关于前端模块化

1. 为什么要使用模块化?

JS的发展初期 ,仅需实现简单的用户交互逻辑,而随着CPU、浏览器性能的大幅度提升,很多页面逻辑迁移到了客户端,且随着web2.0时代的到来,Ajax技术得到了广泛的应用,jQuery等前端库层出不穷,前端代码日益膨胀。此时JS极其简单的代码组织已无法驾驭如此庞大规模的代码,此时参考其他的语言,例如JAVA有一个package的概念,将逻辑上相关的代码组织到一个包里,每个包互相独立,不会相互影响,这样就可以将代码分块组织。而JS在设计之初,并未提供类似的功能,因此开发者开始模拟类似的功能,来隔离、组织复杂的JS代码,这就是前端模块化的开始。
模块化最初的思路就是在一个文件中编写几个相关的函数,需要的时候加载函数所在的文件,调用函数。然而这样做污染了全局变量,无法保证不与其他模块变量名冲突,且模块成员之间没有什么关系。
之后为解决上面的问题,采用对象的写法,将所有的模块成员封装到一个对象中,var module = {fn1: function(){...}, fn2: function(){...}}在调用模块的时候引用对应的文件module.fn(),这样做避免了污染变量,同时模块里的成员也有了关系,但是在外部可以随意修改内部成员var module.fn1 = 1
最后出现了一种思路,就是通过立即执行函数,来隐藏内部的变量与函数,立即执行函数将内部的变量与函数都包裹在自己的作用域中,外部无法修改,这种做法就是现阶段模块化的基础。
目前JS模块化规范主要有两种:CommonJS和AMD。

2.CMD、AMD、CommonJS 规范分别指什么?有哪些应用

CommonJS

CommonJS是在服务器端的规范,由Node.js发扬光大。CommonJS包含以下三部分:

  • 定义模块:根据CommonJS规范,一个单独的文件就是一个模块。每一个模块都是一个单独的作用域,也即在该模块内部定义的变量,无法被其他模块读取,除非定义为global对象的属性。
  • 模块输出:模块只有一个出口,modules.export对象,我们把模块希望输出的内容放入该对象。
  • 加载模块:加载模块使用require方法,该方法读取一个文件并执行,返回文件内部的module.exports对象。
//定义一个模块math.js
module.exports = function(){
  var sum = 0, i = 0, args = arguments
  while(i < args.length){
    sum += args[i++]
  }
  return sum;
};
//main.js加载模块
var add = require('math.js')
console.log(add(1,2,3)) // 用node运行,输出结果为6

上述代码首先定义一个了模块math.js,并通过module.exports输出了一个函数,接着在另一个文件中用require加载了这个函数。这就是CommonJS的基本用法。然而可以注意到,上面的代码中require是同步的,模块系统需同步读取模块文件内容,并编译执行以得到模块接口。这在服务器端可以实现,但是在浏览器端,加载JS代码最常见的方式是在document中插入script标签,但script标签天生是异步的,所以CommonJS规范无法在浏览器端实施。
所以就有一种思路,可以用一套标准模板来封装模板定义,于是有了以下两种规范:AMD和CMD。

AMD

AMD(Asynchronous Module Definition),异步模块定义,是一个在浏览器端开发的模块化规范。由于原生JS不支持AMD规范,因此要用到一个库函数"require.js"。AMD采用异步加载的模式,模块的加载不影响它后面语句的运行。所有依赖这个模块的语句,都定义在一个回调函数中,等加载完成后,这个回调函数才会运行。依旧用上述的例子,首先在html里通过script标签里引入require.js:
<script src="./require.js" data-main="./main.js"></script>
以上代码中data-main属性的作用是指定网页程序的主模块,即main.js会第一个被require.js加载。

//定义模块math.js
define(function (){
    var add=function(){
        var sum=0,i=0,args = arguments;
        while(i < args.length){
            sum += args[i++];
        }
        return sum
    }
    return {
        add: add
    };
})
//main.js加载模块
require(['math'],function(math){
    console.log(math.add(1,2,3))
}) // 在浏览器端运行,输出结果为6。

requireJS定义了一个函数define,它是一个全局变量,用于定义模块。语法为:
define([[id,] dependencies,] factory)

  • id 可选参数,用于定义模块的标识,如果没有就默认为脚本文件名(去掉扩展名)
  • dependencies 可选参数,是当前模块依赖的模块名称数组
  • factory 工厂方法,模块初始化要执行的函数或对象,如果是对象,该对象为该模块的输出值,如果是函数,则应该只执行一次。
    加载模块使用require函数
    require([dependencies], function(){})
    require函数接收两个参数,前一个为一个数组,表示依赖的模块,后一个为一个回调函数,将在所有依赖加载成功后调用,加载的模块会以参数的形式传入该函数,从而在该函数内部可以使用这些模块。由于require函数在加载依赖的时候是异步加载,这样浏览器不会失去响应,并且会等所有依赖加载成功后再执行回调函数,解决了依赖性问题。

CMD

另一种规范叫做CMD(Common Module Definition),通用模板定义,是由国内发展而来。就如AMD有一个requireJS,CMD用的是seaJS。seaJS要解决的问题和requireJS一样,只是在模块定义方式和模块加载时机上有所不同。
CMD规范中,一个模块就是一个文件,写法为:
define(factory)
factory为函数时,表示模块的构造方法。执行该构造方法,可以得到模块向外提供的接口。factory有三个参数:
function(require,exports,module)

  • require是一个方法,require(id)接收模块标识作为唯一参数,用来获取其他模块提供的接口。
  • exports是一个对象,用来向外提供模块接口。
  • module是一个对象,该对象上存储了与当前模块相关联的一些属性和方法。
//定义模块module.js
define(function(require,exports,module){
  var a = require('./a')
  a.dosomething
  //some code
  var b = require('./b')
  b.dosomething
  //some code
}
//加载模块
seajs.use(['module.js'],function(){
// do something
});

从上述代码可以看出,CMD与AMD的最大的不同点在于CMD推崇依赖就近,即只有在用到某个模块的时候再去require,而AMD推崇依赖前置,在定义模块的时候就要声明其依赖。
同样是异步加载 ,AMD会在加载模块完成后就执行该模块,所有模块加载执行完后进入require的回调函数,执行主逻辑。所以依赖模块的执行顺序和书写顺序不一定一致,哪个先下载,哪个先执行。而CMD加载完某个依赖模块后并不执行,只是下载而已,在所有依赖模块加载完成后,进入主逻辑,遇到require语句的时候才执行对应的模块,所以模块的执行顺序和书写顺序是完全一致的。

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