Node.js入门 03：模块化规范 CommonJS 与 ES Module

目的

传统的用在网页中的JavaScript代码文件与文件之中的内容都是全局相互可见的，这对于大型项目特别是多人合作的项目来说挺不好的，容易互相影响，出现各种问题。

大多数编程语言都有类库、模块等概念来处理这个问题，在Node.js中早期是使用CommonJS规范来处理这个问题。后来JavaScript的ES6标准中制定了ES module规范，所以Node.js也渐渐的开始支持ES module规范了。

这篇文章将对这两种模块化方式做个简单的使用说明。

CommonJS

基础使用

CommonJS规范模块使用上主要就三点：

• 每个文件就是一个模块，有自己的作用域，其中的变量、函数等都是私有的，对其他文件不可见；
• 可以使用 module.exports 导出当前模块中的变量、函数等，供其它文件使用；
• 其它文件中使用 require() 方法引入模块；

下面是个简单的例子：

// common.js
let name = 'naisu'
module.exports.name = name // 导出name变量
module.exports.fun = function(){ // 导出函数
    console.log('233~');
}

// test.js
const cm = require('./common.js') // 导入模块

console.log(cm.name) 
cm.fun()

上面例子可以看到CommonJS规范模块导入导出使用都很简单。对于模块而言所有要导出的东西整体就是一个对象，挂在module.exports上；其它文件中用 require() 方法导入模块其实就是导入了模块的module.exports上的对象。

module 对象

CommonJS规范中每个模块内部，都有一个module对象代表当前模块，它有以下属性：

module.id 模块的识别符，通常是带有绝对路径的模块文件名；
module.filename 模块的文件名，带有绝对路径；
module.loaded 返回一个布尔值，表示模块是否已经完成加载；
module.parent 返回一个对象，表示调用该模块的模块；
module.children 返回一个数组，表示该模块要用到的其他模块；
module.exports 表示模块对外输出的值；

上面属性中最重要的就是 module.exports 了，就像前面所描述的所有要导出的东西整体就是一个对象，挂在module.exports上。

在Node.js中提供了一个 exports 变量，该变量指向 module.exports ，也就是你可以使用 exports 来代替 module.exports ，但要注意的是不能使用 exports = ... 这种方式赋值，因为 exports 的内部实现其实可以理解为 var exports = module.exports 。

require() 方法

CommonJS规范中 require() 方法用于导入模块，导入放入可以向前面例子中 require('./common.js') 也可以写成 require('./common') ，两者效果是一样的。

require() 导入时可以使用相对路、绝对路径，或者也可以不带路径。在不带路径的情况下，程序运行时会从Node.js安装目录、项目的node_modules文件夹、用户的node_modules文件夹、系统node_modules文件夹等依次寻找该模块。

要注意的是 require() 导入模块生成的是一份拷贝，一旦一个值导出后模块内部的变化就不会影响到这个值了：

使用 require() 导入模块后会缓存该模块，下次再加载该模块会直接从缓存中取出。所有缓存保存在 require.cache 中，可以使用 delete require.cache[moduleName] 方法删除缓存：

上面的 require.resolve() 方法用于将模块解析到绝对路径。

ES Module

在JavaScript的ES6标准中加入了模块功能，通常被成为ES Module（或ES6 Module），这和前面的CommonJS有一个非常大的不同点：CommonJS中的模块只是从代码层面来实现，本质其实是个对象，ES Module是从语言层面制定的，原生的功能在性能、调试、编译等方面都有优势。

目前Node.js（v14.17.6）中虽然已经支持ES Module，但是使用起来还不是很舒服。想要使用ES Module的话得稍作处理，主要有两种方式（二选一）：

• ES模块和使用ES模块模块的文件名后缀都改为 .mjs ；
• 项目文件夹中建立 package.json 文件，设置其中type字段 { "type": "module" } ，注意使用该方式后CommonJS模块文件名后缀就得改为 .cjs 了；

ES Module使用上和CommonJS差不多：

• 每个文件就是一个模块；
• 使用 export 导出；
• 使用 import 导入；

下面是个简单的例子：

// module.mjs
let name = 'naisu'
function fun() {
    console.log('fun 233~')
}
class MC {
    constructor() {
        console.log('MC 233~')
    }
}
export { name, fun, MC }

// 下面代码等同于上面
// export let name = 'naisu'
// export function fun() {
//     console.log('fun 233~')
// }
// export class MC {
//     constructor() {
//         console.log('MC 233~')
//     }
// }

// test.mjs
import { name, fun, MC } from './module.mjs'

console.log(name)
fun()
let mc = new MC()

ES Module中 import 可以使用 * 代表模块整体、使用 as 来重命名，所以可以有下面用法：

// module.mjs
let name = 'naisu'
function fun() {
    console.log('fun 233~')
}
export { name, fun}

// test.mjs
import * as esm from './module.mjs'
console.log(esm.name)
esm.fun()

模块在输出的时候可以有一个默认输出，使用 export default 修饰，可以用来修饰匿名函数。在import这个默认输出的时候需要指定一个名字。参考下面例子：

// module.mjs
let name = 'naisu'
function fun() {
    console.log('fun 233~')
}
export { name }
export default fun

// test.mjs
import ff, {name} from './module.mjs'
console.log(name)
ff()

ES Module中导出与导入是动态绑定的关系，通过相关的接口还是可以修改内部的值的。这点和 CommonJS 有区别。

上面用 import 导入模块是静态的，会在程序运行之前导入，其实还有一个动态导入的方法 import() ，这个是异步的方法，调用时将返回一个 Promise 。使用方式可以如下：

import('./module.mjs').then((module) => {
    // TODO
});

// 也可以使用await关键字
let module = await import('./module.mjs');

混合使用

CommonJS 中使用 ES Module 可以使用 import() 方法导入：

ES Module 中使用 CommonJS 也只能用 import 方式整体导入：

更多内容可以可以参考下面文章：
阮一峰的网络日志 《Node.js 如何处理 ES6 模块》

总结

总的来说目前Node.js中的模块使用 CommonJS 规范还是最方便的，ES Module 虽然是JavaScript原生标准，但现在在Node.js中使用并不是非常顺畅，不过可以预见的是原生的 ES Module 将来大概率会完全替代现有的 CommonJS 的。