JavaScript模塊化編程的介紹

本篇文章給大家分享的是有關(guān)JavaScript模塊化編程的介紹，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

什么是模塊化？

模塊就是實(shí)現(xiàn)特定功能的一組方法,而模塊化是將模塊的代碼創(chuàng)造自己的作用域，只向外部暴露公開的方法和變量，而這些方法之間高度解耦。

寫 JS 為什么需要模塊化編程？  
當(dāng)寫前端還只是處理網(wǎng)頁的一些表單提交，點(diǎn)擊交互的時(shí)候，還沒有強(qiáng)化 JS 模塊化的概念，當(dāng)前端邏輯開始復(fù)雜，交互變得更多，數(shù)據(jù)量越來越龐大時(shí)，前端對 JS 模塊化編程的需求就越加強(qiáng)烈。

在很多場景中，我們需要考慮模塊化：

1. 團(tuán)隊(duì)多人協(xié)作，需要引用別人的代碼
2. 項(xiàng)目交接，我們在閱讀和重構(gòu)別人的代碼
3. 代碼審查時(shí)，檢驗(yàn)?zāi)愕拇a是否規(guī)范，是否存在問題
4. 寫完代碼，回顧自己寫的代碼是否美觀：）
5. 不同的環(huán)境，環(huán)境變量不同

基于以上場景，所以，當(dāng)前 JS 模塊化主要是這幾個(gè)目的：

1. 代碼復(fù)用性
2. 功能代碼松耦合
3. 解決命名沖突
4. 代碼可維護(hù)性
5. 代碼可閱讀性

先給結(jié)論：JS 的模塊化編程經(jīng)歷了幾個(gè)階段：

1. 命名空間形式的代碼封裝
2. 通過立即執(zhí)行函數(shù)(IIFE)創(chuàng)建的命名空間
3. 服務(wù)器端運(yùn)行時(shí) Nodejs 的 CommonJS 規(guī)范
4. 將模塊化運(yùn)行在瀏覽器端的 AMD/CMD 規(guī)范
5. 兼容 CMD 和 AMD 的 UMD 規(guī)范
6. 通過語言標(biāo)準(zhǔn)支持的 ES Module

先給結(jié)論圖：

一、命名空間

我們知道，在 ES6 之前，JS 是沒有塊作用域的，私有變量和方法的隔離主要靠函數(shù)作用域，公開變量和方法的隔離主要靠對象的屬性引用。

封裝函數(shù)

在 JS 還沒有模塊化規(guī)范的時(shí)候，將一些通用的、底層的功能抽象出來，獨(dú)立成一個(gè)個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)模塊化：
比方寫一個(gè) utils.js 工具函數(shù)文件

//  utils.js
function add(x, y) {
    if(typeof x !== "number" || typeof y !== "number") return;
    return x + y;
}

function square(x) {
    if(typeof x !== "number") return;
    return x * x;
}

<script src="./utils.js"></script>
<script>
    add(2, 3);
    square(4);
</script>

通過 js 函數(shù)文件劃分的方式，此時(shí)的公開函數(shù)其實(shí)是掛載到了全局對象 window 下，當(dāng)在別人也想定義一個(gè)叫 add 函數(shù)，或者多個(gè) js 文件合并壓縮的時(shí)候，會(huì)存在命名沖突的問題。

掛載到全局變量下：

后來我們想到通過掛載函數(shù)到全局對象字面量下的方式，利用 JAVA 包的概念，希望減輕命名沖突的嚴(yán)重性。

var mathUtils1 = {
    add: function(x, y) {
        return x + y;
    },
}

var mathUtils2 = {
    add: function(x, y, z) {
        return x + y + z;
    },
}

mathUtils.add();

mathUtils.square();

這種方式仍然創(chuàng)建了全局變量，但如果包的路徑很長，那么到最后引用方法可能就會(huì)以module1.subModule.subSubModule.add 的方式引用代碼了。

IIFE  
考慮模塊存在私有變量，于是我們利用IIFE(立即執(zhí)行表達(dá)式)創(chuàng)建閉包來封裝私有變量：

var module = (function(){
    var count = 0;
    return {
        inc: function(){
            count += 1;
        },
        dec: function(){
            count += -1;
        }
    }
})()

module.inc();
module.dec();

這樣私有變量對于外部來說就是不可訪問的，那如果模塊需要引入其他依賴呢？

var utils = (function ($) {
    var $body = $("body"); 
    var _private = 0;
    var foo = function() {
        ...
    }
    var bar = function () {
        ...
    }
    
    return {
        foo: foo,
        bar: bar
    }
})(jQuery);

以上封裝模塊的方式叫作：模塊模式，在 jQuery 時(shí)代，大量使用了模塊模式:

<script src="jquery.js"></script>
<script src="underscore.js"></script>
<script src="utils.js"></script>
<script src="base.js"></script>
<script src="main.js"></script>

jQuery 的插件必須在 JQuery.js 文件之后 ，文件的加載順序被嚴(yán)格限制住，依賴越多,依賴關(guān)系越混亂，越容易出錯(cuò)。

二、CommonJS

Nodejs 的出現(xiàn)，讓 JavaScript 能夠運(yùn)行在服務(wù)端環(huán)境中，此時(shí)迫切需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的模塊系統(tǒng)，也就是后來的 CommonJS。

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

// base.js
var math = require("./math.js");
math.add(2, 3);  // 5

// 引用核心模塊
var http = require('http');
http.createServer(...).listen(3000);

CommonJS 規(guī)定每個(gè)模塊內(nèi)部，module 代表當(dāng)前模塊，這個(gè)模塊是一個(gè)對象，有 id,filename, loaded,parent, children, exports 等屬性，module.exports 屬性表示當(dāng)前模塊對外輸出的接口，其他文件加載該模塊，實(shí)際上就是讀取 module.exports 變量。

// utils.js
// 直接賦值給 module.exports 變量
module.exports = function () {
    console.log("I'm utils.js module");
}

// base.js
var util = require("./utils.js")
util();  // I'm utils.js module

或者掛載到 module.exports 對象下
module.exports.say = function () {
    console.log("I'm utils.js module");
}

// base.js
var util = require("./utils.js")
util.say();

為了方便，Node 為每個(gè)模塊提供一個(gè) exports 自由變量，指向 module.exports。這等同在每個(gè)模塊頭部，有一行這樣的命令。

var exports = module.exports;

exports 和 module.exports 共享了同個(gè)引用地址，如果直接對 exports 賦值會(huì)導(dǎo)致兩者不再指向同一個(gè)內(nèi)存地址，但最終不會(huì)對 module.exports 起效。

// module.exports 可以直接賦值
module.exports = 'Hello world';  

// exports 不能直接賦值
exports = 'Hello world';

CommonJS 總結(jié)：  
CommonJS 規(guī)范加載模塊是同步的，用于服務(wù)端，由于 CommonJS 會(huì)在啟動(dòng)時(shí)把內(nèi)置模塊加載到內(nèi)存中，也會(huì)把加載過的模塊放在內(nèi)存中。所以在 Node 環(huán)境中用同步加載的方式不會(huì)有很大問題。

另，CommonJS模塊加載的是輸出值的拷貝。也就是說，外部模塊輸出值變了，當(dāng)前模塊的導(dǎo)入值不會(huì)發(fā)生變化。

三、AMD

CommonJS 規(guī)范的出現(xiàn)，使得 JS 模塊化在 NodeJS 環(huán)境中得到了施展機(jī)會(huì)。但 CommonJS 如果應(yīng)用在瀏覽器端，同步加載的機(jī)制會(huì)使得 JS 阻塞 UI 線程，造成頁面卡頓。

利用模塊加載后執(zhí)行回調(diào)的機(jī)制，有了后面的 RequireJS 模塊加載器， 由于加載機(jī)制不同，我們稱這種模塊規(guī)范為 AMD(Asynchromous Module Definition 異步模塊定義)規(guī)范, 異步模塊定義誕生于使用 XHR + eval 的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，是 RequireJS 模塊加載器對模塊定義的規(guī)范化產(chǎn)出。

AMD 的模塊寫法：

// 模塊名 utils
// 依賴 jQuery, underscore
// 模塊導(dǎo)出 foo, bar 屬性
<script data-main="scripts/main" src="scripts/require.js"></script>

// main.js
require.config({
  baseUrl: "script",
  paths: {
    "jquery": "jquery.min",
    "underscore": "underscore.min",
  }
});

// 定義 utils 模塊，使用 jQuery 模塊
define("utils", ["jQuery", "underscore"], function($, _) {
    var body = $("body");
    var deepClone = _.deepClone({...});
    return {
        foo: "hello",
        bar: "world"
    }
})
</script>

AMD 的特點(diǎn)在于：

1. 延遲加載
2. 依賴前置

AMD 支持兼容 CommonJS 寫法：

define(function (require, exports, module){
  var someModule = require("someModule");
  var anotherModule = require("anotherModule");

  someModule.sayHi();
  anotherModule.sayBye();

  exports.asplode = function (){
    someModule.eat();
    anotherModule.play();
  };
});

四、CMD

SeaJS 是國內(nèi) JS 大神玉伯開發(fā)的模塊加載器，基于 SeaJS 的模塊機(jī)制，所有 JavaScript 模塊都遵循 CMD（Common Module Definition） 模塊定義規(guī)范.

CMD 模塊的寫法：

<script src="scripts/sea.js"></script>
<script>
// seajs 的簡單配置
seajs.config({
  base: "./script/",
  alias: {
    "jquery": "script/jquery/3.3.1/jquery.js"
  }
})

// 加載入口模塊
seajs.use("./main")
</script>

// 定義模塊
// utils.js
define(function(require, exports, module) {
  exports.each = function (arr) {
    // 實(shí)現(xiàn)代碼 
  };

  exports.log = function (str) {
    // 實(shí)現(xiàn)代碼
  };
});

// 輸出模塊
define(function(require, exports, module) {
  var util = require('./util.js');
  
  var a = require('./a'); //在需要時(shí)申明，依賴就近
  a.doSomething();
  
  exports.init = function() {
    // 實(shí)現(xiàn)代碼
    util.log();
  };
});

CMD 和 AMD 規(guī)范的區(qū)別：  
AMD推崇依賴前置，CMD推崇依賴就近：  
AMD 的依賴需要提前定義，加載完后就會(huì)執(zhí)行。
CMD 依賴可以就近書寫，只有在用到某個(gè)模塊的時(shí)候再去執(zhí)行相應(yīng)模塊。
舉個(gè)例子：

// main.js
define(function(require, exports, module) {
  console.log("I'm main");
  var mod1 = require("./mod1");
  mod1.say();
  var mod2 = require("./mod2");
  mod2.say();

  return {
    hello: function() {
      console.log("hello main");
    }
  };
});

// mod1.js
define(function() {
  console.log("I'm mod1");
  return {
    say: function() {
      console.log("say: I'm mod1");
    }
  };
});

// mod2.js
define(function() {
  console.log("I'm mod2");
  return {
    say: function() {
      console.log("say: I'm mod2");
    }
  };
});

以上代碼分別用 Require.js 和 Sea.js 執(zhí)行，打印結(jié)果如下：  
Require.js:  
先執(zhí)行所有依賴中的代碼

I'm mod1
I'm mod2
I'm main
say: I'm mod1
say: I'm mod2

Sea.js:  
用到依賴時(shí)，再執(zhí)行依賴中的代碼

I'm main

I'm mod1
say: I'm mod1
I'm mod2
say: I'm mod2

五、UMD

umd（Universal Module Definition） 是 AMD 和 CommonJS 的兼容性處理,提出了跨平臺(tái)的解決方案。

(function (root, factory) {
    if (typeof exports === 'object') {
        // commonJS
        module.exports = factory();
    } else if (typeof define === 'function' && define.amd) {
        // AMD
        define(factory);
    } else {
        // 掛載到全局
        root.eventUtil = factory();
    }
})(this, function () {
    function myFunc(){};

    return {
        foo: myFunc
    };
});

應(yīng)用 UMD 規(guī)范的 JS 文件其實(shí)就是一個(gè)立即執(zhí)行函數(shù)，通過檢驗(yàn) JS 環(huán)境是否支持 CommonJS 或 AMD 再進(jìn)行模塊化定義。

六、ES6 Module

CommonJS 和 AMD 規(guī)范都只能在運(yùn)行時(shí)確定依賴。而 ES6 在語言層面提出了模塊化方案, ES6 module 模塊編譯時(shí)就能確定模塊的依賴關(guān)系，以及輸入和輸出的變量。ES6 模塊化這種加載稱為“編譯時(shí)加載”或者靜態(tài)加載。

寫法：

// math.js
// 命名導(dǎo)出
export function add(a, b){
    return a + b;
}
export function sub(a, b){
    return a - b;
}
// 命名導(dǎo)入
import { add, sub } from "./math.js";
add(2, 3);
sub(7, 2);

// 默認(rèn)導(dǎo)出
export default function foo() {
  console.log('foo');
}
// 默認(rèn)導(dǎo)入
import someModule from "./utils.js";

ES6 模塊的運(yùn)行機(jī)制與 CommonJS 不一樣。JS 引擎對腳本靜態(tài)分析的時(shí)候，遇到模塊加載命令import，就會(huì)生成一個(gè)只讀引用。等到腳本真正執(zhí)行時(shí)，再根據(jù)這個(gè)只讀引用，到被加載的那個(gè)模塊里面去取值。原始值變了，import加載的值也會(huì)跟著變。因此，ES6 模塊是動(dòng)態(tài)引用，并且不會(huì)緩存值，模塊里面的變量綁定其所在的模塊。

另，在 webpack 對 ES Module 打包， ES Module 會(huì)編譯成 require/exports 來執(zhí)行的。

總結(jié)

JS 的模塊化規(guī)范經(jīng)過了模塊模式、CommonJS、AMD/CMD、ES6 的演進(jìn)，利用現(xiàn)在常用的 gulp、webpack 打包工具，非常方便我們編寫模塊化代碼。掌握這幾種模塊化規(guī)范的區(qū)別和聯(lián)系有助于提高代碼的模塊化質(zhì)量，比如，CommonJS 輸出的是值拷貝，ES6 Module 在靜態(tài)代碼解析時(shí)輸出只讀接口，AMD 是異步加載，推崇依賴前置，CMD 是依賴就近，延遲執(zhí)行，在使用到模塊時(shí)才去加載相應(yīng)的依賴。

以上就是JavaScript模塊化編程的介紹，小編相信有部分知識點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見到或用到的。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。