前端模块化

1、为什么需要模块化

在JavaScript发展初期就是为了实现简单的页面交互逻辑,网页结构并不复杂,早期简单的网页结构是类似这样的:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title></title>
    <link rel="dns-prefetch" href="xxx.css">
    <script type="text/javascript" src="xxx.js"></script>
    ...
</head>
<body>
    ... 
</body>
</html>

但随着互联网的网速发展,浏览器性能得到了极大的提升,很多页面逻辑迁移到了客户端(表单验证等),随着web2.0时代的到来,Ajax技术得到广泛应用,jQuery等前端库层出不穷,前端代码日益膨胀。网页结构越来越复杂,举个简单的例子:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title></title>
    <link rel="dns-prefetch" href="xxx.css">
    ...
</head>
<body>
    ... 

    <script type="text/javascript" src="a.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="b.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="c.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="d.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="e.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="f.js"></script>
</body>
</html>

不同的js文件,彼此依赖,先不说里面的变量命名是否会冲突之类的问题.光是这个页面的书写顺序就不能乱,如果错了就只能GG。光靠人去维护就难免出错.现在还好只是几个,若是项目大了,团队也大了,保不齐一个人出错,可就麻烦了。而随着前端功能的愈发丰富强大,前端代码,尤其是JS也愈发膨胀,简单的规范已经不能满足项目代码的开发需求.JavaScript极其简单的代码组织规范不足以驾驭如此庞大规模的代码。

2、模块

既然JavaScript不能handle如此大规模的代码,我们可以借鉴一下其它语言是怎么处理大规模程序设计的,在Java中有一个重要带概念——package,逻辑上相关的代码组织到同一个包内,包内是一个相对独立的王国,不用担心命名冲突什么的。那么外部如果使用呢?直接import对应的package即可

import java.util.ArrayList;

遗憾的是JavaScript在设计时定位原因,没有提供类似的功能,开发者需要模拟出类似的功能,来隔离、组织复杂的JavaScript代码,我们称为模块化。

一个模块就是实现特定功能的文件,有了模块,我们就可以更方便地使用别人的代码,想要什么功能,就加载什么模块。模块开发需要遵循一定的规范,各行其是就都乱套了。

3、JavaScript模块化规范

通行的JavaScript模块规范主要有两种:CommonJS和AMD。

3.1、CommonJS

我们先从CommonJS谈起,因为在网页端没有模块化编程只是页面JavaScript逻辑复杂,但也可以工作下去,在服务器端却一定要有模块,所以虽然JavaScript在web端发展这么多年,第一个流行的模块化规范却由服务器端的JavaScript应用带来,CommonJS规范是由NodeJS发扬光大,这标志着JavaScript模块化编程正式登上舞台。

  1. 定义模块: 根据CommonJS规范,一个单独的文件就是一个模块。每一个模块都是一个单独的作用域,也就是说,在该模块内部定义的变量,无法被其他模块读取,除非定义为global对象的属性
  2. 模块输出: 模块只有一个出口,module.exports对象,我们需要把模块希望输出的内容放入该对象
  3. 加载模块: 加载模块使用require方法,该方法读取一个文件并执行,返回文件内部的module.exports对象

例子:

//模块定义 myModel.js

var name = 'Byron';

function printName(){
    console.log(name);
}

function printFullName(firstName){
    console.log(firstName + name);
}

module.exports = {
    printName: printName,
    printFullName: printFullName
}

//加载模块

var nameModule = require('./myModel.js');

nameModule.printName();

不同的实现对require时的路径有不同要求,一般情况可以省略js拓展名,可以使用相对路径,也可以使用绝对路径,甚至可以省略路径直接使用模块名(前提是该模块是系统内置模块)。 仔细看上面的代码,会发现require是同步的。模块系统需要同步读取模块文件内容,并编译执行以得到模块接口。

这在服务器端实现很简单,也很自然,然而, 想在浏览器端实现问题却很多。

浏览器端,加载JavaScript最佳、最容易的方式是在document中插入script 标签。但脚本标签天生异步,传统CommonJS模块在浏览器环境中无法正常加载。

4、AMD

AMD 即Asynchronous Module Definition,中文名是异步模块定义的意思。它是一个在浏览器端模块化开发的规范。

由于不是JavaScript原生支持,使用AMD规范进行页面开发需要用到对应的库函数,也就是RequireJS,实际上AMD 是 RequireJS 在推广过程中对模块定义的规范化的产出。

语法: requireJS定义了一个函数 define,它是全局变量,用来定义模块

define(id?, dependencies?, factory);
  1. id:可选参数,用来定义模块的标识,如果没有提供该参数,脚本文件名(去掉拓展名)
  2. dependencies:是一个当前模块依赖的模块名称数组
  3. factory:工厂方法,模块初始化要执行的函数或对象。如果为函数,它应该只被执行一次。如果是对象,此对象应该为模块的输出值

requireJS主要解决两个问题:

  1. 多个js文件可能有依赖关系,被依赖的文件需要早于依赖它的文件加载到浏览器
  2. js加载的时候浏览器会停止页面渲染,加载文件越多,页面失去响应时间越长

5、CMD

CMD 即Common Module Definition通用模块定义,CMD规范是国内发展出来的,就像AMD有个requireJS,CMD有个浏览器的实现SeaJS,SeaJS要解决的问题和requireJS一样,只不过在模块定义方式和模块加载(可以说运行、解析)时机上有所不同。

语法: Sea.js 推崇一个模块一个文件,遵循统一的写法

define(id?, deps?, factory)

CMD推崇:

  1. 一个文件一个模块,所以经常就用文件名作为模块id
  2. CMD推崇依赖就近,所以一般不在define的参数中写依赖,在factory中写

6、AMD与CMD区别

最明显的区别就是在模块定义时对依赖的处理不同:

  1. AMD推崇依赖前置,在定义模块的时候就要声明其依赖的模块
  2. CMD推崇就近依赖,只有在用到某个模块的时候再去require

这种区别各有优劣,只是语法上的差距,而且requireJS和SeaJS都支持对方的写法。

AMD和CMD最大的区别是对依赖模块的执行时机处理不同,注意不是加载的时机或者方式不同。

很多人说requireJS是异步加载模块,SeaJS是同步加载模块,这么理解实际上是不准确的,其实加载模块都是异步的,只不过AMD依赖前置,js可以方便知道依赖模块是谁,立即加载,而CMD就近依赖,需要使用把模块变为字符串解析一遍才知道依赖了那些模块,这也是很多人诟病CMD的一点,牺牲性能来带来开发的便利性,实际上解析模块用的时间短到可以忽略。

为什么我们说两个的区别是依赖模块执行时机不同,为什么很多人认为ADM是异步的,CMD是同步的(除了名字的原因。。。)。

同样都是异步加载模块,AMD在加载模块完成后就会执行改模块,所有模块都加载执行完后会进入require的回调函数,执行主逻辑,这样的效果就是依赖模块的执行顺序和书写顺序不一定一致,看网络速度,哪个先下载下来,哪个先执行,但是主逻辑一定在所有依赖加载完成后才执行。

CMD加载完某个依赖模块后并不执行,只是下载而已,在所有依赖模块加载完成后进入主逻辑,遇到require语句的时候才执行对应的模块,这样模块的执行顺序和书写顺序是完全一致的。

这也是很多人说AMD用户体验好,因为没有延迟,依赖模块提前执行了,CMD性能好,因为只有用户需要的时候才执行的原因。

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