1. 模块加载方案 commonJS

背景:

历史上,JavaScript 一直没有模块(module)体系,

无法将一个大程序拆分成互相依赖的小文件,再用简单的方法拼装起来。

其他语言都有这项功能: 

Ruby 的require

Python 的import

甚至就连 CSS 都有@import

但是 JavaScript 任何这方面的支持都没有,这对开发大型的、复杂的项目形成了巨大障碍

在 ES6 之前,社区制定了一些模块加载方案,最主要的有:

CommonJS     用于服务器

AMD    用于浏览器

ES6 在语言标准的层面上,实现了模块功能,而且实现得相当简单,完全可以取代 CommonJS 和 AMD 规

范,成为浏览器和服务器通用的模块解决方案

ES6 模块的设计思想: 尽量的静态化,使得编译时就能确定模块的依赖关系,以及输入输出的变量

CommonJS 和 AMD 模块,都只能在运行时确定这些东西。

比如,CommonJS 模块就是对象,输入时必须查找对象属性。

运行时加载:实质是整体加载fs模块(即加载fs的所有方法),生成一个对象(_fs),然后再从这个对象上面读取 3 个方法

let { stat, exists, readFile } = require('fs');    // CommonJS模块


// 等同于
let _fs = require('fs');
let stat = _fs.stat;
let exists = _fs.exists;
let readfile = _fs.readfile;

ES6 模块 不是对象,而是通过 export 命令显式指定 输出的代码,再通过 import 命令输入

编译时加载: 实质是从fs模块加载 3 个方法,其他方法不加载。

import { stat, exists, readFile } from 'fs';    // ES6模块

ES6 可以在编译时就完成模块加载,效率要比 CommonJS 模块的加载方式高。

当然,这也导致了没法引用 ES6 模块本身,因为它不是对象

  • ES6 的模块自动采用严格模式,不管你有没有在模块头部加上"use strict";
  • 限制
变量必须声明后再使用
函数的参数不能有同名属性,否则报错
不能使用 with 语句
不能对只读属性赋值,否则报错
不能使用前缀 0 表示八进制数,否则报错
不能删除不可删除的属性,否则报错
不能删除变量 delete prop,会报错,只能删除属性 delete global[prop]
eval 不会在它的外层作用域引入变量
eval 和 arguments 不能被重新赋值
arguments不会自动反映函数参数的变化
不能使用 arguments.callee
不能使用 arguments.caller
禁止 this 指向全局对象
不能使用 fn.caller 和 fn.arguments 获取函数调用的堆栈
增加了保留字(比如 protected、static 和 interface)

2. 模块功能主要由两个命令构成:export 和 import

export、import 命令 可以出现在模块的任何位置,

只要处于模块顶层就可以,

不能处于块级作用域内,否则就会报错

export

用于输出模块的对外接口

一个模块就是一个独立的文件。

 

注意1. export语句输出的接口,与其对应的值是动态绑定关系,

即通过该接口,可以取到模块内部实时的值

export var foo = 'bar';
setTimeout(() => foo = 'baz', 500);
// 输出变量 foo,值为bar,500 毫秒之后变成baz

不同于CommonJS 模块输出的是值的缓存,不存在动态更新

注意2. export命令规定的是对外的接口,必须与模块内部的变量建立一一对应关系。

// 报错
export 1;

// 报错
var m = 1;
export m;

  // 报错
  function f() {}
  export f;

/**** 正确写法 ****/
// 写法一
export var m = 1;

// 写法二
var m = 1;
export {m};

// 写法三
var n = 1;
export {n as m};

  // 正确
  export function f() {};

  // 正确
  function f() {}
  export {f};

  • export 命令输出变量

模块文件内部的所有变量,外部无法获取。

如果你希望外部能够读取模块内部的某个变量,就必须使用 export 关键字输出该变量

// profile.js
export var firstName = 'Michael';
export var lastName = 'Jackson';
export var year = 1958;

优先考虑以下写法。因为这样就可以在脚本尾部,一眼看清楚输出了哪些变量。

// profile.js
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;

export {firstName, lastName, year};
  • export 命令输出函数或类(class)
export function multiply(x, y) {
    return x * y;
};
  • 可以使用 export { ...as...} 关键字重命名
function v1() { ... }
function v2() { ... }

export {
    v1 as streamV1,
    v2 as streamV2,
    v2 as streamLatestVersion    // v2 可以用不同的名字输出两次。
};

 

import

用于输入其他模块提供的功能

其他 JS 文件就可以通过 import 命令加载这个模块

// main.js
import {firstName, lastName, year} from './profile.js';

function setName(element) {
    element.textContent = firstName + ' ' + lastName;
}
  • import 命令要使用 as 关键字,将输入的变量重命名
import { lastName as surname } from './profile.js';
  • import 命令输入的变量都是只读的

因为它的本质是输入接口。

也就是说,不允许在加载模块的脚本里面,改写接口

import {a} from './xxx.js'

a = {};     // Syntax Error : 'a' is read-only;

 // 如果a是一个对象,改写a的属性是允许的
 a.foo = 'hello'; // 合法操作

  • import 命令具有提升效果,会提升到整个模块的头部,首先执行

本质是,import命令是编译阶段执行的,在代码运行之前就输入完成了。

  • 由于import是静态执行,所以不能使用表达式和变量,这些只有在运行时才能得到结果的语法结构
  • 仅仅执行模块,但是不输入任何值
import 'lodash';
import 'lodash';    // 多次重复执行同一句 import 语句,那么只会执行一次,而不会执行多次
  • CommonJS 模块的require命令  和  ES6 模块的import命令,可以写在同一个模块里面,但是最好不要这样做
  • 因为import在静态解析阶段执行,所以它是一个模块之中最早执行的。下面的代码可能不会得到预期结果。
require('core-js/modules/es6.symbol');
require('core-js/modules/es6.promise');
import React from 'React';

模块的整体加载

  • 现有模块 circle.js
// circle.js
export function area(radius) {
    return Math.PI * radius * radius;
};

export function circumference(radius) {
    return 2 * Math.PI * radius;
};
  • index.js 整体加载
// index.js
import * as circle from './circle';

console.log('圆面积:' + circle.area(4));
console.log('圆周长:' + circle.circumference(14));

export default 模块指定默认输出

使用import命令的时候,用户需要知道所要加载的变量名或函数名,否则无法加载。

但是,用户肯定希望快速上手,未必愿意阅读文档,去了解模块有哪些属性和方法

为了给用户提供方便,让他们不用阅读文档就能加载模块,就要用到 export default 命令,为模块指定默认输出

一个模块只能有一个默认输出, 因此 export default 命令只能使用一次

使用 export default 时,对应的 import 语句不需要使用大括号

// export-default.js
export default function foo() {
    console.log('foo');
};

// 或者写成
function foo() {
    console.log('foo');
};

export default foo;
  • 如果想在一条 import 语句中,同时输入默认方法和其他接口,可以写成下面这样
export default function (obj) {
  // ···
}

export function each(obj, iterator, context) {
  // ···
}

export { each as forEach };


/**** 导入 ****/
import _, { each, forEach } from 'lodash';

跨模块常量 const

引入import()函数,完成动态加载

import函数的参数specifier,指定所要加载的模块的位置。

import 命令能够接受什么参数,import()函数就能接受什么参数,两者区别主要是后者为动态加载。

import()类似于 Node 的require方法,区别主要是前者是异步加载,后者是同步加载

import()返回一个 Promise 对象

const main = document.querySelector('main');

import(`./section-modules/${someVariable}.js`)
    .then(module => {
        module.loadPageInto(main);
    })
    .catch(err => {
        main.textContent = err.message;
    });

 

3. 浏览器加载

默认情况下,浏览器是同步加载 JavaScript 脚本,即渲染引擎遇到<script>标签就会停下

来,等到执行完脚本,再继续向下渲染。如果是外部脚本,还必须加入脚本下载的时间

 

如果脚本体积很大,下载和执行的时间就会很长,因此造成浏览器堵塞,用户会感觉到浏览器“卡死”

了,没有任何响应。这显然是很不好的体验,所以浏览器允许脚本异步加载,

下面就是两种异步加载的语法

<script src="path/to/myModule.js" defer></script>
<script src="path/to/myModule.js" async></script>
  • <script> 标签打开 defer 或 async 属性,脚本就会异步加载。

渲染引擎遇到这一行命令,就会开始下载外部脚本,但不会等它下载和执行,而是直接执行后面的命令。

defer 与 async 的区别是:

defer 要等到整个页面在内存中正常渲染结束

(DOM 结构完全生成,以及其他脚本执行完成),才会执行

async 一旦下载完,渲染引擎就会中断渲染,

执行这个脚本以后,再继续渲染

  • 浏览器加载 ES6 模块,也使用<script>标签,但是要加入type="module"属性
<script type="module" src="./foo.js"></script>

浏览器对于带有 type="module"的 <script>,都是异步加载,不会造成堵塞浏览器,

即等到整个页面渲染完,再执行模块脚本,等同于打开了 <script> 标签的 defer 属性。

ES6 模块也允许内嵌在网页中,语法行为与加载外部脚本完全一致

<script type="module">
    import utils from "./utils.js";

    // other code
</script>

注意:

  • 代码是在模块作用域之中运行,而不是在全局作用域运行。模块内部的顶层变量,外部不可见。
  • 模块脚本自动采用严格模式,不管有没有声明 use strict
  • 模块之中,可以使用import命令加载其他模块(.js后缀不可省略,需要提供绝对 URL 或相对 URL),也可以使用export命令输出对外接口。
  • 模块之中,顶层的this关键字返回undefined,而不是指向window。也就是说,在模块顶层使用this关键字,是无意义的。
  • 同一个模块如果加载多次,将只执行一次。
  • 利用顶层的 this 等于 undefined 这个语法点,可以侦测当前代码是否在 ES6 模块之中。
const isNotModuleScript = this !== undefined

4. ES6 模块与 CommonJS 模块完全不同。

  • CommonJS 模块输出的是值的拷贝            ES6 模块输出的是值的引用。
  • CommonJS 模块是运行时加载            ES6 模块是编译时输出接口。

 CommonJS 加载的是一个对象(即module.exports属性),该对象只有在脚本运行完才会生成

 ES6 模块不是对象,它的对外接口只是一种静态定义,在代码静态解析阶段就会生成

  • CommonJS 模块输出的是值的拷贝,也就是说,一旦输出一个值,模块内部的变化就影响不到这个值
/**** 定义接口 lib.js ****/
var counter = 3;
function incCounter() {
    counter++;
};

module.exports = {
    counter: counter,
    incCounter: incCounter,
};


/**** 导入 main.js ****/
var mod = require('./lib');

console.log(mod.counter);  // 3
mod.incCounter();    // 改变的是模块文件中的值,而当前文件的值不受影响
console.log(mod.counter); // 3
  • ES6 模块的运行机制与 CommonJS 不一样。

JS 引擎对脚本静态分析的时候,遇到模块加载命令import,就会生成一个只读引用。

等到脚本真正执行时,再根据这个只读引用,到被加载的那个模块里面去取值

// lib.js
export let counter = 3;
export function incCounter() {
  counter++;
}

// main.js
import { counter, incCounter } from './lib';
console.log(counter);    // 3    第一次取值
incCounter(); 
console.log(counter);    // 4    再取值,发现值变了
  • 唯一要注意的是: ES6 输入的模块变量,只是一个“符号连接”,所以这个变量是只读的,对它进行重新赋值会报错

5. Node 对 ES6 模块的处理比较麻烦,因为它有自己的 CommonJS 模块格式,与 ES6 模块格式是不兼容的。

目前的解决方案是,将两者分开,ES6 模块 和 CommonJS 采用各自的加载方案

  • 为了与浏览器的 import 加载规则相同,Node 的.mjs文件支持 URL 路径。
import './foo?query=1';    // 加载 ./foo 传入参数 ?query=1
  • 只要文件名中含有:%#?等特殊字符,最好对这些字符进行转义。

因为 Node 会按 URL 规则解读

  • Node 的 import 命令只支持加载本地模块(file:协议),不支持加载远程模块
  • 如果模块名不含路径,那么 import 命令会去 node_modules 目录寻找这个模块
  • 如果脚本文件省略了后缀名,

比如import './foo',Node 会依次尝试四个后缀名

./foo.mjs

./foo.js

./foo.json

./foo.node

如果这些脚本文件都不存在,Node 就会去加载 ./foo/package.json 的 main 字段指定的脚本。

如果 ./foo/package.json 不存在 或者 没有 main 字段,那么就会抛出错误。

6. ES6 模块加载 CommonJS 模块 

CommonJS 模块的输出 都定义在 module.exports 这个属性上面

// a.js
module.exports = {
    foo: 'hello',
    bar: 'world'
};


// 等同于
export default {
    foo: 'hello',
    bar: 'world'
};

/**** 
    export 指向 modeule.exports,
    即 exports 变量 是对 module 的 exports 属性的引用
    因此
 ****/
module.exports = func;    // 正确
export = func;    // 错误

module.exports会被视为默认输出,即import命令实际上输入的是这样一个对象{ default: module.exports }

  • 通过 import 一共有三种写法,可以拿到 CommonJS 模块的module.exports
// 写法一
import baz from './a';
// baz = {foo: 'hello', bar: 'world'};

// 写法二
import {default as baz} from './a';
// baz = {foo: 'hello', bar: 'world'};

// 写法三
import * as baz from './a';
// baz = {
//   get default() {return module.exports;},
//   get foo() {return this.default.foo}.bind(baz),
//   get bar() {return this.default.bar}.bind(baz)
// }
  • CommonJS 的一个文件,就是一个模块
  • 每个模块文件都默认包裹一层函数:console.log(arguments.callee.toString());
  • 可以通过将变量和函数设置为  module.exports / exports 的属性来暴露模块内容(变量和函数)
  • require命令第一次导入加载模块内容,就会执行整个脚本,然后在内存生成一个对象
  • function(exports, require, module, __filename, __dirname){}

正是因为有了这层看不见的函数,所以一个模块就是一个函数作用域,与其他模块作用域互相独立

 

--------小尾巴 ________一个人欣赏-最后一朵颜色的消逝-忠诚于我的是·一颗叫做野的心.决不受人奴役.怒火中生的那一刻·终将结束...