) {
      callback
      .toString()
      .replace(commentRegExp, '')
      .replace(cjsRequireRegExp, function (match, dep) {
        deps.push(dep);
      });
      deps = (callback.length === 1 ? ['require'] : ['require', 'exports', 'module']).concat(deps);
    }
  }
  //If in IE 6-8 and hit an anonymous define() call, do the interactive work.
  if (useInteractive) {
    node = currentlyAddingScript || getInteractiveScript();
    if (node) {
      if (!name) {
        name = node.getAttribute('data-requiremodule');
      }
      context = contexts[node.getAttribute('data-requirecontext')];
    }
  }
  //add to queue line
  if (context) {
    context.defQueue.push([name, deps, callback]);
    context.defQueueMap[name] = true;
  } else {
    globalDefQueue.push([name, deps, callback]);
  }
};

这就是define函数，代码不是很多，但是新奇的东西却是有一个！！！那就是代码中对 callback.toString() 文本来进行 正则匹配 ，哇，这是什么鬼呢？我们看看这两个replace中的正则表达式是什么样的

commentRegExp = /(\/\*([\s\S]*?)\*\/|([^:]|^)\/\/(.*)$)/mg;
cjsRequireRegExp = /[^.]\s*require\s*\(\s*["']([^'"\s]+)["']\s*\)/g;

第一个正则是用来支掉callback中的注释的，而第二个正则是用来匹配callback.toString() 文本中的 require(.....) ，并将 ..... 这个字段push到queue中，这个方法是不是很变态？现在让我们来接着回到require的completeLoad 函数

require回归

rquire的compeleteLoad函数又做了什么呢？二话不说，扔一段代码来看看：

completeLoad : function (moduleName) {
  var found,
  args,
  mod,
  shim = getOwn(config.shim, moduleName) || {},
  shExports = shim.exports;
  takeGlobalQueue();
  while (defQueue.length) {
    args = defQueue.shift();
    if (args[0] === null) {
      args[0] = moduleName;
      //If already found an anonymous module and bound it
      //to this name, then this is some other anon module
      //waiting for its completeLoad to fire.
      if (found) {
        break;
      }
      found = true;
    } else if (args[0] === moduleName) {
      //Found matching define call for this script!
      found = true;
    }
    callGetModule(args);
  }
  context.defQueueMap = {};
  //Do this after the cycle of callGetModule in case the result
  //of those calls/init calls changes the registry.
  mod = getOwn(registry, moduleName);
  if (!found && !hasProp(defined, moduleName) && mod && !mod.inited) {
    if (config.enforceDefine && (!shExports || !getGlobal(shExports))) {
      if (hasPathFallback(moduleName)) {
        return;
      } else {
        return onError(makeError('nodefine',
            'No define call for ' + moduleName,
            null,
            [moduleName]));
      }
    } else {
      //A script that does not call define(), so just simulate
      //the call for it.
      callGetModule([moduleName, (shim.deps || []), shim.exportsFn]);
    }
  }
  checkLoaded();
}

这个函数主要是去做了从queue中拿出来define里push进去的字符串，并调用callGetModule 去调用模块， callGetModule 又去做了什么

function callGetModule(args) {
    //Skip modules already defined.
    if (!hasProp(defined, args[0])) {
        getModule(makeModuleMap(args[0], null, true)).init(args[1], args[2]);
    }
}

在require内部，有一个 defined 全局变量来储存已经定义好的模块，如果这个模块目前没有定义，那就再做下面的 makeModuleMap ，这个方法则是用来实现对当前module信息的组装，并生成一个Map，它将会返回以下的值：

return {
  prefix : prefix,
  name : normalizedName,
  parentMap : parentModuleMap,
  unnormalized : !!suffix,
  url : url,
  originalName : originalName,
  isDefine : isDefine,
  id : (prefix ?
    prefix + '!' + normalizedName :
    normalizedName) + suffix
};

然后再去调用 getModule ，这也是require里面来组装module的主要方法，在require内部定义了 Module类 ，而这个方法则会为当前的 ModuleMap ，其中包含了这个模块的路径等信息。这里要注意的是getModule方法里面拥有一个 基于全局context的registry变量 ，这里则是用来保存根据ModuleMap来实例化的Module，并将其保存在了 registry 变量中（立即保存的Module只是一个空壳，后面实例中介绍），后面会介绍代码的重用如何实现的。

我们直接来看看Module类是长什么样的：

Module = function (map) {
  this.events = getOwn(undefEvents, map.id) || {};
  this.map = map;
  this.shim = getOwn(config.shim, map.id);
  this.depExports = [];
  this.depMaps = [];
  this.depMatched = [];
  this.pluginMaps = {};
  this.depCount = 0;
};
Module.prototype = {
  //init Module
  init : function (depMaps, factory, errback, options) {},
  //define dependencies
  defineDep : function (i, depExports) {},
  //call require for plugins
  fetch : function () {},
  //use script to load js
  load : function () {},
  //Checks if the module is ready to define itself, and if so, define it.
  check : function () {},
  //call Plugins if them exist and defines them
  callPlugin : function () {},
  //enable dependencies and call defineDep
  enable : function () {},
  //register event
  on : function (name, cb) {},
  //trigger event
  emit : function (name, evt) {}
}

new一个Module后，使用init来对Module对象进行初始化，并主要传入其的依赖数组和工厂化方法。这这么多的方法里，主要的两个方法则是 enable 和 check 方法，这两个方法是对方法，当init里调用enable后，下来将要进行的就是一个不断重复的过程，但是过程的主角在一直改变。

递归

上面说的这个过程那就是在初始化Model的时候去查找它的依赖，再去 用load方法异步地去请求依赖 ，而依赖又是一个个Module，又会再对自己自身的依赖的依赖进行查找。由于这个过程都是异步进行的，所以都是通过事件监听回调来完成调用的，我们来举下面的例子：

如

• A 的依赖有 B C
• B 的依赖有 C D
• C 的依赖有 A B

这是一个很绕的例子，如A，B，C都有自己的方法，而我们在实现时都互相调用了各自的方法，我们姑且不讨论这种情况的现实性。

当如果我去 require("A") 时，require去查找 defined 中是否有A模块，如果没有，则去调用 makeModuleMap 来为即将调用的模块实例一个 ModuleMap 并加入到defined中，再用ModuleMap实例化一个 Module 加入到registry中，但是这时候的Module是一个空壳，它是只存储了一些模块相关的依赖等，模块里的exports或者callback是还没有被嵌进来，因为这个文件根本没有被加载呀！

注册时触发 Module.init 方法去异步加载文件(使用script)。加载完毕后，触发A里的define函数，define函数通过参数或callback里查找A模块需要的依赖，即B和C模块，将B，C加入到A的依赖数组中。这时则触发 completeLoad 函数，这时complete再去从queue中遍历，调用 callGetModule 去查找B、C模块，这时则会创建B和C模块的ModuleMap，根据ModuleMap去实例化空壳Module，（ 调用异步load加载，再触发define等，继续查找依赖………… ），再接下来会做 checkLoaded ，我们看看这个函数：

function checkLoaded() {
  var err,
  usingPathFallback,
  waitInterval = config.waitSeconds * 1000,
  //It is possible to disable the wait interval by using waitSeconds of 0.
  expired = waitInterval && (context.startTime + waitInterval) < new Date().getTime(),
  noLoads = [],
  reqCalls = [],
  stillLoading = false,
  needCycleCheck = true;
  //Do not bother if this call was a result of a cycle break.
  if (inCheckLoaded) {
    return;
  }
  inCheckLoaded = true;
  //Figure out the state of all the modules.
  eachProp(enabledRegistry, function (mod) {
    var map = mod.map,
    modId = map.id;
    //Skip things that are not enabled or in error state.
    if (!mod.enabled) {
      return;
    }
    if (!map.isDefine) {
      reqCalls.push(mod);
    }
    if (!mod.error) {
      //If the module should be executed, and it has not
      //been inited and time is up, remember it.
      if (!mod.inited && expired) {
        if (hasPathFallback(modId)) {
          usingPathFallback = true;
          stillLoading = true;
        } else {
          noLoads.push(modId);
          removeScript(modId);
        }
      } else if (!mod.inited && mod.fetched && map.isDefine) {
        stillLoading = true;
        if (!map.prefix) {
          //No reason to keep looking for unfinished
          //loading. If the only stillLoading is a
          //plugin resource though, keep going,
          //because it may be that a plugin resource
          //is waiting on a non-plugin cycle.
          return (needCycleCheck = false);
        }
      }
    }
  });
  if (expired && noLoads.length) {
    //If wait time expired, throw error of unloaded modules.
    err = makeError('timeout', 'Load timeout for modules: ' + noLoads, null, noLoads);
    err.contextName = context.contextName;
    return onError(err);
  }
  //Not expired, check for a cycle.
  if (needCycleCheck) {
    each(reqCalls, function (mod) {
      breakCycle(mod, {}, {});
    });
  }
  if ((!expired || usingPathFallback) && stillLoading) {
    //Something is still waiting to load. Wait for it, but only
    //if a timeout is not already in effect.
    if ((isBrowser || isWebWorker) && !checkLoadedTimeoutId) {
      checkLoadedTimeoutId = setTimeout(function () {
          checkLoadedTimeoutId = 0;
          checkLoaded();
        }, 50);
    }
  }
  inCheckLoaded = false;
}

这个函数对所有已在 registry 中的Module进行遍历，并来判断其是否已经完成了定义（定义是在 Module.check 函数里完成的，定义完成后 ModuleMap.isDefined = true ，并将其从registry中删除，其会将真正的模块内容注入到对应的defined中），注意这里有一个重要的地方， checkoutLoadTimeoutId 是一个间隔为50ms的setTimeout函数，即当在加载的时候会不断轮询去查看所有模块是否已经加载好了，因为所有的模块都是异步进行加载的，所以这样可以完全保证所有模块进行完全加载，并进行了过期设定。

接着上面的例子讲，当加载B模块时，会去查找A和C模块，这时候A模块是已经加载的，但是不能确定C是否已经加载好，但是这时的C模块空壳Module已经加入到了registry中，所以这时会像上面去轮询C模块是否加载， C模块不加载好，是无法对B模块进行注入的，B模块在这一阶段仍是那一个registry里的空壳Module ，直至C模块已经定义，B模块的depCount成为0，才可以继续运行去注入自己。在对模块进行define的时候，用上了defining，是为了防止内部的factory进行加工时，再去尝试去define这个Module，就像一个圈一样，掐断了它。

这就是整个require工作的流程，其中主要使用了异步加载，所以让这个思想变得异常的复杂，但是带来的却是性能上的优化，需要我们注意的是：

在使用require时，我们需要注意依赖包的引入，如果我们把B的改成 define("B",[],callback) ，这时 B是没有callback依赖预读 ，那么我们在引入A模块的时候异步加载了B和C模块，但是B模块里使用了C模块的方法，这里的B是直接运行的， 并不去检测其的依赖包是否加载完毕 ，所以这时的B运行时碰到 require("C") 时，C模块是否加载好是不确定的，这时候代码会不会出问题就是网速的问题了……………………

小心

我们在使用时要小心define()的用法：

• define(name, dependencies, callback) 
  将依赖写在参数dependencies中，这样require时会对里面的依赖进行加载，加载完后才会执行callback
• define(name, callback) 
  直接在callback中require依赖，会对 callback.toString() 进行正则查找require(....) ，同样加载查找出的所有依赖并加载完后执行callback
• define(callback) 
  同上

使用时千万不能在第一种情况下直接require依赖，这样并不能保障该模块是否已被定义下执行了callback。