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:CommonJSAMD

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

posted @ 2015-03-31 19:53 谦行 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏