一文徹底搞懂JavaScript前端5大模塊化規(guī)范及其區(qū)別

來源 | https://www.cnblogs.com/echoyya/p/14577243.html
在開發(fā)以及面試中,總是會遇到有關(guān)模塊化相關(guān)的問題,始終不是很明白,不得要領(lǐng),例如以下問題,回答起來也是模棱兩可,希望通過這篇文章,能夠讓大家了解十之一二,首先拋出問題:
導(dǎo)出模塊時使用module.exports/exports或者export/export default;
有時加載一個模塊會使用require奇怪的是也可以使用import??它們之間有何區(qū)別呢?
于是有了菜鳥解惑的搜嘍過程。。。。。。
模塊化規(guī)范:即為 JavaScript 提供一種模塊編寫、模塊依賴和模塊運行的方案。降低代碼復(fù)雜度,提高解耦性
Script 標(biāo)簽
污染全局作用域 開發(fā)人員必須主觀解決模塊和代碼庫的依賴關(guān)系 文件只能按照script標(biāo)簽的書寫順序進行加載 在大型項目中各種資源難以管理,長期積累的問題導(dǎo)致代碼庫混亂不堪
<script src="path/to/myModule.js" defer></script><script src="path/to/myModule.js" async></script>
<script>標(biāo)簽添加defer或async屬性,腳本就會異步加載。渲染引擎遇到這一行命令,就會開始下載外部腳本,但不會等它下載和執(zhí)行,而是直接執(zhí)行后面的命令。
defer:要等到整個頁面在內(nèi)存中正常渲染結(jié)束,才會執(zhí)行;多個腳本時,按順序執(zhí)行
async:一旦下載完,渲染引擎就會中斷渲染,執(zhí)行這個腳本再繼續(xù)渲染。多個腳本時,不能保證按執(zhí)行順序
總結(jié)一句話:defer是“渲染完再執(zhí)行”,async是“下載完就執(zhí)行”。
CommonJS規(guī)范(同步加載模塊)
服務(wù)器端實現(xiàn):**Node.js **
瀏覽器端實現(xiàn):**Browserify **,也稱為Commonjs的瀏覽器的打包工具
通過require方法同步加載所依賴的模塊,通過exports或module.exports導(dǎo)出需要暴露的數(shù)據(jù)。一個文件就是一個模塊
CommonJS 規(guī)范包括了模塊(modules)、包(packages)、系統(tǒng)(system)、二進制(binary)、控制臺(console)、編碼(encodings)、文件系統(tǒng)(filesystems)、套接字(sockets)、單元測試(unit testing)等部分。
加載模塊
使用require函數(shù) 加載模塊(即被依賴模塊的 module.exports對象)。
按路徑加載模塊
通過查找 node_modules 目錄加載模塊
加載緩存:Node.js 是根據(jù)實際文件名緩存,而不是 require() 提供的參數(shù)緩存的,如 require('express') 和 require('./node_modules/express')加載兩次,也不會重復(fù)加載,盡管兩次參數(shù)不同,解析到的文件卻是同一個。
核心模塊擁有最高的加載優(yōu)先級,換言之如果有模塊與其命名沖突,Node.js 總是會加載核心模塊。
更多關(guān)于require函數(shù)的用法和特點,博主此前另外總結(jié)過一篇博文,NodeJs 入門到放棄 — 入門基本介紹(一)
導(dǎo)出模塊
exports.屬性 = 值
exports.方法 = 函數(shù)
Node.js 為每個模塊提供一個 exports 變量,指向 module.exports。相對于在每個模塊頭部,有一行這樣的命令:var exports = module.exports;
exports對象 和 module.exports對象,指同一個內(nèi)存空間, module.exports對象才是真正的暴露對象
而exports對象 是 module.exports對象的引用,不能改變指向,只能添加屬性和方法,若直接改變exports 的指向,等于切斷了 exports 與 module.exports 的聯(lián)系,返回空對象
console.log(module.exports === exports); // true
// singleobjct.jsfunction Hello() {var name;this.setName = function (thyName) {name = thyName;};this.sayHello = function () {console.log('Hello ' + name);};}exports.Hello = Hello;
此時獲取 Hello 對象require('./singleobject').Hello,略顯冗余,可以用下面方法簡化。
// hello.jsfunction Hello() {var name;this.setName = function(thyName) {name = thyName;};this.sayHello = function() {console.log('Hello ' + name);};}module.exports = Hello;
// gethello.jsvar Hello = require('./hello');hello = new Hello();hello.setName('Yu');hello.sayHello();

// module1.jsmodule.exports = {foo(){console.log('module1的foo()函數(shù)運行了');}}// module2.jsmodule.exports = function() {console.log('module2的foo()函數(shù)運行了');}// module3.jsexports.foo = function () {console.log('module3的foo()函數(shù)運行了');}exports.bar = function () {console.log('module3的bar()函數(shù)運行了');}
// main.jslet module1 = require('./module1')let module2 = require('./module2')let module3 = require('./module3')module1.foo()module2()module3.foo()module3.bar()
服務(wù)器端實現(xiàn) NodeJs
cd響應(yīng)的目錄,直接命令行執(zhí)行:node main.js

瀏覽器端實現(xiàn) Browserify
Browserify 本身也是一個 NodeJS 模塊,npm安裝后可以使用 browserify 命令。
分析文件中require 方法調(diào)用來遞歸查找所依賴的其他模塊。把輸入文件所依賴的所有模塊文件打包成單個文件并輸出。
npm安裝命令 :npm install -g browserify
打包命令:browserify 入口文件 -o 打包文件 如:browserify ./src/main.js -o ./dist/build.js
想要運行在瀏覽器端,要有一個入口的hmtl文件。創(chuàng)建index.html,并引入上述打包生成的build.js文件 <script src="./dist/build.js"></script>。

CommonJS 特點
同步加載方式,適用于服務(wù)端,因為模塊都放在服務(wù)器端,對于服務(wù)端來說模塊加載較快,不適合在瀏覽器環(huán)境中使用,因為同步意味著阻塞加載。
所有代碼都運行在模塊作用域,不會污染全局作用域。
模塊可以多次加載,但只會在第一次加載時運行一次,然后運行結(jié)果就被緩存了,以后再加載,就直接讀取緩存結(jié)果。
模塊加載的順序,按照其在代碼中出現(xiàn)的順序。
AMD(Asynchronous Module Definition)
采用異步方式加載模塊,模塊的加載不影響它后面語句的運行。所有依賴這個模塊的語句,都定義在一個回調(diào)函數(shù)中,等到加載完成之后,這個回調(diào)函數(shù)才會運行。推崇依賴前置
require.js 是目前 AMD 規(guī)范最熱門的一個實現(xiàn)
AMD 也采用 require語句加載模塊,但是不同于 CommonJS,它要求兩個參數(shù):require([module], callback);
[module]:是一個數(shù)組,成員就是要加載的模塊
callback:加載成功之后的回調(diào)函數(shù);
require(['math'], function (math) {math.add(2, 3);});
創(chuàng)建模塊 及 規(guī)范模塊加載
模塊必須采用 define() 函數(shù)來定義。
若一個模塊不依賴其他模塊。可以直接定義在 define() 函數(shù)中。
// math.jsdefine(function (){var add = function (x,y){return x+y;};return {add: add};});
// dataService.jsdefine(['math'], function (math) {function doSomething() {let result = math.add(2, 9);console.log(result);}return {doSomething};});
設(shè)置一個主模塊,統(tǒng)一調(diào)度當(dāng)前項目中所有依賴模塊
// main.js(function () {require.config ({// baseUrl:'',paths:{dataService:'./dataService',math:'./math'}})require(['dataService'], function (dataService) {dataService.doSomething()});})();
在index.html中引入require.js,并設(shè)置data-main入口主模塊
<!-- index/html --><script data-main="./js/main.js" src="./js/require.js"></script>
來來來,瀏覽器看看效果了:打印出了兩數(shù)字相加的結(jié)果

本案例中所有源碼,目錄結(jié)構(gòu)及每個模塊的作用,如下圖所示(源碼同上1234步驟):

加載非規(guī)范的模塊
理論上require.js加載的模塊,必須是按照 AMD 規(guī)范用 define() 函數(shù)定義的模塊。
但實際上,雖然已經(jīng)有一部分流行的函數(shù)庫(比如 jQuery )符合 AMD 規(guī)范,更多的庫并不符合。那么require.js 如何能夠加載非規(guī)范的模塊呢?
這樣的模塊在用 require() 加載之前,要先用 require.config()方法,定義它們的一些特征。
例如,underscore 和 backbone 這兩個庫,都沒有采用 AMD 規(guī)范編寫。如果要加載的話,必須先定義它們的特征。
require.config({shim: {'underscore': {exports: '_'},'backbone': {deps: ['underscore', 'jquery'],exports: 'Backbone'}}});
require.config() 接受一個配置對象,這個對象有一個 shim 屬性,專門用來配置不兼容的模塊。每個模塊要定義:
exports :輸出的變量名,表示這個模塊外部調(diào)用時的名稱;
deps:數(shù)組,表示該模塊的依賴性。
如jQuery 的插件還可以這樣定義:
shim: {'jquery.scroll': {deps: ['jquery'],exports: 'jQuery.fn.scroll'}}
AMD特點
AMD允許輸出的模塊兼容CommonJS
異步并行加載,不阻塞 DOM 渲染。
推崇依賴前置,也就是提前執(zhí)行(預(yù)執(zhí)行),在模塊使用之前就已經(jīng)執(zhí)行完畢。
CMD(Common Module Definition)
CMD 是通用模塊加載,要解決的問題與 AMD 一樣,只不過是對依賴模塊的執(zhí)行時機不同 ,推崇就近依賴。
sea.js 是 CMD 規(guī)范的一個實現(xiàn)代表庫
定義模塊使用全局函數(shù)define,接收一個 factory 參數(shù),可以是一個函數(shù),也可以是一個對象或字符串;
1、factory是函數(shù)時,有三個參數(shù),function(require, exports, module):
require:函數(shù)用來獲取其他模塊提供的接口require(模塊標(biāo)識ID)
exports:對象用來向外提供模塊接口
module :對象,存儲了與當(dāng)前模塊相關(guān)聯(lián)的屬性和方法
// 定義 a.js 模塊,同時可引入其他依賴模塊,及導(dǎo)出本模塊define(function(require, exports, module) {var $ = require('jquery.js')exports.price= 200;});
2、factory為對象、字符串時,表示模塊的接口就是該對象、字符串。比如可以定義一個 JSON 數(shù)據(jù)模塊:
// 定義 foo.jsdefine({"foo": "bar"});// 導(dǎo)入使用define(function(require, exports, module) {var obj = require('foo.js')console.log(obj) // {foo: "bar"}});
3、下面通過一個案例分析,深入了解一下CMD模塊化規(guī)范,具體的用法:
定義1,2,3,4,四個簡單模塊,定義主模塊main.js, 以及一個index.html
cmd從語法上分析,結(jié)合了AMD模塊定義的特點,同時又沿用了CommonJs 模塊導(dǎo)入和導(dǎo)出的特點
由于代碼比較雜,所以還是看圖理解一下吧,圖上均有標(biāo)注每個文件的用途,圖二為瀏覽器執(zhí)行效果:


AMD 與 CMD 的區(qū)別
AMD 是提前執(zhí)行,CMD 是延遲執(zhí)行。 AMD 是依賴前置,CMD 是依賴就近。
// AMDdefine(['./a', './b'], function(a, b) { // 在定義模塊時 就要聲明其依賴的模塊a.doSomething()// ....b.doSomething()// ....})// CMDdefine(function(require, exports, module) {var a = require('./a')a.doSomething()// ...var b = require('./b') // 可以在用到某個模塊時 再去requireb.doSomething()// ...})
UMD(Universal Module Definition)
UMD是AMD和CommonJS的糅合 UMD的實現(xiàn)很簡單: 先判斷是否支持Node.js模塊(exports是否存在),存在則使用Node.js模塊模式。 再判斷是否支持AMD(define是否存在),存在則使用AMD方式加載模塊。 前兩個都不存在,則將模塊公開到全局(window或global)。
(function (window, factory) {if (typeof exports === 'object') {module.exports = factory();} else if (typeof define === 'function' && define.amd) {define([],factory);} else {window.eventUtil = factory();}})(this, function () {return {};});
ES6模塊化
// 導(dǎo)入import Vue from 'vue'import App from './App'// 導(dǎo)出function v1() { ... }function v2() { ... }export {v1 as streamV1,v2 as streamV2,v2 as streamLatestVersion};export function multiply() {...};export var year = 2018;export default ...
npm install babel-cli -g
npm install babel-preset-es2015 --save-dev
npm install browserify -g

6、編譯命令及瀏覽器運行效果:

模塊化規(guī)范大總結(jié)

寫法上的區(qū)別
const fs = require('fs')exports.fs = fsmodule.exports = fs
import/export 的寫法就多種多樣:
import fs from 'fs'import {default as fs} from 'fs'import * as fs from 'fs'import {readFile} from 'fs'import {readFile as read} from 'fs'import fs, {readFile} from 'fs'export default fsexport const fsexport function readFileexport {readFile, read}export * from 'fs'
輸入值的區(qū)別
import {a} from './xxx.js'a = {}; // Syntax Error : 'a' is read-only;a.foo = 'hello'; // 合法操作
執(zhí)行順序
require:不具有提升效果,到底加載哪一個模塊,只有運行時才知道。
const path = './' + fileName;const myModual = require(path);
import:具有提升效果,會提升到整個模塊的頭部,首先執(zhí)行。import的執(zhí)行早于foo的調(diào)用。本質(zhì)就是import命令是編譯階段執(zhí)行的,在代碼運行之前。
foo();import { foo } from 'my_module';
import()函數(shù):ES2020提案引入,支持動態(tài)加載模塊。import()函數(shù)接受一個參數(shù),指定所要加載的模塊的位置,參數(shù)格式同import命令,兩者區(qū)別主要是import()為動態(tài)加載。
可用于按需加載、條件加載、動態(tài)的模塊路徑等。
它是運行時執(zhí)行,也就是說,什么時候運行到這一句,就會加載指定的模塊,返回一個 Promise 對象。
import()加載模塊成功以后,該模塊會作為一個對象,當(dāng)作then方法的參數(shù)。可以使用對象解構(gòu)賦值,獲取輸出接口。
// 按需加載button.addEventListener('click', event => {import('./dialogBox.js').then({export1, export2} => { // export1和export2都是dialogBox.js的輸出接口,解構(gòu)獲得// do something...}).catch(error => {})});// 條件加載if (condition) {import('moduleA').then(...);} else {import('moduleB').then(...);}// 動態(tài)的模塊路徑import(f()).then(...); // 根據(jù)函數(shù)f的返回結(jié)果,加載不同的模塊。
使用表達式和變量
require:很顯然是可以使用表達式和變量的
let a = require('./a.js')a.add()let b = require('./b.js')b.getSum()
import靜態(tài)執(zhí)行,不能使用表達式和變量,因為這些都是只有在運行時才能得到結(jié)果的語法結(jié)構(gòu)。
// 報錯import { 'f' + 'oo' } from 'my_module';// 報錯let module = 'my_module';import { foo } from module;// 報錯if (x === 1) {import { foo } from 'module1';} else {import { foo } from 'module2';}
而require/exports 和 import/export 本質(zhì)上的區(qū)別,實際上也就是CommonJS規(guī)范與ES6模塊化的區(qū)別
1、瀏覽器在不做任何處理時,默認(rèn)是不支持import和require
2、babel會將ES6模塊規(guī)范轉(zhuǎn)化成Commonjs規(guī)范
3、webpack、gulp以及其他構(gòu)建工具會對Commonjs進行處理,使之支持瀏覽器環(huán)境
它們有三個重大差異。
CommonJS 模塊輸出的是一個值的拷貝,ES6 模塊輸出的是值的引用。
CommonJS 模塊是運行時加載,ES6 模塊是編譯時輸出接口。
CommonJS 模塊的
require()是同步加載模塊,ES6 模塊的import命令是異步加載,有一個獨立的模塊依賴的解析階段。
導(dǎo)致第二個差異是因為 CommonJS 加載的是一個對象(即module.exports屬性),該對象只有在腳本運行完才會生成。
而 ES6 模塊不是對象,它的對外接口只是一種靜態(tài)定義,在代碼靜態(tài)解析階段就會生成
CommonJS:運行時加載
只能在運行時確定模塊的依賴關(guān)系,以及輸入和輸出的變量,一個模塊就是一個對象,輸入時必須查找對象屬性。
// CommonJS模塊let { stat, exists, readfile } = require('fs');// 等同于let _fs = require('fs');let stat = _fs.stat;let exists = _fs.exists;let readfile = _fs.readfile;
ES6 :編譯時加載或者靜態(tài)加載
ES6 模塊不是對象,而是通過export命令顯式指定輸出的代碼,再通過import命令輸入。
可以在編譯時就完成模塊加載,引用時只加載需要的方法,其他方法不加載。效率要比 CommonJS 模塊的加載方式高。
import { stat, exists, readFile } from 'fs';本文完~
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