前言
本篇我们重点介绍以下四种模块加载规范:
- AMD
- CMD
- CommonJS
- ES6 模块
最后再延伸讲下 Babel 的编译和 webpack 的打包原理。
require.js
在了解 AMD 规范之前,我们先来看看 require.js 的使用方式。
项目目录为:
* project/
* index.html
* vender/
* main.js
* require.js
* add.js
* square.js
* multiply.js
index.html
的内容如下:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>require.js</title>
</head>
<body>
<h1>Content</h1>
<script data-main="vender/main" src="vender/require.js"></script>
</body>
</html>
data-main="vender/main"
表示主模块是 vender
下的 main.js
。
main.js
的配置如下:
// main.js
require(['./add', './square'], function(addModule, squareModule) {
console.log(addModule.add(1, 1))
console.log(squareModule.square(3))
});
require 的第一个参数表示依赖的模块的路径,第二个参数表示此模块的内容。
由此可以看出,主模块
依赖 add 模块
和 square 模块
。
我们看下 add 模块
即 add.js
的内容:
// add.js
define(function() {
console.log('加载了 add 模块');
var add = function(x, y) { 
return x + y;
};
return {      
add: add
};
});
requirejs
为全局添加了 define
函数,你只要按照这种约定的方式书写这个模块即可。
那如果依赖的模块又依赖了其他模块呢?
我们来看看主模块
依赖的 square 模块
, square 模块
的作用是求出一个数字的平方,比如输入 3 就返回 9,该模块依赖一个乘法模块
,该乘法模块即 multiply.js
的代码如下:
// multiply.js
define(function() {
console.log('加载了 multiply 模块')
var multiply = function(x, y) { 
return x * y;
};
return {      
multiply: multiply
};
});
而 square 模块
就要用到 multiply 模块
,其实写法跟 main.js 添加依赖模块一样:
// square.js
define(['./multiply'], function(multiplyModule) {
console.log('加载了 square 模块')
return {      
square: function(num) {
return multiplyModule.multiply(num, num)
}
};
});
require.js 会自动分析依赖关系,将需要加载的模块正确加载。
requirejs 项目 Demo 地址:github.com/mqyqingfeng…
而如果我们在浏览器中打开 index.html
,打印的顺序为:
加载了 add 模块
加载了 multiply 模块
加载了 square 模块
2
9
AMD
在上节,我们说了这样一句话:
requirejs
为全局添加了define
函数,你只要按照这种约定的方式书写这个模块即可。
那这个约定的书写方式是指什么呢?
指的便是 The Asynchronous Module Definition (AMD) 规范。
所以其实 AMD 是 RequireJS 在推广过程中对模块定义的规范化产出。
你去看 AMD 规范 的内容,其主要内容就是定义了 define 函数该如何书写,只要你按照这个规范书写模块和依赖,require.js 就能正确的进行解析。
sea.js
在国内,经常与 AMD 被一起提起的还有 CMD,CMD 又是什么呢?我们从 sea.js
的使用开始说起。
文件目录与 requirejs 项目目录相同:
* project/
* index.html
* vender/
* main.js
* require.js
* add.js
* square.js
* multiply.js
index.html
的内容如下:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>sea.js</title>
</head>
<body>
<h1>Content</h1>
<script src="vender/sea.js"></script>
<script>
// 在页面中加载主模块
seajs.use("./vender/main");
</script>
</body>
</html>
main.js 的内容如下:
// main.js
define(function(require, exports, module) {
var addModule = require('./add');
console.log(addModule.add(1, 1))
var squareModule = require('./square');
console.log(squareModule.square(3))
});
add.js 的内容如下:
// add.js
define(function(require, exports, module) {
console.log('加载了 add 模块')
var add = function(x, y) { 
return x + y;
};
module.exports = {      
add: add
};
});
square.js 的内容如下:
define(function(require, exports, module) {
console.log('加载了 square 模块')
var multiplyModule = require('./multiply');
module.exports = {      
square: function(num) {
return multiplyModule.multiply(num, num)
}
};
});
multiply.js 的内容如下:
define(function(require, exports, module) {
console.log('加载了 multiply 模块')
var multiply = function(x, y) { 
return x * y;
};
module.exports = {      
multiply: multiply
};
});
跟第一个例子是同样的依赖结构,即 main 依赖 add 和 square,square 又依赖 multiply。
seajs 项目 Demo 地址:github.com/mqyqingfeng…
而如果我们在浏览器中打开 index.html
,打印的顺序为:
加载了 add 模块
2
加载了 square 模块
加载了 multiply 模块
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CMD
与 AMD 一样,CMD 其实就是 SeaJS 在推广过程中对模块定义的规范化产出。
你去看 CMD 规范的内容,主要内容就是描述该如何定义模块,如何引入模块,如何导出模块,只要你按照这个规范书写代码,sea.js 就能正确的进行解析。
AMD 与 CMD 的区别
从 sea.js 和 require.js 的例子可以看出:
1.CMD 推崇依赖就近,AMD 推崇依赖前置。看两个项目中的 main.js:
// require.js 例子中的 main.js
// 依赖必须一开始就写好
require(['./add', './square'], function(addModule, squareModule) {
console.log(addModule.add(1, 1))
console.log(squareModule.square(3))
});
// sea.js 例子中的 main.js
define(function(require, exports, module) {
var addModule = require('./add');
console.log(addModule.add(1, 1))
// 依赖可以就近书写
var squareModule = require('./square');
console.log(squareModule.square(3))
});
2.对于依赖的模块,AMD 是提前执行,CMD 是延迟执行。看两个项目中的打印顺序:
// require.js
加载了 add 模块
加载了 multiply 模块
加载了 square 模块
2
9
// sea.js
加载了 add 模块
2
加载了 square 模块
加载了 multiply 模块
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AMD 是将需要使用的模块先加载完再执行代码,而 CMD 是在 require 的时候才去加载模块文件,加载完再接着执行。
感谢
感谢 require.js 和 sea.js 在推动 JavaScript 模块化发展方面做出的贡献。
CommonJS
AMD 和 CMD 都是用于浏览器端的模块规范,而在服务器端比如 node,采用的则是 CommonJS 规范。
导出模块的方式:
var add = function(x, y) { 
return x + y;
};
module.exports.add = add;
引入模块的方式:
var add = require('./add.js');
console.log(add.add(1, 1));
我们将之前的例子改成 CommonJS 规范:
// main.js
var add = require('./add.js');
console.log(add.add(1, 1))
var square = require('./square.js');
console.log(square.square(3));
// add.js
console.log('加载了 add 模块')
var add = function(x, y) { 
return x + y;
};
module.exports.add = add;
// multiply.js
console.log('加载了 multiply 模块')
var multiply = function(x, y) { 
return x * y;
};
module.exports.multiply = multiply;
// square.js
console.log('加载了 square 模块')
var multiply = require('./multiply.js');
var square = function(num) { 
return multiply.multiply(num, num);
};
module.exports.square = square;
CommonJS 项目 Demo 地址:github.com/mqyqingfeng…
如果我们执行 node main.js
,打印的顺序为:
加载了 add 模块
2
加载了 square 模块
加载了 multiply 模块
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跟 sea.js 的执行结果一致,也是在 require 的时候才去加载模块文件,加载完再接着执行。
CommonJS 与 AMD
引用阮一峰老师的《JavaScript 标准参考教程(alpha)》:
CommonJS 规范加载模块是同步的,也就是说,只有加载完成,才能执行后面的操作。
AMD规范则是非同步加载模块,允许指定回调函数。
由于 Node.js 主要用于服务器编程,模块文件一般都已经存在于本地硬盘,所以加载起来比较快,不用考虑非同步加载的方式,所以 CommonJS 规范比较适用。
但是,如果是浏览器环境,要从服务器端加载模块,这时就必须采用非同步模式,因此浏览器端一般采用 AMD 规范。
ES6
ECMAScript2015 规定了新的模块加载方案。
导出模块的方式:
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;
export {firstName, lastName, year};
引入模块的方式:
import {firstName, lastName, year} from './profile';
我们再将上面的例子改成 ES6 规范:
目录结构与 requirejs 和 seajs 目录结构一致。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>ES6</title>
</head>
<body>
<h1>Content</h1>
<script src="vender/main.js" type="module"></script>
</body>
</html>
注意!浏览器加载 ES6 模块,也使用 <script>
标签,但是要加入 type="module"
属性。
// main.js
import {add} from './add.js';
console.log(add(1, 1))
import {square} from './square.js';
console.log(square(3));
// add.js
console.log('加载了 add 模块')
var add = function(x, y) {
return x + y;
};
export {add}
// multiply.js
console.log('加载了 multiply 模块')
var multiply = function(x, y) { 
return x * y;
};
export {multiply}
// square.js
console.log('加载了 square 模块')
import {multiply} from './multiply.js';
var square = function(num) { 
return multiply(num, num);
};
export {square}
ES6-Module 项目 Demo 地址:github.com/mqyqingfeng…
值得注意的,在 Chrome 中,如果直接打开,会报跨域错误,必须开启服务器,保证文件同源才可以有效果。
为了验证这个效果你可以:
cnpm install http-server -g
然后进入该目录,执行
http-server
在浏览器打开 http://localhost:8080/
即可查看效果。
打印的顺序为:
加载了 add 模块
加载了 multiply 模块
加载了 square 模块
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跟 require.js 的执行结果是一致的,也就是将需要使用的模块先加载完再执行代码。
ES6 与 CommonJS
引用阮一峰老师的 《ECMAScript 6 入门》:
它们有两个重大差异。
CommonJS 模块输出的是一个值的拷贝,ES6 模块输出的是值的引用。
CommonJS 模块是运行时加载,ES6 模块是编译时输出接口。
第二个差异可以从两个项目的打印结果看出,导致这种差别的原因是:
因为 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。
重点解释第一个差异。
CommonJS 模块输出的是值的拷贝,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。
举个例子:
// 输出模块 counter.js
var counter = 3;
function incCounter() {
counter++;
}
module.exports = {
counter: counter,
incCounter: incCounter,
};
// 引入模块 main.js
var mod = require('./counter');
console.log(mod.counter); // 3
mod.incCounter();
console.log(mod.counter); // 3
counter.js 模块加载以后,它的内部变化就影响不到输出的 mod.counter 了。这是因为 mod.counter 是一个原始类型的值,会被缓存。
但是如果修改 counter 为一个引用类型的话:
// 输出模块 counter.js
var counter = {
value: 3
};
function incCounter() {
counter.value++;
}
module.exports = {
counter: counter,
incCounter: incCounter,
};
// 引入模块 main.js
var mod = require('./counter.js');
console.log(mod.counter.value); // 3
mod.incCounter();
console.log(mod.counter.value); // 4
value 是会发生改变的。不过也可以说这是 "值的拷贝",只是对于引用类型而言,值指的其实是引用。
而如果我们将这个例子改成 ES6:
// counter.js
export let counter = 3;
export function incCounter() {
counter++;
}
// main.js
import { counter, incCounter } from './counter';
console.log(counter); // 3
incCounter();
console.log(counter); // 4
这是因为
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。
Babel
鉴于浏览器支持度的问题,如果要使用 ES6 的语法,一般都会借助 Babel,可对于 import 和 export 而言,只借助 Babel 就可以吗?
让我们看看 Babel 是怎么编译 import 和 export 语法的。
// ES6
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;
export {firstName, lastName, year};
// Babel 编译后
'use strict';
Object.defineProperty(exports, "__esModule", {
value: true
});
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;
exports.firstName = firstName;
exports.lastName = lastName;
exports.year = year;
是不是感觉有那么一点奇怪?编译后的语法更像是 CommonJS 规范,再看 import 的编译结果:
// ES6
import {firstName, lastName, year} from './profile';
// Babel 编译后
'use strict';
var _profile = require('./profile');
你会发现 Babel 只是把 ES6 模块语法转为 CommonJS 模块语法,然而浏览器是不支持这种模块语法的,所以直接跑在浏览器会报错的,如果想要在浏览器中运行,还是需要使用打包工具将代码打包。
webpack
Babel 将 ES6 模块转为 CommonJS 后, webpack 又是怎么做的打包的呢?它该如何将这些文件打包在一起,从而能保证正确的处理依赖,以及能在浏览器中运行呢?
首先为什么浏览器中不支持 CommonJS 语法呢?
这是因为浏览器环境中并没有 module、 exports、 require 等环境变量。
换句话说,webpack 打包后的文件之所以在浏览器中能运行,就是靠模拟了这些变量的行为。
那怎么模拟呢?
我们以 CommonJS 项目中的 square.js 为例,它依赖了 multiply 模块:
console.log('加载了 square 模块')
var multiply = require('./multiply.js');
var square = function(num) { 
return multiply.multiply(num, num);
};
module.exports.square = square;
webpack 会将其包裹一层,注入这些变量:
function(module, exports, require) {
console.log('加载了 square 模块');
var multiply = require("./multiply");
module.exports = {
square: function(num) {
return multiply.multiply(num, num);
}
};
}
那 webpack 又会将 CommonJS 项目的代码打包成什么样呢?我写了一个精简的例子,你可以直接复制到浏览器中查看效果:
// 自执行函数
(function(modules) {
// 用于储存已经加载过的模块
var installedModules = {};
function require(moduleName) {
if (installedModules[moduleName]) {
return installedModules[moduleName].exports;
}
var module = installedModules[moduleName] = {
exports: {}
};
modules[moduleName](module, module.exports, require);
return module.exports;
}
// 加载主模块
return require("main");
})({
"main": function(module, exports, require) {
var addModule = require("./add");
console.log(addModule.add(1, 1))
var squareModule = require("./square");
console.log(squareModule.square(3));
},
"./add": function(module, exports, require) {
console.log('加载了 add 模块');
module.exports = {
add: function(x, y) {
return x + y;
}
};
},
"./square": function(module, exports, require) {
console.log('加载了 square 模块');
var multiply = require("./multiply");
module.exports = {
square: function(num) {
return multiply.multiply(num, num);
}
};
},
"./multiply": function(module, exports, require) {
console.log('加载了 multiply 模块');
module.exports = {
multiply: function(x, y) {
return x * y;
}
};
}
})
最终的执行结果为:
加载了 add 模块
2
加载了 square 模块
加载了 multiply 模块
9
参考
ES6 系列
ES6 系列目录地址:github.com/mqyqingfeng…
ES6 系列预计写二十篇左右,旨在加深 ES6 部分知识点的理解,重点讲解块级作用域、标签模板、箭头函数、Symbol、Set、Map 以及 Promise 的模拟实现、模块加载方案、异步处理等内容。
如果有错误或者不严谨的地方,请务必给予指正,十分感谢。如果喜欢或者有所启发,欢迎 star,对作者也是一种鼓励。