了解一下ES module 和 Commonjs

最近测试了几个 ES module 和 Commonjs 的例子，理解了之前不太理解的概念，记录一下。要是想多了解的可以去看看阮老师的 Module 那部分。会贴一小部分的代码，不会贴所有验证的代码。

Commonjs require 大概流程

本质上 Commonjs 一直是 node 在使用的规范，虽然其他平台也可以使用。

• 处理路径，node 有专门的 path 模块和__dirname 等，将路径转成绝对路径，定位目标文件
• 检查缓存
• 读取文件代码(fs)
• 包裹一个函数并执行（自执行函数）
• 缓存
• 返回 module.exports

ES module 大概流程

最重要的应该是解析依赖了，ES module 如果都是同步的，会很慢。都说 ES module 是异步的，在不同环境会有不同的结果。其实 ES module 的三个步骤是可以分开异步进行。在浏览器，会使用 HTML 的规范，最后的实例化是同步，在 node 环境，文件都是在本地，同步就显得很容易。

• 模块解析，入口文件开始，构建 Module Record，然后放置到 Module Map。Module Map 相当于每一个 js 文件，Module Record 相当于里面依赖的每一个 import
• 获取文件，解析文件，进行 JavaScript 的解析，变量提升等
• 实例化，执行文件内容

exports 与 module.exports

Commonjs 可以用 exports.xxx 导出，也可以用 module.exports = {}导出，因为整个文件读取之后会包裹到一个自执行函数，差不多是这样：

(function(exports, require, module, filename, dirname){

})(exports, require, module, filename, dirname)

如果直接 exports = {}那么导出是无效的。下面三个例子就可以很好的理解：

function fn(obj){
  obj.num = 2;
};
let obj = {
  num: 1;
};
fn(obj);
console.log(obj);


function fn(obj){
  obj = {num: 2};
};
let obj = {
  num: 1;
};
fn(obj);
console.log(obj);


function fn(obj){
  obj = 2;
};
let obj = 1;
fn(obj);
console.log(obj);

对象是指针的引用，相当于 obj = xxxx，用 obj.xx 赋值其实就是给指针 xxxx 指向的对象赋值，如果 obj = {}，相当于 obj 的指针改变了，相当于 obj = xx，所以 exports = {}是无效的。

ES module 是值的引用，Commonjs 是值的拷贝

这块其实挺好实验的，导出一个变量，调用函数改变这个变量再输出，可以得到 Commonjs 的值是不会因为执行了 add 就改变，ES module 就会：

let a = 10;
exports.a = a;
exports.add = () => {
  a++;
};

let a = 10;
export const b = a;
exports.add = () => {
  a++;
};

ES module 是编译时输出，Commonjs 是运行时加载

运行时加载也比较好实验（个人观点这样可以表示是运行时加载）：

main.js
let a = require('./a.js');
let b = require('./b.js');

a.js
exports.a = 'a';
let b = require('./b.js');
exports.aa = 'aa';

b.js
let a = require('./a.js');
console.log(a,'in b.js');

这样去执行的时候，b.js 里面的 a 是{a: 'a'}，如果把 exports.aa = 'aa';放到 let b = require('./b.js');之前，b.js 里面的 a 是{a: 'a', aa: 'aa'}。

所以 Commonjs 是一边运行一边加载，当 a.js 执行到 let b = require('./b.js');的时候，之前的代码是执行过了，并缓存起来，这时候就会去加载 b.js 并执行。

ES module 是编译时输出

不太确定是否能这样理解：

index.js
import {c} from './c.js';


c.js
import {d} from './d.js';
export let c = 'c';


d.js
import {c} from './c.js';
console.log(c,'in d.js');
export const d = 'd';

得到的结果会报错：Cannot access 'c' before initialization，如果 let c 改成 var c，结果是 undefined in d.js。

ES module 会有一个跟 JavaScript 解析一样的过程，先是解析整个 js，做一些变量提升，然后再执行。就是说会先加载所有的文件，并且解析，不会执行，在所有依赖文件加载解析完成，再开始执行。所以我是这样去理解的 ES module 是编译时输出。

ES module 和 Commonjs 循环引用的区别

这点其实挺重要的，ES module 和 Commonjs 都是通过缓存来解决循环引用的问题，不会造成死循环。Commonjs 是运行时加载，在解析到 require 的时候，会先检查缓存，如果没有，会先进行缓存再继续往下执行:

main.js
require('./a.js');

a.js
let b = require('./b.js');
exports.a = 'a';
console.log('a.js', b);

b.js
let a = require('./a.js');
console.log('b.js', a);
exports.b = 'b';

result:
b.js {}
a.js { b: 'b' }

大概流程：

• main.js require('./a.js'); 检查缓存，没有 a.js，执行 a.js
• a.js，检查缓存，没有，缓存 a.js。执行 let b = require('./b.js');，检查缓存，没有 b.js，执行 b.js
• b.js，检查缓存，没有 b.js，缓存 b.js。执行 let a = require('./a.js');，检查缓存，有 a.js，获取缓存，打印获取的缓存，b.js 缓存加上 b: 'b'
• 回到 a.js，a.js 缓存加上 a: 'a'，打印

所以 Commonjs 多次引入和循环引入的解决方案，是先缓存，再根据执行的内容新增缓存的内容，而且只会执行一次。

ES module 解决多次引入和循环引入也是依赖缓存，但是缓存的机制不一样。ES module 是值的引用和编译时输出，ES module 导出的是内存地址的索引：

index.js
import {c} from './c.js';

c.js
import {d} from './d.js';
console.log(d,'in c.js');
export var c = 'c';

d.js
import {c} from './c.js';
console.log(c,'in d.js');
export const d = 'd';

result
undefined in d.js
d in c.js

当解析到 d.js 的 import {c} from './c.js';，会去 module map 检查是否有 c moduel record，有，建立模块指向。当依赖解析完成之后，代码也解析完成了，最后实例化运行代码，所以 d.js 执行的时候 c 是 undefined。

ES module 动态引入 import()

Commonjs 的 require 可以是动态的，也不一定要放在顶层，ES module 的 import 就必须放在最顶层。动态加载在实际应用场景是必须的，对于性能方面有非常大的提升。最典型的就是路由懒加载，如果不是有动态 import，打包出来的是一个文件，首次加载会非常慢。还有是一些条件语句决定是否加载某些文件，对性能也非常友好。

tree shaking

ES module 可以实现 tree shaking，核心就是 ES module 是编译时输出，新进行编译再执行，编译过程就能确定哪些内容是无用的，Commonjs 就无法实现，只有在执行过程中才知道哪些内容是无用的。

node 执行 ES module

如果文件后缀是.mjs（node 执行的后缀是.cjs），那么 node 会根据 ES module 规范去执行，如果是 js，那么 package.json 里面要新增"type": "module"，否则会报错：

Warning: To load an ES module, set "type": "module" in the package.json or use the .mjs extension.
SyntaxError: Cannot use import statement outside a module

也可以配置 exports 做兼容，exports 优先级高于 main：

"exports": {
    "import": "./src/index.js",
    "require": "./src/index.cjs"
  }

require 寻找引入的顺序

先看是否是内置包，如果是直接返回；看是否是相对路径，是就处理成可识别绝对路径，如果找不到就报错；不是内置包没有相对路径，从当前目录开始寻找 node_modules，找不到依次往上的目录寻找 node_modules，直到根目录，还找不到就报错。会先以文件名找，再依次是.js、.json、.node。