浏览器加载 CommonJS 模块的原理与实现

就在这个周末，npm 超过了 cpan ，成为地球上最大的软件模块仓库。

npm 的模块都是 JavaScript 语言写的，但浏览器用不了，因为不支持 CommonJS 格式。要想让浏览器用上这些模块，必须转换格式。

本文介绍浏览器加载 CommonJS 的原理，并且给出一种非常简单的实现。

一、原理

浏览器不兼容CommonJS的根本原因，在于缺少四个Node.js环境的变量。

• module
• exports
• require
• global

只要能够提供这四个变量，浏览器就能加载 CommonJS 模块。

下面是一个简单的示例。

var module = { exports: {} }; (function(module, exports) { exports.multiply = function (n) { return n * 1000 }; }(module, module.exports)) var f = module.exports.multiply; f(5) // 5000

上面代码向一个立即执行函数提供 module 和 exports 两个外部变量，模块就放在这个立即执行函数里面。模块的输出值放在 module.exports 之中，这样就实现了模块的加载。

二、Browserify 的实现

知道了原理，就能做出工具了。Browserify 是目前最常用的 CommonJS 格式转换的工具。

请看一个例子，main.js 模块加载 foo.js 模块。

// foo.js module.exports = function(x) { console.log(x); }; // main.js var foo = require("./foo"); foo("Hi");

使用下面的命令，就能将main.js转为浏览器可用的格式。

$ browserify main.js > compiled.js

Browserify到底做了什么？安装一下browser-unpack，就能看清楚了。

$ npm install browser-unpack -g

然后，将前面生成的compile.js解包。

$ browser-unpack < compiled.js [ { "id":1, "source":"module.exports = function(x) {\n console.log(x);\n};", "deps":{} }, { "id":2, "source":"var foo = require(\"./foo\");\nfoo(\"Hi\");", "deps":{"./foo":1}, "entry":true } ]

可以看到，browerify 将所有模块放入一个数组，id 属性是模块的编号，source 属性是模块的源码，deps 属性是模块的依赖。

因为 main.js 里面加载了 foo.js，所以 deps 属性就指定 ./foo 对应1号模块。执行的时候，浏览器遇到 require('./foo') 语句，就自动执行1号模块的 source 属性，并将执行后的 module.exports 属性值输出。

三、Tiny Browser Require

虽然 Browserify 很强大，但不能在浏览器里操作，有时就很不方便。

我根据 mocha 的内部实现，做了一个纯浏览器的 CommonJS 模块加载器 tiny-browser-require 。完全不需要命令行，直接放进浏览器即可，所有代码只有30多行。

它的逻辑非常简单，就是把模块读入数组，加载路径就是模块的id。

function require(p){ var path = require.resolve(p); var mod = require.modules[path]; if (!mod) throw new Error('failed to require "' + p + '"'); if (!mod.exports) { mod.exports = {}; mod.call(mod.exports, mod, mod.exports, require.relative(path)); } return mod.exports; } require.modules = {}; require.resolve = function (path){ var orig = path; var reg = path + '.js'; var index = path + '/index.js'; return require.modules[reg] && reg || require.modules[index] && index || orig; }; require.register = function (path, fn){ require.modules[path] = fn; }; require.relative = function (parent) { return function(p){ if ('.' != p.charAt(0)) return require(p); var path = parent.split('/'); var segs = p.split('/'); path.pop(); for (var i = 0; i < segs.length; i++) { var seg = segs[i]; if ('..' == seg) path.pop(); else if ('.' != seg) path.push(seg); } return require(path.join('/')); }; };

使用的时候，先将上面的代码放入页面。然后，将模块放在如下的立即执行函数里面，就可以调用了。

<script src="require.js" /> <script> require.register("moduleId", function(module, exports, require){ // Module code goes here }); var result = require("moduleId"); </script>

还是以前面的 main.js 加载 foo.js 为例。

require.register("./foo.js", function(module, exports, require){ module.exports = function(x) { console.log(x); }; }); var foo = require("./foo.js"); foo("Hi");

注意，这个库只模拟了 require 、module 、exports 三个变量，如果模块还用到了 global 或者其他 Node 专有变量（比如 process），就通过立即执行函数提供即可。

（完）