1 模块

1.1 什么是模块？什么是模块化？

玩过FPS游戏的朋友应该知道，一把装配完整的M4步枪，一般是枪身+消音器+倍镜+握把+枪托。

如果把M4步枪看成是一个页面的话，那么我们可以做如下类比 枪身 -> <main></main> 消音器 -> <header></header> 倍镜 -> <nav></nav> 握把 -> <aside></aside> 枪托 -> <footer></footer>

OK，你刚才做了一件事情，就是把m4步枪拆成了五个部分，你拆分的每一个部分就是一个模块【module】，你拆分的这个过程就是模块化【modularization】。

模块化是一种编程思想，其核心就是拆分任务，把复杂问题简单化，这样一来既方便多人分工协作，又可以帮助我们迅速定位问题

方便多人分工协作 —— 可以不同的人开发不同的模块，再组合，大大增加团队效率
帮助我们迅速定位问题 —— 后坐力太大，那八成是枪托或握把的问题；声音过大，那八成是消音器的问题。

1.2 模块化的血泪史

下面用一个小栗子讲一讲模块化的发展史

龚先生和棚先生一起接了一个项目，他们俩需要分别实现一些功能，很简单，就是Console出来自己的变量a

于是他们俩一合计，安排龚先生的代码单独放在script1.js里写，棚先生的代码单独放在script2.js里写，然后用script标签分别引入

// script1.js文件

var a = 1
console.log(a)

// script2.js文件

var a = 2
console.log(a)

<!--HTML文件-->

<script src="./script1.js"></script>
<script src="./script2.js"></script>

很快他们遇到了第一个问题 —— 变量命名冲突 尤其是包含了异步的时候，会出现如下情况

// script1.js文件

var a = 1
setTimeout(()=>{
  console.log(a)  // 我们想console出来1，却console出了2
},1000)

// script2.js文件

var a = 2
console.log(a)

上面的问题明显是由于a是一个全局变量导致的，所以解决思路也很明确——造一个局部变量呗

局部变量

ES5时代使用立即执行函数制造局部变量

// script1.js文件
!function(){
    var a = 1
    setTimeout(()=>{
      console.log(a)  // 这下是2了
    },1000)
}()
// 下面有5000行代码

// script2.js文件

console.log(2)

ES6时代直接使用块级作用域+let

// script1.js文件
{
    let a = 1
    setTimeout(()=>{
      console.log(a)  // 这下是2了
    },1000)
}

// script2.js文件
{
    let a = 2
    console.log(a)
}

通过window连接各个模块

后来公司招了一个前端大佬，说现在只能由他来控制什么时候console变量，于是他新建了一个control.js文件并通过window对象连接script1.js和scirpt2.js

// script1.js文件
{
    let a = 1
    window.module1 = function() {
        console.log(a)
    }
}

// script2.js文件
{
    let a = 2
    window.module2 = function() {
        console.log(a)
    }
}

// control.js文件
setTimeout(()=>{
    window.module1()
},1000)

window.module2()

这个时候，非常重要的一点就是window是一个全局变量并且充当了一个公用仓库，这个仓库有两个关键作用，存【导出】和取【依赖】

// script1.js文件
{
    let a = 1
    // 把这个函数存放进window，就是导出到window
    window.module1 = function() {
        console.log(a)
    }
}

// script2.js文件
{
    let a = 2
    window.module2 = function() {
        console.log(a)
    }
}

// control.js文件
setTimeout(()=>{
    // 我们从window里取出module1函数进行调用，就是依赖了script1.js文件
    window.module1()
},1000)

window.module2()

依赖加载的顺序

烦人的产品对需求又进行了更改，给了一个name.js文件

// name.js文件
window.names = ['gongxiansheng','pengxiansheng']

要求现在龚先生和棚先生需要Console出自己的名字这还不简单？几秒钟写好

// script1.js文件
{
    window.module1 = function() {
        console.log(window.names[0])
    }
}

// script2.js文件
{
    window.module2 = function() {
        console.log(window.names[1])
    }
}

// control.js文件
setTimeout(()=>{
    window.module1()
},1000)

window.module2()

<!--HTML文件-->

<script src="./script1.js"></script>
<script src="./script2.js"></script>
<script src="./control.js"></script>
<script src="./name.js"></script>

但很快他们发现，console出来的都是undefined 前端大佬一眼看出了问题，对他们俩说 你们依赖的代码一定要在你们自己的代码前引入，不然是取不到值的；你看我的control.js是不是在你们俩的代码后面引入的，因为我用到了你们俩的代码了呀 噢噢，原来是js文件加载顺序问题，改一下吧

<!--HTML文件-->

<script src="./name.js"></script>
<script src="./script1.js"></script>
<script src="./script2.js"></script>
<script src="./control.js"></script>

但是在人多了以后，我们到时候会搞不清楚到底谁依赖了谁，保险起见只能全部都加载，性能浪费了太多，前端大佬摇头叹息道

1.3 血泪史总结

从上面的例子，我们可以总结出远古时代模块化的种种问题

变量冲突问题，使用了局部作用域解决
要用window连接各个模块
依赖需要全部加载
还要TMD注意加载顺序

2 CommonJS

2.1 应用于Server端的CommonJS

2.1.1 为什么只有Server端使用CommonJS

CommonJS描述的是**同步加载**的模块定义，能够一次性把所有模块加载到内存。

CommonJS的require语法是同步的，当我们使用require加载一个模块的时候，必须要等这个模块加载完后，才会执行后面的代码

因此：

Server端的模块都是本地磁盘里的，使用同步加载的方式速度极快

Client端的模块加载都是要发送网络请求的

js在加载的时候都是会阻塞浏览器渲染，加载时间越长，阻塞的时间越长

考虑到网络延迟的问题，并不适用于Client端

2.1.2 CommonJS的使用细节

CommonJS模块定义需要使用require()去指定依赖，使用module.exports定义自己的公众API

// moduleB.js
let a = 100;

module.exports = {
    a
}

// moduleA.js
let mb = require('./moduleB');
console.log(mb.a); // 100

模块永远是**单例**：

模块第一次加载后会被缓存到内存(堆)之中，后续重复加载只会取得内存中被缓存的模块

// moduleB.js
let a = 100;
console.log('moduleB被加载了')； // 注意这一句只会执行一次

module.exports = {
    a
}

// mb1和mb2都只是指针，指向内存中被缓存的moduleB
let mb1 = require('./moduleB');
let mb2 = require('./moduleB');
console.log(mb1);
console.log(mb2);
mb1.a = -1;
console.log(mb1);
console.log(mb2); // 修改了mb1，就是修改了mb2

运行结果

CommonJS模块输出的是一个值的**浅拷贝**

// moduleB.js
let cnt = 0;

let cntObj = {
    num: 0
};

function counter() {
    cnt++; // 只能影响moduleB里的cnt，无法影响export出去的cnt，因为浅拷贝
    console.log('counter', cnt);
}

function counterObj() {
    cntObj.num++;
    console.log('counterObj', cntObj.num);
}

module.exports = {
    counter,
    cnt,
    counterObj,
    cntObj
}

// moduleA.js
let mb = require('./moduleB');
console.log('cnt：', mb.cnt, '，cntObj', mb.cntObj);
mb.counter();
mb.counterObj();
console.log('cnt：', mb.cnt, '，cntObj', mb.cntObj);

2.2 简单提一下已经死去的AMD和CMD

既然浏览器不支持CommonJS，那么如何将模块化引入JS呢？

这就催生了AMD和CMD

AMD：

AMD是require.JS在推广过程中对模块定义的规范化产出
被依赖的文件可以早于依赖他的文件加载到浏览器
AMD是一种**异步加载**

CMD：

CMD是在sea.JS的推广过程中产生的
提倡**按需加载**

3 ES6的模块

现在ES6引入了模块化的功能，实现起来非常简单，完全可以取代CommonJS、CMD和AMD规范，成为浏览器和服务器通用的模块解决方案。

3.1 import和export的用法

import和export语法较为简单，大家去MDN可以看非常详细的讲解，笔者在这里知识用注释简单介绍一下

3.1.1 export语法

// 命名导出
export { name1, name2, …, nameN };
export { variable1 as name1, variable2 as name2, …, nameN };
export let name1, name2, …, nameN; // also var
export let name1 = …, name2 = …, …, nameN; // also var, const
export function FunctionName() {...}
export class ClassName {...}

// 默认导出
export default expression;
export default function (…) { … } // also class, function*
export default function name1(…) { … } // also class, function*
export { name1 as default, … };

// 将其它模块内的导出作为当前文件的导出
export * from …;
export { name1, name2, …, nameN } from …;
export { import1 as name1, import2 as name2, …, nameN } from …;

3.1.2 import用法

import defaultExport from "module-name"; // 导入默认默认变量

// 将模块内所有变量导出，并挂载到name下【name是一个module对象】
// 为什么要有as——为了防止export出来的变量命名冲突
import * as name from "module-name"; 

// 解构赋值系列
import { export } from "module-name"; // 导入某一个变量
import { export as alias } from "module-name"; // 导入某一个变量并重命名
import { export1 , export2 } from "module-name"; // 导入两个变量
import { export1 , export2 as alias2 , [...] } from "module-name"; // 导入多个变量，同时可以给导入的变量重命名
import defaultExport, { export [ , [...] ] } from "module-name"; // 导入默认变量和多个其它变量
import defaultExport, * as name from "module-name"; // 导入默认变量并重新命名
import "module-name"; // 导入并加载该文件【注意文件内的变量必须要通过export才能被使用】
var promise = import(module-name); // 异步的导入

3.1.3 使用import和export改写第一节的代码

// name.js文件
let names = ['gongxiansheng','pengxiansheng']
export default names

// script1.js
import names from './name.js'

let module1 = function () {
  console.log(names[0])
}
export default module1

// script2.js
import names from './name.js'

let module2 = function() {
  console.log(names[1])
}
export default module2

// control.js
import module1 from './script1.js'
import module2 from './script2.js'

setTimeout(() => {
  module1()
}, 1000)
module2()

<!--HTML文件-->

<script type="module" src="./control.js"></script>
<!--注意一定要加上type="module"，这样才会将这个script内的代码当做模块来对待-->

3.2 ES6 module的一些重要细节

3.2.1 ES6模块输出的是值的引用，输出接口会动态更新

其实就是按照数据类型里的引用类型的概念去理解。这一点与 CommonJS 规范完全不同。 CommonJS 模块输出的是值的缓存，不存在动态更新。

// module1.js
export var foo = 'bar';
setTimeout(() => foo = 'baz', 500);

// module2.js
import {foo} from './module1.js'
console.log(foo)
setTimeout(() => console.log(foo), 1000);

// console的结果
// bar
// baz

3.2.2 ES6模块是编译时输出接口

ES6模块不是对象，它的输出接口只是一种静态定义，在代码静态解析阶段就会生成

这样我们就可以使用各种工具对JS模块进行依赖分析，优化代码：

比如Webpack中的tree shaking实际上就是依赖ES6模块化。

3.2.3 ES6模块的异步加载方式

该功能主要是靠静态解析模块接口

4 总结：CommonJS和ES6 module的异同

4.1 相同点

每个模块都有自己的局部作用
模块是单例，只加载一次

4.2 不同点

最重要的两个不同：

CommonJS模块输出的是一个**值的浅拷贝，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
CommonJS模块是同步加载，ES6是异步加载，先解析依赖图，依赖图解析完毕才会加载响应模块

其它不同点：

ES6模块默认在严格模式下执行，因此this是undefined

参考资料：

ECMAScript 6 入门

CommonJS和ES6模块的区别

本文纯属原创，为了方便大家理解，小故事，小栗子都是笔者自己想的。如果您觉得对你有帮助，麻烦给个赞，让作者灰暗的生活挥洒挥洒积极向上的正能量，谢谢啦^_^。

ES6指北【3】——5000字长文带你彻底搞懂ES6模块