如何JavaScript項目中實現(xiàn)一個模塊化功能

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)如何JavaScript項目中實現(xiàn)一個模塊化功能，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。

一、模塊化需要解決的問題

要對一個東西進(jìn)行深入的剖析，有必要帶著目的去看。模塊化所要解決的問題可以用一句話概括

在沒有全局污染的情況下，更好的組織項目代碼

舉一個簡單的栗子，我們現(xiàn)在有如下的代碼：

function doSomething () {
 const a = 10;
 const b = 11;
 const add = function (a + b) {
  return a + b
 }
 add (a + b)
}

在現(xiàn)實的應(yīng)用場景中，doSomething 可能需要做很多很多的事情，add 函數(shù)可能也更為復(fù)雜，并且可以復(fù)用，那么我們希望可以將 add 函數(shù)獨立到一個單獨的文件中，于是：

// doSomething.js 文件
const add = require('add.js');
const a = 10;
const b = 11;
add(a+ b);

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

這樣做的目的顯而易見，更好的組織項目代碼，注意到兩個文件中的 require 和 module.exports，從現(xiàn)在的上帝視角來看，這出自 CommonJS 規(guī)范（后文會有一個章節(jié)來專門講規(guī)范）中的關(guān)鍵字，分別代表導(dǎo)入和導(dǎo)出，拋開規(guī)范而言，這其實是我們模塊化之路上需要解決的問題。另外，雖然 add 模塊需要得到復(fù)用，但是我們并不希望在引入 add 的時候造成全局污染

二、引入的模塊如何運行

在上述的例子中，我們已經(jīng)將代碼拆分到了兩個模塊文件當(dāng)中，在不造成全局污染的情況下，如何實現(xiàn) require，才能使得例子中的代碼做到正常運行呢？

先不考慮模塊文件代碼的載入過程，假設(shè) require 已經(jīng)可以從模塊文件中讀取到代碼字符串，那么 require 可以這樣實現(xiàn)

function require (path) {
  // lode 方法讀取 path 對應(yīng)的文件模塊的代碼字符串
  // let code = load(path);
  // 不考慮 load 的過程，直接獲得模塊 add 代碼字符串
  let code = 'function add(a, b) {return a+b}; module.exports = add';
  // 封裝成閉包
  code = `(function(module) {$[code]})(context)`
  // 相當(dāng)于 exports，用于導(dǎo)出對象
  let context = {};
  // 運行代碼，使得結(jié)果影響到 context
  const run = new Function('context', code);
  run(context, code);
  //返回導(dǎo)出的結(jié)果
  return context.exports;
}

這有幾個要點：

1） 為了不造成全局污染，需要將代碼字符串封裝成閉包的形式，并且導(dǎo)出關(guān)鍵字 module.exports ，module 是與外界聯(lián)系的唯一載體，需要作為閉包匿名函數(shù)的入?yún)?，與引用方傳入的上下文 context 進(jìn)行關(guān)聯(lián)

2） 使用 new Function 來執(zhí)行代碼字符串，估計大部分同學(xué)對 new Function 是不熟悉的，因為一般情況下定義一個函數(shù)無需如此，要知道，用 Function 類可以直接創(chuàng)建函數(shù)，語法如下：

var function_name = new function(arg1, arg2, ..., argN, function_body)

在上面的形式中，每個 arg 都是一個參數(shù)，最后一個參數(shù)是函數(shù)主體（要執(zhí)行的代碼）。這些參數(shù)必須是字符串。也就是說，可以使用它來執(zhí)行字符串代碼，類似于 eval，并且相比 eval, 還可以通過參數(shù)的形式傳入字符串代碼中的某些變量的值

3）如果曾經(jīng)你有疑惑過為什么規(guī)范的導(dǎo)出關(guān)鍵字只有 exports 而我們實際使用過程中卻要使用module.exports（寫過 Node 代碼的應(yīng)該不會陌生），那在這段代碼中就可以找到答案了，如果只用 exports 來接收 context，那么對 exports 的重新賦值對 context 不會有任何影響（參數(shù)的地址傳遞），不信將代碼改成如下形式再跑一跑：

演示結(jié)果

三、代碼載入方式

解決了代碼的運行問題，還需要解決模塊文件代碼的載入問題，根據(jù)上述實例，我們的目標(biāo)是將模塊文件代碼以字符串的形式載入

在 Node 容器，所有的模塊文件都在本地，只需要從本地磁盤讀取模塊文件載入字符串代碼，再走上述的流程就可以了。事實證明，Node 非內(nèi)建、核心、c++ 模塊的載入執(zhí)行方式大體如此（雖然使用的不是 new Function，但也是一個類似的方法）

在 RN/Weex 容器，要載入一個遠(yuǎn)程 bundle.js，可以通過 Native 的能力請求一個遠(yuǎn)程的 js 文件，再讀取成字符串代碼載入即可（按照這個邏輯，Node 讀取一個遠(yuǎn)程的 js 模塊好像也無不可，雖然大多數(shù)情況下我們不需要這么做）

在瀏覽器環(huán)境，所有的 Js 模塊都需要遠(yuǎn)程讀取，尷尬的是，受限于瀏覽器提供的能力，并不能通過 ajax 以文件流的形式將遠(yuǎn)程的 js 文件直接讀取為字符串代碼。前提條件無法達(dá)成，上述運行策略便行不通，只能另辟蹊徑

這就是為什么有了 CommonJs 規(guī)范了，為什么還會出現(xiàn) AMD/CMD 規(guī)范的原因

那么瀏覽器上是怎么做的呢？在瀏覽器中通過 Js 控制動態(tài)的載入一個遠(yuǎn)程的 Js 模塊文件，需要動態(tài)的插入一個 <script> 節(jié)點：

// 摘抄自 require.js 的一段代碼
var node = config.xhtml ?
        document.createElementNS('http://www.w3.org/1999/xhtml', 'html:script') :
        document.createElement('script');
node.type = config.scriptType || 'text/javascript';
node.charset = 'utf-8';
node.async = true;
node.setAttribute('data-requirecontext', context.contextName);
node.setAttribute('data-requiremodule', moduleName);
node.addEventListener('load', context.onScriptLoad, false);
node.addEventListener('error', context.onScriptError, false);

要知道，設(shè)置了 <script> 標(biāo)簽的 src 之后，代碼一旦下載完成，就會立即執(zhí)行，根本由不得你再封裝成閉包，所以文件模塊需要在定義之初就要做文章，這就是我們說熟知的 AMD/CMD 規(guī)范中的 define，開篇的 add.js 需要重新改寫一下

// add.js 文件
define ('add'，function () {
  function add (a, b) {
   return a + b;
  }
  return add;
})

而對于 define 的實現(xiàn)，最重要的就是將 callback 的執(zhí)行結(jié)果注冊到 context 的一個模塊數(shù)組中：

  context.modules = {}
  function define(name, callback) {
    context.modules[name] = callback && callback()
  }

于是 require 就可以從 context.modules 中根據(jù)模塊名載入模塊了，是不是有了一種自己去寫一個 “requirejs” 的沖動感

具體的 AMD 實現(xiàn)當(dāng)然還會復(fù)雜很多，還需要控制模塊載入時序、模塊依賴等等，但是了解了這其中的靈魂，想必去精讀 require.js 的源碼也不是一件困難的事情

四、Webpack 中的模塊化

Webpack 也可以配置異步模塊，當(dāng)配置為異步模塊的時候，在瀏覽器環(huán)境同樣的是基于動態(tài)插入 <script> 的方式載入遠(yuǎn)程模塊。在大多數(shù)情況下，模塊的載入方式都是類似于 Node 的本地磁盤同步載入的方式

嫑忘記，Webpack 除了有模塊化的能力，還是一個在輔助完善開發(fā)工作流的工具，也就是說，Webpack 的模塊化是在開發(fā)階段的完成的，使用 Webpack 構(gòu)筑的工作環(huán)境，在開發(fā)階段雖然是獨立的模塊文件，但是在運行時，卻是一個合并好的文件

所以 Webpack 是一種在非運行時的模塊化方案（基于 CommonJs），只有在配置了異步模塊的時候?qū)Ξ惒侥K的加載才是運行時的（基于 AMD）

五、模塊化規(guī)范

通用的問題在解決的過程中總會形成規(guī)范，上文已經(jīng)多次提到 CommonJs、AMD、CMD，有必要花點篇幅來講一講規(guī)范

Js 的模塊化規(guī)范的萌發(fā)于將 Js 擴(kuò)展到后端的想法，要使得 Js 具備類似于 Python、Ruby 和 Java 那樣具備開發(fā)大型應(yīng)用的基礎(chǔ)能力，模塊化規(guī)范是必不可少的。CommonJS 規(guī)范的提出，為Js 制定了一個美好愿景，希望 Js 能在任何地方運行，包括但不限于：

• 服務(wù)器端 Js 應(yīng)用

• 命令行工具

• 桌面應(yīng)用

• 混合應(yīng)用

CommonJS 對模塊的定義并不復(fù)雜，主要分為模塊引用、模塊定義和模塊標(biāo)識

1. 模塊引用：使用 require 方法來引入一個模塊

2. 模塊定義：使用 exports 導(dǎo)出模塊對象

3. 模塊標(biāo)識：給 require 方法傳入的參數(shù)，小駝峰命名的字符串、相對路徑或者絕對路徑

模塊示意

CommonJs 規(guī)范在 Node 中大放異彩并且相互促進(jìn)，但是在瀏覽器端，鑒于網(wǎng)絡(luò)的原因，同步的方式加載模塊顯然不太實用，在經(jīng)過一段爭執(zhí)之后，AMD 規(guī)范最終在前端場景中勝出（全稱 Asynchronous Module Definition，即“異步模塊定義”）

什么是 AMD，為什么需要 AMD ？在前述模塊化實現(xiàn)的推演過程中，你應(yīng)該能夠找到答案

除此之外還有國內(nèi)玉伯提出的 CMD 規(guī)范，AMD 和 CMD 的差異主要是，前者需要在定義之初聲明所有的依賴，后者可以在任意時機(jī)動態(tài)引入模塊。CMD 更接近于 CommonJS

兩種規(guī)范都需要從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中載入模塊，不同之處在于，前者是預(yù)加載，后者是延遲加載

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