前言

在JavaScript发展初期就是为了实现简单的页面交互逻辑，寥寥数语即可；如今CPU、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，此时在JS方面就会考虑使用模块化规范去管理。

本文内容主要有理解模块化，为什么要模块化，模块化的优缺点以及模块化规范,并且介绍下开发中最流行的CommonJS, AMD, ES6、CMD规范。本文试图站在小白的角度，用通俗易懂的笔调介绍这些枯燥无味的概念，希望诸君阅读后，对模块化编程有个全新的认识和理解！

一、模块化的理解

1.什么是模块?

将一个复杂的程序依据一定的规则(规范)封装成几个块(文件), 并进行组合在一起

块的内部数据与实现是私有的, 只是向外部暴露一些接口(方法)与外部其它模块通信

2.模块化的进化过程

全局function模式 : 将不同的功能封装成不同的全局函数

编码: 将不同的功能封装成不同的全局函数

问题: 污染全局命名空间, 容易引起命名冲突或数据不安全，而且模块成员之间看不出直接关系

function m1(){

//...

}

function m2(){

//...

}

namespace模式 : 简单对象封装

作用: 减少了全局变量，解决命名冲突

问题: 数据不安全(外部可以直接修改模块内部的数据)

let myModule = {

data: 'baidu.com',

foo() {

console.log(`foo() ${this.data}`)

},

bar() {

console.log(`bar() ${this.data}`)

}

}

myModule.data = 'other data' //能直接修改模块内部的数据

myModule.foo() // foo() other data

这样的写法会暴露所有模块成员，内部状态可以被外部改写。

IIFE模式：匿名函数自调用(闭包)

作用: 数据是私有的, 外部只能通过暴露的方法操作

编码: 将数据和行为封装到一个函数内部, 通过给window添加属性来向外暴露接口

问题: 如果当前这个模块依赖另一个模块怎么办?

// index.html文件

// module.js文件

(function(window) {

let data = 'baidu.com'

//操作数据的函数

function foo() {

//用于暴露有函数

console.log(`foo() ${data}`)

}

function bar() {

//用于暴露有函数

console.log(`bar() ${data}`)

otherFun() //内部调用

}

function otherFun() {

//内部私有的函数

console.log('otherFun()')

}

//暴露行为

window.myModule = { foo, bar } //ES6写法

})(window)

最后得到的结果：

IIFE模式增强 : 引入依赖

这就是现代模块实现的基石

// module.js文件

(function(window, $) {

let data = 'baidu.com'

//操作数据的函数

function foo() {

//用于暴露有函数

console.log(`foo() ${data}`)

$('body').css('background', 'red')

}

function bar() {

//用于暴露有函数

console.log(`bar() ${data}`)

otherFun() //内部调用

}

function otherFun() {

//内部私有的函数

console.log('otherFun()')

}

//暴露行为

window.myModule = { foo, bar }

})(window, jQuery)

// index.html文件

上例子通过jquery方法将页面的背景颜色改成红色，所以必须先引入jQuery库，就把这个库当作参数传入。这样做除了保证模块的独立性，还使得模块之间的依赖关系变得明显。

3. 模块化的好处

避免命名冲突(减少命名空间污染)

更好的分离, 按需加载

更高复用性

高可维护性

4. 引入多个

2.AMD

CommonJS规范加载模块是同步的，也就是说，只有加载完成，才能执行后面的操作。AMD规范则是非同步加载模块，允许指定回调函数。由于Node.js主要用于服务器编程，模块文件一般都已经存在于本地硬盘，所以加载起来比较快，不用考虑非同步加载的方式，所以CommonJS规范比较适用。但是，如果是浏览器环境，要从服务器端加载模块，这时就必须采用非同步模式，因此浏览器端一般采用AMD规范。此外AMD规范比CommonJS规范在浏览器端实现要来着早。

(1)AMD规范基本语法

定义暴露模块:

//定义没有依赖的模块

define(function(){

return 模块

})

//定义有依赖的模块

define(['module1', 'module2'], function(m1, m2){

return 模块

})

引入使用模块:

require(['module1', 'module2'], function(m1, m2){

使用m1/m2

})

(2)未使用AMD规范与使用require.js

通过比较两者的实现方法，来说明使用AMD规范的好处。

未使用AMD规范

// dataService.js文件

(function (window) {

let msg = 'baidu.com'

function getMsg() {

return msg.toUpperCase()

}

window.dataService = {getMsg}

})(window)

// alerter.js文件

(function (window, dataService) {

let name = 'Tom'

function showMsg() {

alert(dataService.getMsg() + ', ' + name)

}

window.alerter = {showMsg}

})(window, dataService)

// main.js文件

(function (alerter) {

alerter.showMsg()

})(alerter)

// index.html文件

最后得到如下结果：

这种方式缺点很明显：首先会发送多个请求，其次引入的js文件顺序不能搞错，否则会报错！

使用require.js

RequireJS是一个工具库，主要用于客户端的模块管理。它的模块管理遵守AMD规范，RequireJS的基本思想是，通过define方法，将代码定义为模块；通过require方法，实现代码的模块加载。

接下来介绍AMD规范在浏览器实现的步骤：

①下载require.js, 并引入

官网: http://requirejs.cn/

github : https://github.com/requirejs/requirejs

然后将require.js导入项目: js/libs/require.js

②创建项目结构

|-js

|-libs

|-require.js

|-modules

|-alerter.js

|-dataService.js

|-main.js

|-index.html

③定义require.js的模块代码

// dataService.js文件

// 定义没有依赖的模块

define(function() {

let msg = 'baidu.com'

function getMsg() {

return msg.toUpperCase()

}

return { getMsg } // 暴露模块

})

//alerter.js文件

// 定义有依赖的模块

define(['dataService'], function(dataService) {

let name = 'Tom'

function showMsg() {

alert(dataService.getMsg() + ', ' + name)

}

// 暴露模块

return { showMsg }

})

// main.js文件

(function() {

require.config({

baseUrl: 'js/', //基本路径 出发点在根目录下

paths: {

//映射: 模块标识名: 路径

alerter: './modules/alerter', //此处不能写成alerter.js,会报错

dataService: './modules/dataService'

}

})

require(['alerter'], function(alerter) {

alerter.showMsg()

})

})()

// index.html文件

④页面引入require.js模块:

在index.html引入

此外在项目中如何引入第三方库？只需在上面代码的基础稍作修改：

// alerter.js文件

define(['dataService', 'jquery'], function(dataService, $) {

let name = 'Tom'

function showMsg() {

alert(dataService.getMsg() + ', ' + name)

}

$('body').css('background', 'green')

// 暴露模块

return { showMsg }

})

// main.js文件

(function() {

require.config({

baseUrl: 'js/', //基本路径 出发点在根目录下

paths: {

//自定义模块

alerter: './modules/alerter', //此处不能写成alerter.js,会报错

dataService: './modules/dataService',

// 第三方库模块

jquery: './libs/jquery-1.10.1' //注意：写成jQuery会报错

}

})

require(['alerter'], function(alerter) {

alerter.showMsg()

})

})()

上例是在alerter.js文件中引入jQuery第三方库，main.js文件也要有相应的路径配置。

小结：通过两者的比较，可以得出AMD模块定义的方法非常清晰，不会污染全局环境，能够清楚地显示依赖关系。AMD模式可以用于浏览器环境，并且允许非同步加载模块，也可以根据需要动态加载模块。

3.CMD

CMD规范专门用于浏览器端，模块的加载是异步的，模块使用时才会加载执行。CMD规范整合了CommonJS和AMD规范的特点。在 Sea.js 中，所有 JavaScript 模块都遵循 CMD模块定义规范。

(1)CMD规范基本语法

定义暴露模块：

//定义没有依赖的模块

define(function(require, exports, module){

exports.xxx = value

module.exports = value

})

//定义有依赖的模块

define(function(require, exports, module){

//引入依赖模块(同步)

var module2 = require('./module2')

//引入依赖模块(异步)

require.async('./module3', function (m3) {

})

//暴露模块

exports.xxx = value

})

引入使用模块：

define(function (require) {

var m1 = require('./module1')

var m4 = require('./module4')

m1.show()

m4.show()

})

(2)sea.js简单使用教程

①下载sea.js, 并引入

官网: http://seajs.org/

github : https://github.com/seajs/seajs

然后将sea.js导入项目: js/libs/sea.js

②创建项目结构

|-js

|-libs

|-sea.js

|-modules

|-module1.js

|-module2.js

|-module3.js

|-module4.js

|-main.js

|-index.html

③定义sea.js的模块代码

// module1.js文件

define(function (require, exports, module) {

//内部变量数据

var data = 'atguigu.com'

//内部函数

function show() {

console.log('module1 show() ' + data)

}

//向外暴露

exports.show = show

})

// module2.js文件

define(function (require, exports, module) {

module.exports = {

msg: 'I Will Back'

}

})

// module3.js文件

define(function(require, exports, module) {

const API_KEY = 'abc123'

exports.API_KEY = API_KEY

})

// module4.js文件

define(function (require, exports, module) {

//引入依赖模块(同步)

var module2 = require('./module2')

function show() {

console.log('module4 show() ' + module2.msg)

}

exports.show = show

//引入依赖模块(异步)

require.async('./module3', function (m3) {

console.log('异步引入依赖模块3 ' + m3.API_KEY)

})

})

// main.js文件

define(function (require) {

var m1 = require('./module1')

var m4 = require('./module4')

m1.show()

m4.show()

})

④在index.html中引入

最后得到结果如下：

4.ES6模块化

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

(1)ES6模块化语法

export命令用于规定模块的对外接口，import命令用于输入其他模块提供的功能。

/** 定义模块 math.js **/

var basicNum = 0;

var add = function (a, b) {

return a + b;

};

export { basicNum, add };

/** 引用模块 **/

import { basicNum, add } from './math';

function test(ele) {

ele.textContent = add(99 + basicNum);

}

如上例所示，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。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。

// export-default.js

export default function () {

console.log('foo');

}

// import-default.js

import customName from './export-default';

customName(); // 'foo'

模块默认输出, 其他模块加载该模块时，import命令可以为该匿名函数指定任意名字。

(2)ES6 模块与 CommonJS 模块的差异

它们有两个重大差异：

① CommonJS 模块输出的是一个值的拷贝，ES6 模块输出的是值的引用。

② CommonJS 模块是运行时加载，ES6 模块是编译时输出接口。

第二个差异是因为 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。而 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。

下面重点解释第一个差异，我们还是举上面那个CommonJS模块的加载机制例子:

// lib.js

export let counter = 3;

export function incCounter() {

counter++;

}

// main.js

import { counter, incCounter } from './lib';

console.log(counter); // 3

incCounter();

console.log(counter); // 4

ES6 模块的运行机制与 CommonJS 不一样。ES6 模块是动态引用，并且不会缓存值，模块里面的变量绑定其所在的模块。

(3) ES6-Babel-Browserify使用教程

简单来说就一句话：使用Babel将ES6编译为ES5代码，使用Browserify编译打包js。

①定义package.json文件

{

"name" : "es6-babel-browserify",

"version" : "1.0.0"

}

②安装babel-cli, babel-preset-es2015和browserify

npm install babel-cli browserify -g

npm install babel-preset-es2015 --save-dev

preset 预设(将es6转换成es5的所有插件打包)

③定义.babelrc文件

{

"presets": ["es2015"]

}

④定义模块代码

//module1.js文件

// 分别暴露

export function foo() {

console.log('foo() module1')

}

export function bar() {

console.log('bar() module1')

}

//module2.js文件

// 统一暴露

function fun1() {

console.log('fun1() module2')

}

function fun2() {

console.log('fun2() module2')

}

export { fun1, fun2 }

//module3.js文件

// 默认暴露 可以暴露任意数据类项，暴露什么数据，接收到就是什么数据

export default () => {

console.log('默认暴露')

}

// app.js文件

import { foo, bar } from './module1'

import { fun1, fun2 } from './module2'

import module3 from './module3'

foo()

bar()

fun1()

fun2()

module3()

⑤ 编译并在index.html中引入

使用Babel将ES6编译为ES5代码(但包含CommonJS语法) : babel js/src -d js/lib

使用Browserify编译js : browserify js/lib/app.js -o js/lib/bundle.js

然后在index.html文件中引入

最后得到如下结果：

此外第三方库(以jQuery为例)如何引入呢？

首先安装依赖npm install jquery@1

然后在app.js文件中引入

//app.js文件

import { foo, bar } from './module1'

import { fun1, fun2 } from './module2'

import module3 from './module3'

import $ from 'jquery'

foo()

bar()

fun1()

fun2()

module3()

$('body').css('background', 'green')

三、总结

CommonJS规范主要用于服务端编程，加载模块是同步的，这并不适合在浏览器环境，因为同步意味着阻塞加载，浏览器资源是异步加载的，因此有了AMD CMD解决方案。

AMD规范在浏览器环境中异步加载模块，而且可以并行加载多个模块。不过，AMD规范开发成本高，代码的阅读和书写比较困难，模块定义方式的语义不顺畅。

CMD规范与AMD规范很相似，都用于浏览器编程，依赖就近，延迟执行，可以很容易在Node.js中运行。不过，依赖SPM 打包，模块的加载逻辑偏重

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。

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