javascript模块化之CommonJS、AMD、CMD、UMD、ES6

这是一篇关于js模块化编程的总结记录

随着网站逐渐变成”互联网应用程序”，嵌入网页的Javascript代码越来越庞大，越来越复杂。

网页越来越像桌面程序，需要一个团队分工协作、进度管理、单元测试等等……开发者不得不使用软件工程的方法，管理网页的业务逻辑。

Javascript模块化编程，已经成为一个迫切的需求。理想情况下，开发者只需要实现核心的业务逻辑，其他都可以加载别人已经写好的模块。

Javascript社区做了很多努力，在现有的运行环境中，实现”模块”的效果。

CommonJS

这里的CommonJS规范指的是CommonJS Modules/1.0规范。

CommonJS是一个更偏向于服务器端的规范。NodeJS采用了这个规范。CommonJS的一个模块就是一个脚本文件。require命令第一次加载该脚本时就会执行整个脚本，然后在内存中生成一个对象。

{
  id: '...',
  exports: { ... },
  loaded: true,
  ...
}

id是模块名，exports是该模块导出的接口，loaded表示模块是否加载完毕。此外还有很多属性，这里省略了。

以后需要用到这个模块时，就会到exports属性上取值。即使再次执行require命令，也不会再次执行该模块，而是到缓存中取值。

// math.js
exports.add = function(a, b) {
  return a + b;
}

var math = require('math');
math.add(2, 3); // 5

由于CommonJS是同步加载模块，这对于服务器端不是一个问题，因为所有的模块都放在本地硬盘。等待模块时间就是硬盘读取文件时间，很小。但是，对于浏览器而言，它需要从服务器加载模块，涉及到网速，代理等原因，一旦等待时间过长，浏览器处于”假死”状态。

所以在浏览器端，不适合于CommonJS规范。所以在浏览器端又出现了一个规范—-AMD。

AMD

CommonJS解决了模块化的问题，但这种同步加载方式并不适合于浏览器端。

AMD是”Asynchronous Module Definition”的缩写，即”异步模块定义”。它采用异步方式加载模块，模块的加载不影响它后面语句的运行。
这里异步指的是不堵塞浏览器其他任务（dom构建，css渲染等），而加载内部是同步的（加载完模块后立即执行回调）。

AMD也采用require命令加载模块，但是不同于CommonJS，它要求两个参数：

require([module], callback);

第一个参数[module]，是一个数组，里面的成员是要加载的模块，callback是加载完成后的回调函数。如果将上述的代码改成AMD方式：

require(['math'], function(math) {
  math.add(2, 3);
})

其中，回调函数中参数对应数组中的成员（模块）。

requireJS加载模块，采用的是AMD规范。也就是说，模块必须按照AMD规定的方式来写。

具体来说，就是模块书写必须使用特定的define()函数来定义。如果一个模块不依赖其他模块，那么可以直接写在define()函数之中。

define(id?, dependencies?, factory);

• id：模块的名字，如果没有提供该参数，模块的名字应该默认为模块加载器请求的指定脚本的名字；

• dependencies：模块的依赖，已被模块定义的模块标识的数组字面量。依赖参数是可选的，如果忽略此参数，它应该默认为 ["require", "exports", "module"]。然而，如果工厂方法的长度属性小于3，加载器会选择以函数的长度属性指定的参数个数调用工厂方法。

• factory：模块的工厂函数，模块初始化要执行的函数或对象。如果为函数，它应该只被执行一次。如果是对象，此对象应该为模块的输出值。

假定现在有一个math.js文件，定义了一个math模块。那么，math.js书写方式如下：

// math.js
define(function() {
  var add = function(x, y) {
    return x + y;
  }

  return  {
    add: add
  }
})

加载方法如下：

// main.js
require(['math'], function(math) {
  alert(math.add(1, 1));
})

如果math模块还依赖其他模块，写法如下：

// math.js
define(['dependenceModule'], function(dependenceModule) {
  // ...
})

当require()函数加载math模块的时候，就会先加载dependenceModule模块。当有多个依赖时，就将所有的依赖都写在define()函数第一个参数数组中，所以说AMD是依赖前置的。这不同于CMD规范，它是依赖就近的。

CMD

CMD推崇依赖就近，延迟执行。可以把你的依赖写进代码的任意一行，如下：

define(factory)

factory为函数时，表示是模块的构造方法。执行该构造方法，可以得到模块向外提供的接口。factory 方法在执行时，默认会传入三个参数：require、exports 和 module.

// CMD
define(function(require, exports, module) {
  var a = require('./a');
  a.doSomething();
  var b = require('./b');
  b.doSomething();
})

如果使用AMD写法，如下：

// AMD
define(['a', 'b'], function(a, b) {
  a.doSomething();
  b.doSomething();
})

这个规范实际上是为了Seajs的推广然后搞出来的。那么看看SeaJS是怎么回事儿吧，基本就是知道这个规范了。

同样Seajs也是预加载依赖js跟AMD的规范在预加载这一点上是相同的，明显不同的地方是调用，和声明依赖的地方。AMD和CMD都是用difine和require，但是CMD标准倾向于在使用过程中提出依赖，就是不管代码写到哪突然发现需要依赖另一个模块，那就在当前代码用require引入就可以了，规范会帮你搞定预加载，你随便写就可以了。但是AMD标准让你必须提前在头部依赖参数部分写好（没有写好？ 倒回去写好咯）。这就是最明显的区别。

sea.js通过sea.use()来加载模块。

seajs.use(id, callback?)

UMD

由于CommonJS是服务器端的规范，跟AMD、CMD两个标准实际不冲突。

当我们写一个文件需要兼容不同的加载规范的时候怎么办呢，看看下面的代码。

(function (root, factory) {

    if (typeof define === 'function' && define.amd) {

        // AMD

        define(['jquery', 'underscore'], factory);

    } else if (typeof exports === 'object') {

        // Node, CommonJS之类的

        module.exports = factory(require('jquery'), require('underscore'));

    } else {

        // 浏览器全局变量(root 即 window)

        root.returnExports = factory(root.jQuery, root._);

    }

}(this, function ($, _) {

    // 方法

    function a(){}; // 私有方法，因为它没被返回 (见下面)

    function b(){}; // 公共方法，因为被返回了

    function c(){}; // 公共方法，因为被返回了



    // 暴露公共方法

    return {

        b: b,

        c: c

    }

}));

这个代码可以兼容各种加载规范了。

ES6

es6通过import、export实现模块的输入输出。其中import命令用于输入其他模块提供的功能，export命令用于规定模块的对外接口。

export

一个模块就是一个独立的文件。该文件内部的所有变量，外部无法获取。如果希望外部文件能够读取该模块的变量，就需要在这个模块内使用export关键字导出变量。如：

// profile.js
export var a = 1;
export var b = 2;
export var c = 3;

下面的写法是等价的，这种方式更加清晰（在底部一眼能看出导出了哪些变量）：

var a = 1;
var b = 2;
var c = 3;
export {a, b, c}

export命令除了输出变量，还可以导出函数或类。

• 导出函数

export function foo(){}

function foo(){}
function bar(){}

export {foo, bar as bar2}

其中上面的as表示给导出的变量重命名。

要注意的是，export导出的变量只能位于文件的顶层，如果处于块级作用域内，会报错。如：

function foo() {
  export 'bar'; // SyntaxError
}

• 导出类

export default class {} // 关于default下面会说

export语句输出的值是动态绑定，绑定其所在的模块。

// foo.js
export var foo = 'foo';

setTimeout(function() {
  foo = 'foo2';
}, 500);

// main.js
import * as m from './foo';

console.log(m.foo); // foo
setTimeout(() => console.log(m.foo), 500); // foo2

import

import命令可以导入其他模块通过export导出的部分。

// abc.js
var a = 1;
var b = 2;
var c = 3;
export {a, b, c}

//main.js
import {a, b, c} from './abc';
console.log(a, b, c);

如果想为导入的变量重新取一个名字，使用as关键字（也可以在导出中使用）。

import {a as aa, b, c};
console.log(aa, b, c)

如果想在一个模块中先输入后输出一个模块，import语句可以和export语句写在一起。

import {a, b, c} form './abc';
export {a, b,  c}

// 使用连写, 可读性不好，不建议
export {a, b, c} from './abc';

模块的整体加载

使用*关键字。

// abc.js
export var a = 1;
export var b = 2;
export var c = 3;

// main.js
import * from as abc form './abc';
console.log(abc.a, abc.b, abc.c);

export default

在export输出内容时，如果同时输出多个变量，需要使用大括号{}，同时导入也需要大括号。使用export defalut输出时，不需要大括号，而输入（import）export default输出的变量时，不需要大括号。

// abc.js
var a = 1, b = 2, c = 3;
export {a, b};
export default c;

import {a, b} from './abc';
import c from './abc'; // 不需要大括号
console.log(a, b, c) // 1 2 3

本质上，export default输出的是一个叫做default的变量或方法，输入这个default变量时不需要大括号。

// abc.js
export {a as default};

// main.js
import a from './abc'; // 这样也是可以的

// 这样也是可以的
import {default as aa} from './abc';
console.log(aa);

就到这里了吧。关于循环加载（模块相互依赖）没写，CommonJS和ES6处理方式不一样。

参考

该如何理解AMD ，CMD，CommonJS规范–javascript模块化加载学习总结

AMD/CMD与前端规范

前端模块化之旅（二）：CommonJS、AMD和CMD

研究一下javascript的模块规范（CommonJs/AMD/CMD）

Javascript模块化编程（一）：模块的写法

Javascript模块化编程（二）：AMD规范

Javascript模块化编程（三）：require.js的用法

Module