前端模块化

前端模块化

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

这时候JavaScript作为嵌入式的脚本语言的定位动摇了，JavaScript却没有为组织代码提供任何明显帮助，甚至没有类的概念，更不用说模块（module）了，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

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

规范形成的过程是痛苦的，前端的先驱在刀耕火种、茹毛饮血的阶段开始，发展到现在初具规模，简单了解一下这段不凡的历程

函数封装

我们在讲函数的时候提到，函数一个功能就是实现特定逻辑的一组语句打包，而且JavaScript的作用域就是基于函数的，所以把函数作为模块化的第一步是很自然的事情，在一个文件里面编写几个相关函数就是最开始的模块了

function fn1(){
    statement
}

function fn2(){
    statement
}

这样在需要的以后夹在函数所在文件，调用函数就可以了

这种做法的缺点很明显：污染了全局变量，无法保证不与其他模块发生变量名冲突，而且模块成员之间没什么关系。

对象

为了解决上面问题，对象的写法应运而生，可以把所有的模块成员封装在一个对象中

var myModule = {
    var1: 1,

    var2: 2,

    fn1: function(){

    },

    fn2: function(){

    }
}

这样我们在希望调用模块的时候引用对应文件，然后

myModule.fn2();

这样避免了变量污染，只要保证模块名唯一即可，同时同一模块内的成员也有了关系

看似不错的解决方案，但是也有缺陷，外部可以随意修改内部成员

myModel.var1 = 100;

这样就会产生意外的安全问题

立即执行函数

可以通过立即执行函数，来达到隐藏细节的目的

var myModule = (function(){
    var var1 = 1;
    var var2 = 2;

    function fn1(){

    }

    function fn2(){

    }

    return {
        fn1: fn1,
        fn2: fn2
    };
})();

这样在模块外部无法修改我们没有暴露出来的变量、函数

上述做法就是我们模块化的基础，目前，通行的JavaScript模块规范主要有两种：CommonJS和AMD

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

看个例子

//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）

尴尬的浏览器

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。

解决思路之一是，开发一个服务器端组件，对模块代码作静态分析，将模块与它的依赖列表一起返回给浏览器端。 这很好使，但需要服务器安装额外的组件，并因此要调整一系列底层架构。

另一种解决思路是，用一套标准模板来封装模块定义，但是对于模块应该怎么定义和怎么加载，又产生的分歧：

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，也就是大名鼎鼎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

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

看一个使用requireJS的例子

// 定义模块 myModule.js
define(['dependency'], function(){
    var name = 'Byron';
    function printName(){
        console.log(name);
    }

    return {
        printName: printName
    };
});

// 加载模块
require(['myModule'], function (my){

　 my.printName(); });

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

在页面上使用require函数加载模块

require([dependencies], function(){});

require()函数接受两个参数

1. 第一个参数是一个数组，表示所依赖的模块
2. 第二个参数是一个回调函数，当前面指定的模块都加载成功后，它将被调用。加载的模块会以参数形式传入该函数，从而在回调函数内部就可以使用这些模块

require()函数在加载依赖的函数的时候是异步加载的，这样浏览器不会失去响应，它指定的回调函数，只有前面的模块都加载成功后，才会运行，解决了依赖性的问题。

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

define(id?, deps?, factory)

因为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

factory有三个参数

function(require, exports, module)

require

require 是 factory 函数的第一个参数

require(id)

require 是一个方法，接受 模块标识 作为唯一参数，用来获取其他模块提供的接口

exports

exports 是一个对象，用来向外提供模块接口

module

module 是一个对象，上面存储了与当前模块相关联的一些属性和方法

demo

// 定义模块  myModule.js
define(function(require, exports, module) {
  var $ = require('jquery.js')
  $('div').addClass('active');
});

// 加载模块
seajs.use(['myModule.js'], function(my){

});

AMD与CMD区别

关于这两个的区别网上可以搜出一堆文章，简单总结一下

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

参考

从 CommonJS 到 Sea.js

Javascript模块化编程（一）：模块的写法

Javascript模块化编程（二）：AMD规范

详解JavaScript模块化开发

require

SeaJS API 快速参考

SeaJS 与 RequireJS 的异同