【ES6标准入门】JavaScript中的模块Module的加载实现：循环加载和Node加载，非常详细，建议收藏！！！

作者简介：一名大四的学生，致力学习前端开发技术
⭐️个人主页：夜宵饽饽的主页
❔ 系列专栏：JavaScript进阶指南
学习格言：成功不是终点，失败也并非末日，最重要的是继续前进的勇气

​​前言：

本篇是关于上一章中的js模块语法使用的原理解析，里面有一个需要小伙伴们注意的点，就是循环加载模块的原理和解决办法，这部分大家可以重点理解,希望可以帮助到大家，欢迎大家的补充和纠正

JavaScript中的模块Module语法的使用细节：export命令和imprt命令详细使用

第23章 Module的加载实现

23.1 浏览器加载

23.1.1 传统方法

默认情况下，浏览器同步加载JavaScript脚本，即渲染引擎遇到< script >标签就会停下来，等到脚本执行完毕再继续向下渲染，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>

上面这个代码中，< script >标签打开defer或者async属性，脚本就会异步加载，渲染引擎遇到这一行命令会开始下载脚本，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：等到整个页面正常渲染结束才会执行，如果出现多个，则按照它们在页面出现的顺序加载，一句话概括就是：先渲染完再执行
• async：一旦下载完成，渲染引擎就会中断渲染，执行这个脚本以后再继续渲染，如果出现多个，则不能保证其加载顺序，一句话概括就是：下载完执行

23.1.2 加载规则

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

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

上面的代码在网页中插入一个模块foo.js，由于type属性设为module，所以浏览器知道这是一个ES6模块

对于带有type="module"的< script >，浏览器都是异步加载的，不会造成浏览器堵塞，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。

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


<script type="module" src="foo.js" defer>script>

< script >标签的async属性也可以打开，这时只要加载完成，渲染引擎就会中断渲染立即执行，执行完成后，再恢复渲染

<script type="module" src="foo.js" async>script>

ES6模块也允许内嵌在网页中，语法行为与外部脚本完全一致

对于外部的模块脚本（上例是foo.js）有几点需要注意：

• 代码是在模块作用域之中运行的，而不是在全局作用域中运行的，模块内部的顶层变量是外部不可见
• 模块脚本自动采用严格模式，无论有没有声明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或相对的URL)，也可以使用export命令输出对外接口
• 在模块之中，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

23.2 ES6模块与CommonJS模块的差异

讨论Node加载ES6模块之前，必须了解ES6模块与CommonJS模块的差异，具体的两大差异如下

• CommonJS模块输出的是一个值的复制，ES6模块模块输出是值的引用
• CommonJS模块是运行时加载的，ES6模块是编译时输出接口

第二个差异是因为CommonJS加载的是一个对象（即module.exports属性），该对象只有在脚本运行结束时才会生成，而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

我们来重点解释第一个差异：
CommonJS模块输出的是值得复制，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，请看下面这个模块文件lib.js的例子

//lib.js
var counter =3
function incCounter(){
	counter++
}

module.export={
    counter:counter,
    incCounter:incCounter
}

//main.js
var mod=require('./lib')

console.log(mod.counter) //3
mod.incCounter()
console.log(mod.counter) //3

上面的代码说明，lib.js模块加载以后，它的内部变化就影响不到输出的mod.counter了。这是因为mod.counter是一个原始类型的值，会被缓存，除非写成一个函数，否则得不到内部变动后的值

//lib.js
var counter=3
function inCounter(){
    counter++
}

module.exports={
	get counter(){
		return counter
    },
    incCounter:incCounter
}

上面的代码中，输出的counter属性实际上是一个取值器函数，现在再执行main.js就可以正确读取内部变量counter的变动

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模块中取值。

//lib.js
var counter =3
function incCounter(){
	counter++
}

module.export={
    counter:counter,
    incCounter:incCounter
}

//main.js
import {counter,incCounter} from './lib'

console.log(counter) //3
incCounter()
console.log(counter) //4

使用细节

1. ES6模块不会缓存运行结果，而是动态地去被加载的模块取值，并且变量总是绑定在其所在的模块
2. 由于ES6输入的模块变量只是一个符号引用，所以这个变量是只读
3. 不同脚本加载这个接口得到的都是同样的实例

23.3 Node加载

23.3.1 概述

Node对ES6模块处理比较麻烦，因为其有自己的CommonJS模块格式，与ES6模块格式是不兼容的，目前的解决方案，将两者分开。

在静态分析阶段，一个模块只要有一行import后者export语句，那么Node采用ES6模块，否则就为CommonJS模块

如果我们不输出任何接口，但是希望被Node认为是ES6模块，可以这么写

export {}

上面的代码中，并不是输出一个空对象，而是不输出任何接口的ES6标准写法

23.3.2 import命令加载CommonJS模块

使用import命令加载CommonJS模块，Node将自动将module.export属性当作模块的默认输出，即等同于export default

//a.js
module.export={
    foo:'hello',
    bar:'world'
}

//等同于
export default{
	foo:'hello',
    bar:'world'
}

//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'}

⭐️ 如果采用整体输入的写法，会与上面稍微不同，default会取代module.export作为输入的接口

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)
}

**/

上面的代码中，this.default取代了module.export。需要注意的是，Node会自动取代为baz添加default属性，通过baz.default获取module.exports

在看下面这个代码，会让你更加清晰

//c.js
module.export=function two(){
    return 2
}


//es.js
import foo from './c'
foo() //2

import * as bar from './c'
bar.default() //2
bar() //throw ,bar is not a function

❗️ 注意：由于ES6模块编译时确定输出接口，CommonJS模块是运行时确定输出接口，所以采用import命令加载CommonJS模块时，不允许采用下面的写法：

import {readfile} from 'fs'

23.3.3 require命令加载ES6模块

ES6模块的所有输出接口都会称为输入对象的属性

//es.js
export let foo={bar:'my_default'}
export {foo as bar}
export function f(){}
export class c{}

//cjs.js
const es_namespace=require('./es')
/**
es_namespace={
	get foo(){return foo}
	get bar(){return foo}
	get f(){return f}
	get c(){return c}
}
**/

23.4 循环加载

“循环加载”指的是，a脚本的执行依赖b脚本，而b脚本的执行依赖a脚本

//a.js
var b=require('b')

//b.js
var a=require('a')

通常，“循环加载” 表示存在强耦合，如果处理不好，还可能导致递归加载，使得程序无法执行， 因此应该避免出现这种现象

但是实际上， 这是很难避免的，尤其是依赖关系复杂的大项目中很容易出现a依赖b,b依赖c，c又依赖a这样的情况，这意味着，模块加载机制必须考虑循环加载的情况

23.4.1 CommonJS模块的加载原理

CommonJS的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，然后内存中生成一个对象

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

上面的代码就是Node内部加载模块后生成的一个对象，该对象的id属性是模块名，exports属性是模块输出的各个接口，loaded属性表示该脚本是否执行完毕，是一个布尔值

以后需要用到这个值时，会在export属性中取值，即使再次执行require命令，也不会再次执行该模块，而是去缓存中取值，也就是说，CommonJS模块无论加载多少次，都只会在第一次加载时运行一次，以后再加载时就会返回第一次运行的结果，除非手动清除系统缓存

小知识：关于如何手动清除系统缓存

/**
使用delete操作符清除缓存:你可以使用delete操作符从require方法的require.cache对象中删除特定模块的缓存。例如，假设你要清除名为"my-module"的模块的缓存，可以这样做：
**/
delete require.cache[require.resolve('./my-module')];
//这将从模块缓存中删除指定模块的缓存，下次引入这个模块时将重新加载它。

/**
使用module.constructor._cache清除缓存:另一种方法是直接访问module.constructor._cache对象，这是Node.js内部用来存储模块缓存的对象。同样，你可以通过删除特定模块的缓存来清除它。例如：
**/
delete require('module')._cache[require.resolve('./my-module')];
//这也将清除指定模块的缓存。

/**
清除所有模块的缓存:如果你需要一次性清除所有模块的缓存，可以使用以下方法：
**/
Object.keys(require.cache).forEach(function(key) {
  delete require.cache[key];
});
//这将遍历所有模块的缓存并将它们全部删除。

23.4.2 CommonJS模块循环加载

CommonJS模块的重要特性是加载时运行，即脚本代码在require的时候会全部执行。 一旦出现某一个模块被“循环加载”，就只输出已经执行的部分，还未执行的部分不会输出。

接下里，我们来看一下Node官方文档的例子：

脚本文件a.js代码如下：

export.done=false
var b=require('./b.js')
console.log('在a.js之中，b.done=%j',b.done)
export.done=true
console.log('a.js执行完毕')

上面的代码之中，a.js脚本先输出一个done变量，然后加载另一个脚本文件b.js，注意，此时a.js代码就停在这里，等待b.js执行完毕再执行

脚本文件b.js代码如下：

export.done=false
var a=require('./a.js')
console.log('在b.js之中，a.done=%j',a.done)
export.done=true
console.log('b.js执行完毕')

上面的代码中，b.js执行到第二行就会加载a.js，这时就发生了“循环加载”，系统就去a.js模块对应对象的export属性中取值，可是a.js并没有执行完，因此从exports属性中只能取到已经执行的部分，而不是最后的值

//a.js执行的部分代码如下
export.done=false

因此对于b.js来说，它从a.js只输入一个变量done，值为false

然后，b.js接着执行，等到全部执行完毕，再把执行权交还给a.js。于是，a.js接着执行，直到执行完毕，下面，我们是输出结果

//在b.js之中，a.done=false
//b.js执行完毕
//在a.js之中，b.done=true
//a.js执行完毕
//在main.js之中，a.done=true,b.done=true

代码思路图解：

上面的代码证明了两件事，第一，在b.js之中，a.js没有执行完毕，只执行了第一行。第二，reimain.js执行到第二行时不会再次执行b.js，而是输出缓存的b.js的执行结果，即它的第四行。

⭐️ 一点非常实用的小建议：

由于CommonJS模块遇到循环加载时返回的是当前已经执行的部分值，而不是代码全部执行的值，两者可能会有差异，所以输入变量的时候必须非常小心

var a=require('a') 			//安全的写法
var foo=require('a').foo	//危险的写法

export.good=function(arg){
	return a.foo('good',arg) //使用的是a.foo的最新值
}

export.bad=function(arg){
    return foo('bad',arg) //使用的是一个部分加载时的值
}

23.4.3 ES6模块的循环加载

ES6处理“循环加载”与CommonJS有本质的不同。ES6模块是动态引用，如果使用import从一个模块中加载变量（即import foo from ‘foo’)，那么，变量不会被缓存，而是成为一个指向被加载模块的引用，需要开发者保证在真正取值的时候能够取到值。

接下里，有两个经典代码例子：

1. 简单文件模块执行

   //a.js
   import {bar} from './b.js'
   console.log(a.js)
   console.log(bar)
   export let foo='foo'
   
   //b.js
   import {foo} from './a.js'
   console.log('b.js')
   console.log(foo)
   export let bar='bar'
   
   
   //执行结果
   //b.js
   //undefined
   //a.js
   //bar
   

   上面的代码中，由于a.js的第一行是加载b.js，所以先执行的是b.js。而b.js的第一行又是加载a.js，这时由于a.js已经开始执行，所以不会重复执行，而是继续执行b.js 因此第一行输出b.js

   接着，b.js要打印变量foo，这时a.js还没有执行完，取不到foo的值，因此打印出来undefined，b.js执行完便会开始执行a.js，这时一切会正常

2. 复杂函数文件模块执行

   //a.js
   import {bar} from './b.js'
   export function foo(){
       console.log('foo');
       bar()
       console.log('执行完毕')
   }
   foo()
   
   
   //b.js
   import {foo} from './a.js'
   export function bar(){
       console.log('bar')
       if(Math.random() > 0.5){
           foo()
       }
   }
   
   
   // 执行结果，有两种可能
   // 第一种
   // foo
   // bar
   // 执行完毕
   
   // 第二种
   // foo
   // bar
   // foo
   // bar
   // 执行完毕
   // 执行完毕
   

   上面的代码中，a.js之所以能够执行，原因就在于ES6加载的变量都是动态引用其所在模块，只要引用存在，就可以执行

   如果上面代码按照CommonJS规范，上面的代码时无法执行的，a先加载b，然后b又加载a，这时a还没有任何执行结果，所以输出结果为null，即对于b.js来说，变量foo的值等于null，后面的foo()就会报错