前端模塊化

在JavaScript發(fā)展初期就是為了實(shí)現(xiàn)簡單的頁面交互邏輯，寥寥數(shù)語即可；如今CPU、瀏覽器性能得到了極大的提升，很多頁面邏輯遷移到了客戶端（表單驗(yàn)證等），隨著web2.0時(shí)代的到來，Ajax技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，jQuery等前端庫層出不窮，前端代碼日益膨脹

這時(shí)候JavaScript作為嵌入式的腳本語言的定位動(dòng)搖了，JavaScript卻沒有為組織代碼提供任何明顯幫助，甚至沒有類的概念，更不用說模塊（module）了，JavaScript極其簡單的代碼組織規(guī)范不足以駕馭如此龐大規(guī)模的代碼

模塊

既然JavaScript不能handle如此大規(guī)模的代碼，我們可以借鑒一下其它語言是怎么處理大規(guī)模程序設(shè)計(jì)的，在Java中有一個(gè)重要帶概念——package
，邏輯上相關(guān)的代碼組織到同一個(gè)包內(nèi)，包內(nèi)是一個(gè)相對獨(dú)立的王國，不用擔(dān)心命名沖突什么的，那么外部如果使用呢？直接import
對應(yīng)的package即可

import java.util.ArrayList;

遺憾的是JavaScript在設(shè)計(jì)時(shí)定位原因，沒有提供類似的功能，開發(fā)者需要模擬出類似的功能，來隔離、組織復(fù)雜的JavaScript代碼，我們稱為模塊化。
一個(gè)模塊就是實(shí)現(xiàn)特定功能的文件，有了模塊，我們就可以更方便地使用別人的代碼，想要什么功能，就加載什么模塊。模塊開發(fā)需要遵循一定的規(guī)范，各行其是就都亂套了
規(guī)范形成的過程是痛苦的，前端的先驅(qū)在刀耕火種、茹毛飲血的階段開始，發(fā)展到現(xiàn)在初具規(guī)模，簡單了解一下這段不凡的歷程

函數(shù)封裝

我們在講函數(shù)的時(shí)候提到，函數(shù)一個(gè)功能就是實(shí)現(xiàn)特定邏輯的一組語句打包，而且JavaScript的作用域就是基于函數(shù)的，所以把函數(shù)作為模塊化的第一步是很自然的事情，在一個(gè)文件里面編寫幾個(gè)相關(guān)函數(shù)就是最開始的模塊了

function fn1(){ 
  statement
}
function fn2(){
  statement
}

這樣在需要的以后夾在函數(shù)所在文件，調(diào)用函數(shù)就可以了
這種做法的缺點(diǎn)很明顯：污染了全局變量，無法保證不與其他模塊發(fā)生變量名沖突，而且模塊成員之間沒什么關(guān)系。

對象

為了解決上面問題，對象的寫法應(yīng)運(yùn)而生，可以把所有的模塊成員封裝在一個(gè)對象中

var myModule = { 
   var1: 1,
   var2: 2, 
   fn1: function(){ 
   },
   fn2: function(){
   }
}

這樣我們在希望調(diào)用模塊的時(shí)候引用對應(yīng)文件，然后

myModule.fn2();

這樣避免了變量污染，只要保證模塊名唯一即可，同時(shí)同一模塊內(nèi)的成員也有了關(guān)系看似不錯(cuò)的解決方案，但是也有缺陷，外部可以隨意修改內(nèi)部成員

myModel.var1 = 100;

這樣就會(huì)產(chǎn)生意外的安全問題

立即執(zhí)行函數(shù)
可以通過立即執(zhí)行函數(shù)，來達(dá)到隱藏細(xì)節(jié)的目的

var myModule = (function(){ 
   var var1 = 1;
   var var2 = 2; 
   function fn1(){
   } 
   function fn2(){ 
   } 
   return { fn1: fn1, fn2: fn2 };
})();

這樣在模塊外部無法修改我們沒有暴露出來的變量、函數(shù)
上述做法就是我們模塊化的基礎(chǔ)，目前，通行的JavaScript模塊規(guī)范主要有兩種：CommonJS和AMD

CommonJS

我們先從CommonJS談起，因?yàn)樵诰W(wǎng)頁端沒有模塊化編程只是頁面JavaScript邏輯復(fù)雜，但也可以工作下去，在服務(wù)器端卻一定要有模塊，所以雖然JavaScript在web端發(fā)展這么多年，第一個(gè)流行的模塊化規(guī)范卻由服務(wù)器端的JavaScript應(yīng)用帶來，CommonJS規(guī)范是由NodeJS發(fā)揚(yáng)光大，這標(biāo)志著JavaScript模塊化編程正式登上舞臺。

1. 定義模塊根據(jù)CommonJS規(guī)范，一個(gè)單獨(dú)的文件就是一個(gè)模塊。每一個(gè)模塊都是一個(gè)單獨(dú)的作用域，也就是說，在該模塊內(nèi)部定義的變量，無法被其他模塊讀取，除非定義為global對象的屬性

2. 模塊輸出：模塊只有一個(gè)出口，module.exports對象，我們需要把模塊希望輸出的內(nèi)容放入該對象

3. 加載模塊：加載模塊使用require方法，該方法讀取一個(gè)文件并執(zhí)行，返回文件內(nèi)部的module.exports對象

看個(gè)例子

//模塊定義 myModel.js
var name = 'Byron';
function printName(){ 
  console.log(name);
}
function printFullName(firstName){ 
  console.log(firstName + name);
}
module.exports = { 
  printName: printName, 
  printFullName: printFullName
}
//加載模塊
var nameModule = require('./myModel.js');
nameModule.printName();

不同的實(shí)現(xiàn)對require時(shí)的路徑有不同要求，一般情況可以省略js拓展名，可以使用相對路徑，也可以使用絕對路徑，甚至可以省略路徑直接使用模塊名（前提是該模塊是系統(tǒng)內(nèi)置模塊）

尷尬的瀏覽器

仔細(xì)看上面的代碼，會(huì)發(fā)現(xiàn)require是同步的。模塊系統(tǒng)需要同步讀取模塊文件內(nèi)容，并編譯執(zhí)行以得到模塊接口。

這在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)很簡單，也很自然，然而， 想在瀏覽器端實(shí)現(xiàn)問題卻很多。瀏覽器端，加載JavaScript最佳、最容易的方式是在document中插入script標(biāo)簽。但腳本標(biāo)簽天生異步，傳統(tǒng)CommonJS模塊在瀏覽器環(huán)境中無法正常加載。

解決思路之一是，開發(fā)一個(gè)服務(wù)器端組件，對模塊代碼作靜態(tài)分析，將模塊與它的依賴列表一起返回給瀏覽端。 這很好使，但需要服務(wù)器安裝額外的組件，并因此要調(diào)整一系列底層架構(gòu)。

另一種解決思路是，用一套標(biāo)準(zhǔn)模板來封裝模塊定義，但是對于模塊應(yīng)該怎么定義和怎么加載，又產(chǎn)生的分歧：

AMD

AMD 即Asynchronous Module Definition，中文名是異步模塊定義的意思。它是一個(gè)在瀏覽器端模塊化開發(fā)的規(guī)范

由于不是JavaScript原生支持，使用AMD規(guī)范進(jìn)行頁面開發(fā)需要用到對應(yīng)的庫函數(shù)，也就是大名鼎鼎RequireJS
，實(shí)際上AMD 是 RequireJS 在推廣過程中對模塊定義的規(guī)范化的產(chǎn)出

requireJS主要解決兩個(gè)問題

1. 多個(gè)js文件可能有依賴關(guān)系，被依賴的文件需要早于依賴它的文件加載到瀏覽器
2. js加載的時(shí)候?yàn)g覽器會(huì)停止頁面渲染，加載文件越多，頁面失去響應(yīng)時(shí)間越長

看一個(gè)使用requireJS的例子

// 定義模塊 myModule.js
define(['dependency'], function(){ 
  var name = 'Byron'; 
  function printName(){ 
    console.log(name);
  } 
  return { printName: printName };
});
// 加載模塊
require(['myModule'], function (my){
  my.printName();
});

語法

requireJS定義了一個(gè)函數(shù) define，它是全局變量，用來定義模塊

define(id?, dependencies?, factory);

1. id：可選參數(shù)，用來定義模塊的標(biāo)識，如果沒有提供該參數(shù)，腳本文件名（去掉拓展名）
2. dependencies：是一個(gè)當(dāng)前模塊依賴的模塊名稱數(shù)組
3. factory：工廠方法，模塊初始化要執(zhí)行的函數(shù)或?qū)ο蟆Ｈ绻麨楹瘮?shù)，它應(yīng)該只被執(zhí)行一次。如果是對象，此對象應(yīng)該為模塊的輸出值

在頁面上使用require函數(shù)加載模塊

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

require()函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù)

1. 第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)數(shù)組，表示所依賴的模塊
2. 第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)回調(diào)函數(shù)，當(dāng)前面指定的模塊都加載成功后，它將被調(diào)用。加載的模塊會(huì)以參數(shù)形式傳入該函數(shù)，從而在回調(diào)函數(shù)內(nèi)部就可以使用這些模塊

require()函數(shù)在加載依賴的函數(shù)的時(shí)候是異步加載的，這樣瀏覽器不會(huì)失去響應(yīng)，它指定的回調(diào)函數(shù)，只有前面的模塊都加載成功后，才會(huì)運(yùn)行，解決了依賴性的問題。

CMD

CMD 即Common Module Definition通用模塊定義，CMD規(guī)范是國內(nèi)發(fā)展出來的，就像AMD有個(gè)requireJS，CMD有個(gè)瀏覽器的實(shí)現(xiàn)SeaJS，SeaJS要解決的問題和requireJS一樣，只不過在模塊定義方式和模塊加載（可以說運(yùn)行、解析）時(shí)機(jī)上有所不同
語法
Sea.js 推崇一個(gè)模塊一個(gè)文件，遵循統(tǒng)一的寫法

define

define(id?, deps?, factory)

因?yàn)镃MD推崇

1. 一個(gè)文件一個(gè)模塊，所以經(jīng)常就用文件名作為模塊id
2. CMD推崇依賴就近，所以一般不在define的參數(shù)中寫依賴，在factory中寫

factory有三個(gè)參數(shù)

function(require, exports, module)

require
require 是 factory 函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)

require(id)

require 是一個(gè)方法，接受 模塊標(biāo)識 作為唯一參數(shù)，用來獲取其他模塊提供的接口
exports
exports 是一個(gè)對象，用來向外提供模塊接口
module
module 是一個(gè)對象，上面存儲(chǔ)了與當(dāng)前模塊相關(guān)聯(lián)的一些屬性和方法
demo

// 定義模塊 myModule.js
define(function(require, exports, module) { 
  var $ = require('jquery.js') 
  $('div').addClass('active');
});
// 加載模塊
seajs.use(['myModule.js'], function(my){
});

AMD與CMD區(qū)別

關(guān)于這兩個(gè)的區(qū)別網(wǎng)上可以搜出一堆文章，簡單總結(jié)一下
最明顯的區(qū)別就是在模塊定義時(shí)對依賴的處理不同

1. AMD推崇依賴前置，在定義模塊的時(shí)候就要聲明其依賴的模塊
2. CMD推崇就近依賴，只有在用到某個(gè)模塊的時(shí)候再去require

這種區(qū)別各有優(yōu)劣，只是語法上的差距，而且requireJS和SeaJS都支持對方的寫法

AMD和CMD最大的區(qū)別是對依賴模塊的執(zhí)行時(shí)機(jī)處理不同，注意不是加載的時(shí)機(jī)或者方式不同

很多人說requireJS是異步加載模塊，SeaJS是同步加載模塊，這么理解實(shí)際上是不準(zhǔn)確的，其實(shí)加載模塊都是異步的，只不過AMD依賴前置，js可以方便知道依賴模塊是誰，立即加載，而CMD就近依賴，需要使用把模塊變?yōu)樽址馕鲆槐椴胖酪蕾嚵四切┠K，這也是很多人詬病CMD的一點(diǎn)，犧牲性能來帶來開發(fā)的便利性，實(shí)際上解析模塊用的時(shí)間短到可以忽略

為什么我們說兩個(gè)的區(qū)別是依賴模塊執(zhí)行時(shí)機(jī)不同，為什么很多人認(rèn)為ADM是異步的，CMD是同步的（除了名字的原因。。。）

同樣都是異步加載模塊，AMD在加載模塊完成后就會(huì)執(zhí)行改模塊，所有模塊都加載執(zhí)行完后會(huì)進(jìn)入require的回調(diào)函數(shù)，執(zhí)行主邏輯，這樣的效果就是依賴模塊的執(zhí)行順序和書寫順序不一定一致，看網(wǎng)絡(luò)速度，哪個(gè)先下載下來，哪個(gè)先執(zhí)行，但是主邏輯一定在所有依賴加載完成后才執(zhí)行

CMD加載完某個(gè)依賴模塊后并不執(zhí)行，只是下載而已，在所有依賴模塊加載完成后進(jìn)入主邏輯，遇到require語句的時(shí)候才執(zhí)行對應(yīng)的模塊，這樣模塊的執(zhí)行順序和書寫順序是完全一致的

這也是很多人說AMD用戶體驗(yàn)好，因?yàn)闆]有延遲，依賴模塊提前執(zhí)行了，CMD性能好，因?yàn)橹挥杏脩粜枰臅r(shí)候才執(zhí)行的原因

參考

從 CommonJS 到 Sea.js
Javascript模塊化編程（一）：模塊的寫法
Javascript模塊化編程（二）：AMD規(guī)范
詳解JavaScript模塊化開發(fā)
require
SeaJS API 快速參考
SeaJS 與 RequireJS 的異同