1. 模块加载方案 commonJS

背景：

历史上，JavaScript 一直没有模块（module）体系，

无法将一个大程序拆分成互相依赖的小文件，再用简单的方法拼装起来。

其他语言都有这项功能：

Ruby 的require

Python 的import

甚至就连 CSS 都有@import

但是 JavaScript 任何这方面的支持都没有，这对开发大型的、复杂的项目形成了巨大障碍

在 ES6 之前，社区制定了一些模块加载方案，最主要的有：

CommonJS     用于服务器

AMD    用于浏览器

ES6 在语言标准的层面上，实现了模块功能，而且实现得相当简单，完全可以取代 CommonJS 和 AMD 规

范，成为浏览器和服务器通用的模块解决方案

ES6 模块的设计思想： 是尽量的静态化，使得编译时就能确定模块的依赖关系，以及输入和输出的变量。

CommonJS 和 AMD 模块，都只能在运行时确定这些东西。

比如，CommonJS 模块就是对象，输入时必须查找对象属性。

运行时加载：实质是整体加载fs模块（即加载fs的所有方法），生成一个对象（_fs），然后再从这个对象上面读取 3 个方法

• let { stat, exists, readFile } = require('fs');    // CommonJS模块
  
  // 等同于
  
  let _fs = require('fs');
  
  let stat = _fs.stat;
  
  let exists = _fs.exists;
  
  let readfile = _fs.readfile;

ES6 模块 不是对象，而是通过 export 命令显式指定 输出的代码，再通过 import 命令输入

编译时加载： 实质是从fs模块加载 3 个方法，其他方法不加载。

• import { stat, exists, readFile } from 'fs';    // ES6模块

ES6 可以在编译时就完成模块加载，效率要比 CommonJS 模块的加载方式高。

当然，这也导致了没法引用 ES6 模块本身，因为它不是对象

• ES6 的模块自动采用严格模式，不管你有没有在模块头部加上"use strict";
• 限制

• 变量必须声明后再使用
  
  函数的参数不能有同名属性，否则报错
  
  不能使用 with 语句
  
  不能对只读属性赋值，否则报错
  
  不能使用前缀 0 表示八进制数，否则报错
  
  不能删除不可删除的属性，否则报错
  
  不能删除变量 delete prop，会报错，只能删除属性 delete global[prop]
  
  eval 不会在它的外层作用域引入变量
  
  eval 和 arguments 不能被重新赋值
  
  arguments不会自动反映函数参数的变化
  
  不能使用 arguments.callee
  
  不能使用 arguments.caller
  
  禁止 this 指向全局对象
  
  不能使用 fn.caller 和 fn.arguments 获取函数调用的堆栈
  
  增加了保留字（比如 protected、static 和 interface）

2. 模块功能主要由两个命令构成：export 和 import

export、import 命令 可以出现在模块的任何位置，

只要处于模块顶层就可以，

不能处于块级作用域内，否则就会报错

export

用于输出模块的对外接口

一个模块就是一个独立的文件。

注意1. export语句输出的接口，与其对应的值是动态绑定关系，

即通过该接口，可以取到模块内部实时的值

• export var foo = 'bar';
  
  setTimeout(() => foo = 'baz', 500);
  
  // 输出变量 foo，值为bar，500 毫秒之后变成baz

不同于CommonJS 模块输出的是值的缓存，不存在动态更新

注意2. export命令规定的是对外的接口，必须与模块内部的变量建立一一对应关系。

• // 报错
  
  export 1;
  
  // 报错
  
  var m = 1;
  
  export m;

  // 报错
    function f() {}
    export f;

  /**** 正确写法 ****/
  
  // 写法一
  
  export var m = 1;
  
  // 写法二
  
  var m = 1;
  
  export {m};
  
  // 写法三
  
  var n = 1;
  
  export {n as m};
  
  

    // 正确
    export function f() {};

    // 正确
    function f() {}
    export {f};

• export 命令输出变量

模块文件内部的所有变量，外部无法获取。

如果你希望外部能够读取模块内部的某个变量，就必须使用 export 关键字输出该变量

• // profile.js
  
  export var firstName = 'Michael';
  
  export var lastName = 'Jackson';
  
  export var year = 1958;

优先考虑以下写法。因为这样就可以在脚本尾部，一眼看清楚输出了哪些变量。

• // profile.js
  
  var firstName = 'Michael';
  
  var lastName = 'Jackson';
  
  var year = 1958;
  
  export {firstName, lastName, year};

• export 命令输出函数或类（class）

• export function multiply(x, y) {
  
      return x * y;
  
  };

• 可以使用 export { ...as...} 关键字重命名

• function v1() { ... }
  
  function v2() { ... }
  
  export {
  
      v1 as streamV1,
  
      v2 as streamV2,
  
      v2 as streamLatestVersion    // v2 可以用不同的名字输出两次。
  
  }; 

import

用于输入其他模块提供的功能

其他 JS 文件就可以通过 import 命令加载这个模块

• // main.js
  import {firstName, lastName, year} from './profile.js';
  
  function setName(element) {
  
      element.textContent = firstName + ' ' + lastName;
  
  }

• import 命令要使用 as 关键字，将输入的变量重命名

• import { lastName as surname } from './profile.js';

• import 命令输入的变量都是只读的

因为它的本质是输入接口。

也就是说，不允许在加载模块的脚本里面，改写接口

• import {a} from './xxx.js'
  
  a = {};     // Syntax Error : 'a' is read-only;
  

   

   // 如果a是一个对象，改写a的属性是允许的
   a.foo = 'hello'; // 合法操作

• import 命令具有提升效果，会提升到整个模块的头部，首先执行

本质是，import命令是编译阶段执行的，在代码运行之前就输入完成了。

• 由于import是静态执行，所以不能使用表达式和变量，这些只有在运行时才能得到结果的语法结构
• 仅仅执行模块，但是不输入任何值

• import 'lodash';
  
  import 'lodash';    // 多次重复执行同一句 import 语句，那么只会执行一次，而不会执行多次

• CommonJS 模块的require命令  和  ES6 模块的import命令，可以写在同一个模块里面，但是最好不要这样做
• 因为import在静态解析阶段执行，所以它是一个模块之中最早执行的。下面的代码可能不会得到预期结果。

• require('core-js/modules/es6.symbol');
  
  require('core-js/modules/es6.promise');
  
  import React from 'React';

模块的整体加载

• 现有模块 circle.js

• // circle.js
  export function area(radius) {
  
      return Math.PI * radius * radius;
  
  };
  
  export function circumference(radius) {
  
      return 2 * Math.PI * radius;
  
  };

• index.js 整体加载

• // index.js
  
  import * as circle from './circle';
  
  console.log('圆面积：' + circle.area(4));
  
  console.log('圆周长：' + circle.circumference(14));

export default 模块指定默认输出

使用import命令的时候，用户需要知道所要加载的变量名或函数名，否则无法加载。

但是，用户肯定希望快速上手，未必愿意阅读文档，去了解模块有哪些属性和方法

为了给用户提供方便，让他们不用阅读文档就能加载模块，就要用到 export default 命令，为模块指定默认输出

一个模块只能有一个默认输出， 因此 export default 命令只能使用一次

使用 export default 时，对应的 import 语句不需要使用大括号

• // export-default.js
  
  export default function foo() {
  
      console.log('foo');
  
  };
  
  // 或者写成
  
  function foo() {
  
      console.log('foo');
  
  };
  
  export default foo;

• 如果想在一条 import 语句中，同时输入默认方法和其他接口，可以写成下面这样

• export default function (obj) {
  
    // ···
  
  }
  
  export function each(obj, iterator, context) {
  
    // ···
  
  }
  
  export { each as forEach };
  
  /**** 导入 ****/
  
  import _, { each, forEach } from 'lodash';

跨模块常量 const

引入import()函数，完成动态加载

import函数的参数specifier，指定所要加载的模块的位置。

import 命令能够接受什么参数，import()函数就能接受什么参数，两者区别主要是后者为动态加载。

import()类似于 Node 的require方法，区别主要是前者是异步加载，后者是同步加载

import()返回一个 Promise 对象

• const main = document.querySelector('main');
  
  import(`./section-modules/${someVariable}.js`)
  
      .then(module => {
  
          module.loadPageInto(main);
  
      })
  
      .catch(err => {
  
          main.textContent = err.message;
  
      });

3. 浏览器加载

默认情况下，浏览器是同步加载 JavaScript 脚本，即渲染引擎遇到<script>标签就会停下

来，等到执行完脚本，再继续向下渲染。如果是外部脚本，还必须加入脚本下载的时间

如果脚本体积很大，下载和执行的时间就会很长，因此造成浏览器堵塞，用户会感觉到浏览器“卡死”

了，没有任何响应。这显然是很不好的体验，所以浏览器允许脚本异步加载，

下面就是两种异步加载的语法

• <script src="path/to/myModule.js" defer></script>
  
  <script src="path/to/myModule.js" async></script>

• <script> 标签打开 defer 或 async 属性，脚本就会异步加载。

渲染引擎遇到这一行命令，就会开始下载外部脚本，但不会等它下载和执行，而是直接执行后面的命令。

defer 与 async 的区别是：

defer 要等到整个页面在内存中正常渲染结束

（DOM 结构完全生成，以及其他脚本执行完成），才会执行

async 一旦下载完，渲染引擎就会中断渲染，

执行这个脚本以后，再继续渲染

• 浏览器加载 ES6 模块，也使用<script>标签，但是要加入type="module"属性

• <script type="module" src="./foo.js"></script>

浏览器对于带有 type="module"的 <script>，都是异步加载，不会造成堵塞浏览器，

即等到整个页面渲染完，再执行模块脚本，等同于打开了 <script> 标签的 defer 属性。

ES6 模块也允许内嵌在网页中，语法行为与加载外部脚本完全一致

• <script type="module">
  
      import utils from "./utils.js";
  
      // other code
  
  </script>

注意：

• • • • • • 代码是在模块作用域之中运行，而不是在全局作用域运行。模块内部的顶层变量，外部不可见。
          • 模块脚本自动采用严格模式，不管有没有声明 use strict。
          • 模块之中，可以使用import命令加载其他模块（.js后缀不可省略，需要提供绝对 URL 或相对 URL），也可以使用export命令输出对外接口。
          • 模块之中，顶层的this关键字返回undefined，而不是指向window。也就是说，在模块顶层使用this关键字，是无意义的。
          • 同一个模块如果加载多次，将只执行一次。
• 利用顶层的 this 等于 undefined 这个语法点，可以侦测当前代码是否在 ES6 模块之中。

• const isNotModuleScript = this !== undefined

4. ES6 模块与 CommonJS 模块完全不同。

• CommonJS 模块输出的是值的拷贝            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。

 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

 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

• 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

• /**** 定义接口 lib.js ****/
  
  var counter = 3;
  
  function incCounter() {
  
      counter++;
  
  };
  
  module.exports = {
  
      counter: counter,
  
      incCounter: incCounter,
  
  };
  
  /**** 导入 main.js ****/
  
  var mod = require('./lib');
  
  console.log(mod.counter);  //
  
  mod.incCounter();    // 改变的是模块文件中的值，而当前文件的值不受影响
  
  console.log(mod.counter); //

• 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

• // lib.js
  
  export let counter = 3;
  
  export function incCounter() {
  
    counter++;
  
  }
  
  // main.js
  
  import { counter, incCounter } from './lib';
  
  console.log(counter);    // 3    第一次取值
  
  incCounter();
  
  console.log(counter);    // 4    再取值，发现值变了

• 唯一要注意的是： ES6 输入的模块变量，只是一个“符号连接”，所以这个变量是只读的，对它进行重新赋值会报错

5. Node 对 ES6 模块的处理比较麻烦，因为它有自己的 CommonJS 模块格式，与 ES6 模块格式是不兼容的。

目前的解决方案是，将两者分开，ES6 模块 和 CommonJS 采用各自的加载方案

• 为了与浏览器的 import 加载规则相同，Node 的.mjs文件支持 URL 路径。

• import './foo?query=1';    // 加载 ./foo 传入参数 ?query=1

• 只要文件名中含有:、%、#、?等特殊字符，最好对这些字符进行转义。

因为 Node 会按 URL 规则解读

• Node 的 import 命令只支持加载本地模块（file:协议），不支持加载远程模块
• 如果模块名不含路径，那么 import 命令会去 node_modules 目录寻找这个模块。
• 如果脚本文件省略了后缀名，

比如import './foo'，Node 会依次尝试四个后缀名

./foo.mjs

./foo.js

./foo.json

./foo.node。

如果这些脚本文件都不存在，Node 就会去加载 ./foo/package.json 的 main 字段指定的脚本。

如果 ./foo/package.json 不存在 或者 没有 main 字段，那么就会抛出错误。

6. ES6 模块加载 CommonJS 模块 

CommonJS 模块的输出 都定义在 module.exports 这个属性上面

• // a.js
  
  module.exports = {
  
      foo: 'hello',
  
      bar: 'world'
  
  };
  
  // 等同于
  
  export default {
  
      foo: 'hello',
  
      bar: 'world'
  
  };
  
  /****
  
      export 指向 modeule.exports，
  
      即 exports 变量 是对 module 的 exports 属性的引用
  
      因此
  
   ****/
  
  module.exports = func;    // 正确
  
  export = func;    // 错误

  module.exports会被视为默认输出，即import命令实际上输入的是这样一个对象{ default: module.exports }

• 通过 import 一共有三种写法，可以拿到 CommonJS 模块的module.exports

• // 写法一
  
  import baz from './a';
  
  // baz = {foo: 'hello', bar: 'world'};
  
  // 写法二
  
  import {default as baz} from './a';
  
  // baz = {foo: 'hello', bar: 'world'};
  
  // 写法三
  
  import * as baz from './a';
  
  // baz = {
  
  //   get default() {return module.exports;},
  
  //   get foo() {return this.default.foo}.bind(baz),
  
  //   get bar() {return this.default.bar}.bind(baz)
  
  // }

• CommonJS 的一个文件，就是一个模块
• 每个模块文件都默认包裹一层函数：console.log(arguments.callee.toString());

• 可以通过将变量和函数设置为  module.exports / exports 的属性来暴露模块内容（变量和函数）
• require 命令第一次导入加载模块内容，就会执行整个脚本，然后在内存生成一个对象
• function(exports, require, module, __filename, __dirname){}

正是因为有了这层看不见的函数，所以一个模块就是一个函数作用域，与其他模块作用域互相独立