引言
俗话说的好，不喜欢研究原理的程序员不是好的程序员，不喜欢读源码的程序员不是好的 jser。这两天看到了有关前端模块化的问题，才发现 JavaScript 社区为了前端工程化真是煞费苦心。今天研究了一天前端模块化的问题，先是大概了解了下模块化的标准规范，然后了解了一下 RequireJs 的语法和使用方法，最后研究了下 RequireJs 的设计模式和源码，所以想记录一下相关的心得，剖析一下模块加载的原理。
一、认识 RequireJs
在开始之前，我们需要了解前端模块化，本文不讨论有关前端模块化的问题，有关这方面的问题可以参考阮一峰的系列文章 Javascript 模块化编程。
使用 RequireJs 的第一步：前往官网 http://requirejs.org/；
第二步：下载文件；
第三步：在页面中引入 requirejs.js 并设置 main 函数；
1 <script type="text/javascript" src="scripts/require.js" data-main="scripts/main.js">script>
然后我们就可以在 main.js 文件里编程了，requirejs 采用了 main 函数式的思想，一个文件即为一个模块，模块与模块之间可以依赖，也可以毫无干系。使用 requirejs ，我们在编程时就不必将所有模块都引入页面，而是需要一个模块，引入一个模块，就相当于 Java 当中的 import 一样。
定义模块：
1 //直接定义一个对象 2 define({ 3 color: "black", 4 size: "unisize" 5 }); 6 //通过函数返回一个对象，即可以实现 IIFE 7 define(function () { 8 //Do setup work here 9 10 return { 11 color: "black", 12 size: "unisize" 13 } 14 }); 15 //定义有依赖项的模块 16 define(["./cart", "./inventory"], function(cart, inventory) { 17 //return an object to define the "my/shirt" module. 18 return { 19 color: "blue", 20 size: "large", 21 addToCart: function() { 22 inventory.decrement(this); 23 cart.add(this); 24 } 25 } 26 } 27 );
导入模块：
1 //导入一个模块 2 require(['foo'], function(foo) { 3 //do something 4 }); 5 //导入多个模块 6 require(['foo', 'bar'], function(foo, bar) { 7 //do something 8 });
关于 requirejs 的使用，可以查看官网 API ，也可以参考 RequireJS 和 AMD 规范 ，本文暂不对 requirejs 的使用进行讲解。
二、main 函数入口
requirejs 的核心思想之一就是使用一个规定的函数入口，就像 C++ 的 int main()，Java 的 public static void main()，requirejs 的使用方式是把 main 函数缓存在 script 标签上。也就是将脚本文件的 url 缓存在 script 标签上。
1 <script type="text/javascript" src="scripts/require.js" data-main="scripts/main.js">script>
初来乍到电脑同学一看，哇！script 标签难道还有什么不为人知的属性吗？吓得我赶紧打开了 W3C 查看相关 API，并为自己的 HTML 基础知识感到惭愧，可是遗憾的是 script 标签并没有相关的属性，甚至这都不是一个标准的属性，那么它到底是什么玩意呢？下面直接上一部分 requirejs 源码：
1 //Look for a data-main attribute to set main script for the page 2 //to load. If it is there, the path to data main becomes the 3 //baseUrl, if it is not already set. 4 dataMain = script.getAttribute('data-main');
实际上在 requirejs 中只是获取在 script 标签上缓存的数据，然后取出数据加载而已，也就是跟动态加载脚本是一样的，具体是怎么操作，在下面的讲解中会放出源码。
三、动态加载脚本
这一部分是整个 requirejs 的核心，我们知道在 Node.js 中加载模块的方式是同步的，这是因为在服务器端所有文件都存储在本地的硬盘上，传输速率快而且稳定。而换做了浏览器端，就不能这么干了，因为浏览器加载脚本会与服务器进行通信，这是一个未知的请求，如果使用同步的方式加载，就可能会一直阻塞下去。为了防止浏览器的阻塞，我们要使用异步的方式加载脚本。因为是异步加载，所以与模块相依赖的操作就必须得在脚本加载完成后执行，这里就得使用回调函数的形式。
我们知道，如果显示的在 HTML 中定义脚本文件，那么脚本的执行顺序是同步的，比如：
1 //module1.js 2 console.log("module1");
1 //module2.js 2 console.log("module2");
1 //module3.js 2 console.log("module3");
1 <script type="text/javascript" src="scripts/module/module1.js">script> 2 <script type="text/javascript" src="scripts/module/module2.js">script> 3 <script type="text/javascript" src="scripts/module/module3.js">script>
那么在浏览器端总是会输出：
但是如果是动态加载脚本的话，脚本的执行顺序是异步的，而且不光是异步的，还是无序的：
1 //main.js 2 console.log("main start"); 3 4 var script1 = document.createElement("script"); 5 script1.src = "scripts/module/module1.js"; 6 document.head.appendChild(script1); 7 8 var script2 = document.createElement("script"); 9 script2.src = "scripts/module/module2.js"; 10 document.head.appendChild(script2); 11 12 var script3 = document.createElement("script"); 13 script3.src = "scripts/module/module3.js"; 14 document.head.appendChild(script3); 15 16 console.log("main end");
使用这种方式加载脚本会造成脚本的无序加载，浏览器按照先来先运行的方法执行脚本，如果 module1.js 文件比较大，那么极其有可能会在 module2.js 和 module3.js 后执行，所以说这也是不可控的。要知道一个程序当中最大的 BUG 就是一个不可控的 BUG ，有时候它可能按顺序执行，有时候它可能乱序，这一定不是我们想要的。
注意这里的还有一个重点是，"module" 的输出永远会在 "main end" 之后。这正是动态加载脚本异步性的特征，因为当前的脚本是一个 task ，而无论其他脚本的加载速度有多快，它都会在 Event Queue 的后面等待调度执行。这里涉及到一个关键的知识 — Event Loop ，如果你还对 JavaScript Event Loop 不了解，那么请先阅读这篇文章 深入理解 JavaScript 事件循环（一）— Event Loop。
四、导入模块原理
在上一小节，我们了解到，使用动态加载脚本的方式会使脚本无序执行，这一定是软件开发的噩梦，想象一下你的模块之间存在上下依赖的关系，而这时候他们的加载顺序是不可控的。动态加载同时也具有异步性，所以在 main.js 脚本文件中根本无法访问到模块文件中的任何变量。那么 requirejs 是如何解决这个问题的呢？我们知道在 requirejs 中，任何文件都是一个模块，一个模块也就是一个文件，包括主模块 main.js，下面我们看一段 requirejs 的源码：
1 /** 2 * Creates the node for the load command. Only used in browser envs. 3 */ 4 req.createNode = function (config, moduleName, url) { 5 var node = config.xhtml ? 6 document.createElementNS('http://www.w3.org/1999/xhtml', 'html:script') : 7 document.createElement('script'); 8 node.type = config.scriptType || 'text/javascript'; 9 node.charset = 'utf-8'; 10 node.async = true; 11 return node; 12 };
在这段代码中我们可以看出， requirejs 导入模块的方式实际就是创建脚本标签，一切的模块都需要经过这个方法创建。那么 requirejs 又是如何处理异步加载的呢？传说江湖上最高深的医术不是什么灵丹妙药，而是以毒攻毒，requirejs 也深得其精髓，既然动态加载是异步的，那么我也用异步来对付你，使用 onload 事件来处理回调函数：
1 //In the browser so use a script tag 2 node = req.createNode(config, moduleName, url); 3 4 node.setAttribute('data-requirecontext', context.contextName); 5 node.setAttribute('data-requiremodule', moduleName); 6 7 //Set up load listener. Test attachEvent first because IE9 has 8 //a subtle issue in its addEventListener and script onload firings 9 //that do not match the behavior of all other browsers with 10 //addEventListener support, which fire the onload event for a 11 //script right after the script execution. See: 12 //https://connect.microsoft.com/IE/feedback/details/648057/script-onload-event-is-not-fired-immediately-after-script-execution 13 //UNFORTUNATELY Opera implements attachEvent but does not follow the script 14 //script execution mode. 15 if (node.attachEvent && 16 //Check if node.attachEvent is artificially added by custom script or 17 //natively supported by browser 18 //read https://github.com/requirejs/requirejs/issues/187 19 //if we can NOT find [native code] then it must NOT natively supported. 20 //in IE8, node.attachEvent does not have toString() 21 //Note the test for "[native code" with no closing brace, see: 22 //https://github.com/requirejs/requirejs/issues/273 23 !(node.attachEvent.toString && node.attachEvent.toString().indexOf('[native code') < 0) && 24 !isOpera) { 25 //Probably IE. IE (at least 6-8) do not fire 26 //script onload right after executing the script, so 27 //we cannot tie the anonymous define call to a name. 28 //However, IE reports the script as being in 'interactive' 29 //readyState at the time of the define call. 30 useInteractive = true; 31 32 node.attachEvent('onreadystatechange', context.onScriptLoad); 33 //It would be great to add an error handler here to catch 34 //404s in IE9+. However, onreadystatechange will fire before 35 //the error handler, so that does not help. If addEventListener 36 //is used, then IE will fire error before load, but we cannot 37 //use that pathway given the connect.microsoft.com issue 38 //mentioned above about not doing the 'script execute, 39 //then fire the script load event listener before execute 40 //next script' that other browsers do. 41 //Best hope: IE10 fixes the issues, 42 //and then destroys all installs of IE 6-9. 43 //node.attachEvent('onerror', context.onScriptError); 44 } else { 45 node.addEventListener('load', context.onScriptLoad, false); 46 node.addEventListener('error', context.onScriptError, false); 47 } 48 node.src = url;
注意在这段源码当中的监听事件，既然动态加载脚本是异步的的，那么干脆使用 onload 事件来处理回调函数，这样就保证了在我们的程序执行前依赖的模块一定会提前加载完成。因为在事件队列里， onload 事件是在脚本加载完成之后触发的，也就是在事件队列里面永远处在依赖模块的后面，例如我们执行：
1 require(["module"], function (module) { 2 //do something 3 });
那么在事件队列里面的相对顺序会是这样：
相信细心的同学可能会注意到了，在源码当中不光光有 onload 事件，同时还添加了一个 onerror 事件，我们在使用 requirejs 的时候也可以定义一个模块加载失败的处理函数，这个函数在底层也就对应了 onerror 事件。同理，其和 onload 事件一样是一个异步的事件，同时也永远发生在模块加载之后。
谈到这里 requirejs 的核心模块思想也就一目了然了，不过其中的过程还远不直这些，博主只是将模块加载的实现思想抛了出来，但 requirejs 的具体实现还要复杂的多，比如我们定义模块的时候可以导入依赖模块，导入模块的时候还可以导入多个依赖，具体的实现方法我就没有深究过了， requirejs 虽然不大，但是源码也是有两千多行的... ...但是只要理解了动态加载脚本的原理过后，其思想也就不难理解了，比如我现在就可以想到一个简单的实现多个模块依赖的方法，使用计数的方式检查模块是否加载完全：
1 function myRequire(deps, callback){ 2 //记录模块加载数量 3 var ready = 0; 4 //创建脚本标签 5 function load (url) { 6 var script = document.createElement("script"); 7 script.type = 'text/javascript'; 8 script.async = true; 9 script.src = url; 10 return script; 11 } 12 var nodes = []; 13 for (var i = deps.length - 1; i >= 0; i--) { 14 nodes.push(load(deps[i])); 15 } 16 //加载脚本 17 for (var i = nodes.length - 1; i >= 0; i--) { 18 nodes[i].addEventListener("load", function(event){ 19 ready++; 20 //如果所有依赖脚本加载完成，则执行回调函数； 21 if(ready === nodes.length){ 22 callback() 23 } 24 }, false); 25 document.head.appendChild(nodes[i]); 26 } 27 }
实验一下是否能够工作：
1 myRequire(["module/module1.js", "module/module2.js", "module/module3.js"], function(){ 2 console.log("ready!"); 3 });
Yes, it's work！
总结
requirejs 加载模块的核心思想是利用了动态加载脚本的异步性以及 onload 事件以毒攻毒，关于脚本的加载，我们需要注意一下几点：
- 在 HTML 中引入