前端01前端模块化IIFE，commonjs，AMD，UMD，ES6 Module规范超详细讲解

2021-10-11 12:34:37

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为什么前端需要模块化

在没有模块化的时候，多个脚本引入页面，会造成诸多问题，比如：

  • 多人协同开发的时候，系统中可能会引入很多js脚本，这些js会定义诸多全局变量，这时候很容易出现变量名覆盖的问题
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script type="text/javascript">
        var info = "这是功能A";
    </script>
    <script type="text/javascript">
        var info = "这是功能B";
    </script>
    <script>
        console.log(info); // 这是功能B
    </script>
</body>
</html>

上面的例子中可以看到 第一个js中定义的变量info的值被第二个js中的变量所覆盖

  • 当脚本之间存在依赖关系的时候，单纯的引用script看不出js之间的依赖，可读性很差
<html>
<!-- 此处省略head -->
<body>
    <script type="text/javascript">
        function getMessage(){
            return "这是一条message"
        }
    </script>
    <script type="text/javascript">
        function showMessage(){
            console.log(getMessage());
        }
    </script>
    <script>
        showMessage(); // 这是一条message
    </script>
</body>
</html>

如果第一个脚本没有引入，那么执行就会抛错，也就是说第二个脚本是依赖第一个脚本的，但是这个依赖关系这里看不出来

什么是模块

模块我理解为就是一个局部作用域，这个局部作用域内部定义了一些局部变量和方法，然后对外提供接口供外部调用，比如:

var moduleA = {
    name : "A"
}
var moduleB = {
    name : "B"
}

console.log(moduleA.name); // A

这里就可以看成是定义了两个最简单的模块，我们可以通过模块去访问各自的变量

是什么IIFE

IIFE(Immediately Ivoked Function Expression),即立即执行函数表达式，所谓立即执行，就是声明一个函数，声明完了立即执行

var IIFE = function(){
    // ...
}
IIFE();

这样是立即执行但是肯定会有一个问题，函数名冲突了怎么办？所以有了我们最常见的写法,声明一个自执行匿名函数

(function(){
    // ...
})()

如果看过jquery的一些插件的源码的话经常能看到这样的代码

(function($){
    // ...
})(jQuery)

这里其实就是表明 这个模块依赖了jquery

举个栗子

定义模块A和模块B，模块B依赖模块A

  • js文件
// 模块A moduleA.js
(function(window){
    var name = "module A";
    // 对外暴露对象moduleA
    window.moduleA = {
        getName(){
            return name;
        }
    }
})(window)

// 模块B moduleB.js
(function(window, moduleA){
    // 对外暴露对象moduleB
    window.moduleB = {
        showFirstModuleName(){
            console.log(moduleA.getName());
        }
    }
})(window, moduleA)

// main.js
(function(moduleB){
    console.log(moduleB.showFirstModuleName());
})(moduleB)
  • html文件中
<html>
<!-- 此处省略head -->
<body>
    <script type="text/javascript" type="./moduleA.js"></script>
    <script type="text/javascript" type="./moduleB.js"></script>
    <script type="text/javascript" type="./main.js"></script>
</body>
</html>

上述例子展示了如何用IIFE来定义模块，这样写有几个缺点：

  • 定义了3个模块，那么就引入了3个js脚本，那如果有更多模块呢，那就意味着很页面加载时会像服务器发起多次http请求，这是不好的
  • html中script的标签顺序是固定的，因为模块main依赖moduleB，moduleB依赖moduleA，所以moduleA必须先声明，这样在moduleB的IIFE执行时候才能正常，不然会抛处ReferenceError

模块化标准

Commonjs

nodejs采用的模块化标准，commonjs使用方法require来引入模块,这里require()接收的参数是模块名或者是模块文件的路径，如果是模块名的话，require会到node_modules中去找对应名称的模块来加载

const _ = require("lodash");

这里就引入了一个名为lodash的模块，那么一个模块应该如何对外提供接口呢？
commonjs提供两种方式对外暴露接口

// 第一种module.exports
const name = "张三";
module.exports = {
    getName(){
        return name
    }
}

// 第二种
const name = "张三"
exports.getName = function(){
    return name;
}

其实本质上，模块对外暴露的就是exports这个对象，module.exports =这种写法，相当于直接给exports对象赋值，而export. name这种写法其实就是给exports对象上添加了一个名为"name"的方法

特征

  • 在node运行时执行
  • require是对值的拷贝
// moduleA.js
let count = 1;

// 异步让count++
setTimeout(()=>{
    count++;
});

exports.count = count;

// main.js
const {count} = require("./moduleA.js");

// 同步打印count
console.log(count); // 打印值为1

// 异步打印count
setTimeout(()=>{
    console.log(count); // 打印值为1
});

可见改变了moduleA中的count，并不影响main.js中引入的值

  • 不做特殊处理（webpack打包）commonjs只能运行在node环境，浏览器环境不能直接使用，window上没有定义require这个方法，所以解释脚本的时候就会抛处ReferenceError
  • commonjs是同步加载模块，在node环境中require引入一个模块的时候，这个过程是同步的，必须等模块加载完才能继续后续操作

IIFE中的例子用commonjs实现

上述IIFE中的例子，用commonjs来实现就看起来就更清晰:

// 模块A moduleA.js
const name = "module A"
module.exports = {
    getName(){
        return name;
    }
}

// 模块B moduleB.js
const {getName} = require("./moduleA.js"); // 引入moduleA

exports.showFirstModuleName = function(){
    console.log(getName());
}

// main.js
const moduleB = require("./moduleB.js");

moduleB.showFirstModuleName(); // module A

上文中讲commonjs的特性的时候提到过，不能直接在浏览器中运行，所以我们需要先使用打包用具（webpack等工具，以后的文章中会写）把js打包处理成浏览器能直接运行的bundle.js,在引入到html中

<html>
<!-- 此处省略head -->
<body>
    <script type="text/javascript" type="./dist/bundle.js"></script>
</body>
</html>

或者直接在用node运行main：

-> node main.js

AMD和RequireJS

全称Asynchronous Module Definition异步模块定义，与commonjs不同AMD是完全针对浏览器的模块化定义，AMD加载模块是异步的

如何定义一个模块

AMD规范中定义模块用到方法define，还是以之前的例子来举例，先来定义一个没有依赖的模块moduleA

// 定义一个moduleA.js
define(function(){
    var name = "module A"
    return {
        getName(){
            return name
        }
    }
})

这里define只接受了一个回调函数作为参数，这个回调是不是与IIFE有点相似，再来定义一个依赖moduleA的moduleB

// 定义一个moduleB.js
define(["moduleA"], function(moduleA){
    return {
        showFirstModuleName(){
            console.log(moduleA.getName());
        }
    }
});

这里define的第一个参数是一个数组，数组里面放的是当前定义的模块所依赖的模块的名字，而后面回调函数接收的参数就是对应的模块了,也许看到这里你会想问，为什么这里只写一个模块名“moduleA”就能找到对应的moduleA.js的文件了呢？后面会讲

如何在入口文件引入模块

我们已经实现了moduleA.js和moduleB.js接下来要实现入口main.js，AMD的标准中，引入模块需要用到方法require,看到这你可能会有疑问，前面说commonjs的时候，不是说了window对象上没定义require吗?这里就不得不提到一个库，那就是RequireJS

RequireJS is a JavaScript file and module loader.

官网介绍RequireJS是一个js文件和模块的加载器，提供了加载和定义模块的api，当在页面中引入了RequireJS之后，我们便能够在全局调用define和require，下面来实现main.js

// 实现main.js
require(["moduleB"], function(moduleB){
    moduleB.showFirstModuleName();
});

三个js文件都写好了，我们该如何引入到页面中呢?查看RequireJS官网已经给出了答案

<html>
<!-- 此处省略head -->
<body>
    <!--引入requirejs并且在这里指定入口文件的地址-->
    <script data-main="js/main.js" src="js/require.js"></script>
</body>
</html>

要通过script引入requirejs，然后需要为标签加一个属性data-main来指定入口文件

使用RequireJS需要的配置

前面介绍用define来定义一个模块的时候，直接传“模块名”似乎就能找到对应的文件，这一块是在哪实现的呢？其实在使用RequireJS之前还需要为它做一个配置

// main.js
require.config({
    paths : {
        // key为模块名称， value为模块的路径
        "moduleA" : "./moduleA",
        "moduleB" : "./moduleB"
    }
});

require(["moduleB"], function(moduleB){
    moduleB.showFirstModuleName();
});

这个配置中的属性paths应该说是一目了然，看了就能明白，为什么引入的时候只写模块名就能找到对应路径了吧，不过这里有一项要注意的是，路径后面不能跟.js文件后缀名，更多的配置项请参考RequireJS官网

ES6 module

es6提出了新的模块化方案，这个方案应该也是现在最流行的。通过关键字export value来暴露模块，通过import moduleName from path来引入模块,是不是看起来很简单？但是其实这里还有很多细节

如何运行

  • 浏览器端是不能直接运行的，需要先用babel将es6语法转译成es5（把import转译成了require），然后再使用打包工具打包，最后在页面中引入
  • node端在某个版本后有办法直接运行了（抱歉没查是哪个版本），首先js文件的后缀名都要改成.mjs，然后再命令行直接运行node --experimental-modules main.mjs

多次暴露

模块可以多次调用export来暴露任何值

// moduleA.mjs
// 暴露一个变量
export let name = "张三"

// 暴露一个方法
export function getName(){
    return name;
}

export function setName(newName){
    name = newName;
}

// main.mjs
import {name, getName, setName} from "./moduleA";

console.log(name); // 张三
setName("李四");
console.log(getName()); // 李四

这里import后面必须跟结构赋值如果写成下面这样，会输出undefined

import moduleA from "./moduleA"

console.log(moduleA); // undefined;在node环境下运行会报错

那如果模块分别暴露的方法有很多怎么办呢，这时候结构赋值不是要写很多个方法？其实还可以这样引入

import * as moduleA from "./moduleA";

console.log(moduleA.name); // 张三
moduleA.setName("李四");
console.log(moduleA.getName()); // 李四

默认暴露

es6还提供了一种暴露方法叫默认暴露，默认暴露即export default value这里的value可以是任何值，为什么上面举得import的反例，引入结果会是undefined呢，再看一个例子

// moduleA.mjs
export default {
    name : 张三,
    setName(newName){
        this.name = newName;
    },
    getName(){
        return this.name;
    }
}

// main.mjs
import moduleA from "./moduleA"

console.log(moduleA);  // { name: ‘张三‘, setName: [Function: setName], getName: [Function: getName] }

这里其实就能看出来，直接引入给moduleA赋值的其实是export default value后面的value

UMD

UMD全称为Universal Module Definition,也就是通用模块定义，为什么叫通用呢，我们怎么描述一个模块是通用的呢？举个例子，假如现在我的项目使用的是amd模块规范，那么现在我引入了一个用commonjs规范写的模块，能正常运行吗？肯定不行的，而UMD就是解决了这个问题。

特点

umd所谓的通用，就是兼容了commonjs和amd规范，这意味着无论是在commonjs规范的项目中，还是amd规范的项目中，都可以直接引用umd规范的模块使用（牛逼！）

原理

原理其实就是在模块中去判断全局是否存在exports和define，如果存在exports，那么以commonjs的方式暴露模块，如果存在define那么以amd的方式暴露模块

(function(window, factory){
    if(typeof exports === "objects"){
        // commonjs
        module.exports = factory();
    }else if(typeof define === "function" && define.amd){
        // amd
        define(factory);
    }else{
        window.moduleA = factory();
    }
})(window, function(){
    // 返回module
    let modlueA = {
        name : "张三",
        setName(newName){
            thie.name = newName;
        },
        getName(){
            return this.name;
        }
    }
    return modlueA;s
})
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