【模块化】 js 模块化(CommonJS, AMD, UMD, CMD, ES6)

将介绍几种 js 模块化的规范，以及它们各自的优缺点和差异…

js 的演变

在 js 刚出现的时候，只是作为脚本语言，但随着浏览器的不断发展，js 越来越被重视起来，可以实现较为复杂的功能。这个时候开发者为了维护方便，会把不同功能的模块抽离出来写入单独的 js 文件，但是当项目更为复杂的时候，html 中可能会引入很多个 js 文件，而这个时候就会出现命名冲突，污染作用域等一系列问题，这个时候 模块化 的概念及实现方法应运而生。

模块化

模块化开发是一种管理方式，一种生产方式，也是一种解决问题的方案。一个模块就是实现某个特定功能的文件，我们可以很方便的使用别人的代码，想要什么模块，就引入那个模块。但是模块开发要遵循一定的规范，后面就出现了我们所熟悉的一系列规范。

1. CommonJS 规范

CommonJS 主要用在 node 开发上，每个文件就是一个模块，每个文件都有自己的一个作用域。通过module.exports 暴露 public 成员。
此外，CommonJS 通过 require 引入模块依赖，require 函数可以引入 node 的内置模块、自定义模块和 npm 等第三方模块。

commonJs伪代码

参考文章

定义模块：

// 定义模块 math.js
var basicNum = 0;
function add(a, b) {
  return a + b;
}
// 在这里写上需要向外暴露的函数、变量
module.exports = { 
  add: add,
  basicNum: basicNum
}

加载模块：

// 引入 math.js 模块
var math = require('./math');
math.add(2, 3); // 5

?CommonJS优缺点

优点：

1. 简单并且容易使用
2. 服务器端模块便于重用

缺点：

1. 同步的模块加载方式不适合在浏览器环境中
2. 不能非阻塞的并行加载多个模块

2. AMD 规范

AMD 是 (Asynchronous Module Definition) 的缩写，意思就是"异步模块定义"。它采用异步方式加载模块，模块的加载不影响它后面语句的运行。所有依赖这个模块的语句，都定义在一个回调函数中，等到加载完成之后，这个回调函数才会运行。
在 AMD 规范中，我们使用 define 定义模块，使用 require 加载模块，但是不同于 CommonJS，它要求两个参数：

定义模块：

define(id?, dependencies?, factory);

• id 是定义的模块名，这个参数是 可选的，如果没有定义该参数，模块名字应该默认为模块加载器请求的指定脚本的名字，如果有该参数，模块名必须是顶级的绝对的。
• dependencies 是定义的模块中所依赖的 模块数组，也是 可选的，依赖模块优先级执行，并且执行结果按照数组中的排序依次以参数的形式传入 factory。
• factory 是模块初始化要执行的函数或对象，是 必需的。

加载模块：

require([module], callback);

第一个参数 module，是一个数组，里面的成员就是要加载的模块；第二个参数 callback，则是加载成功之后的回调函数。如果将前面的 CommonJS 改写成 AMD 形式，就是下面这样：

require(['./math'], function (math) {
  math.add(2, 3);
});

?AMD 优缺点

优点：

1. 适合在浏览器环境中异步加载模块
2. 可以并行加载多个模块

缺点：

1. 提高了开发成本
2. 不符合通用的模块化思维方式

3. UMD 规范

UMD 是 (Universal Module Definition) 通用模块定义 的缩写。UMD 是 AMD 和 CommonJS 的一个糅合。
AMD 是浏览器优先，异步加载；CommonJS 是服务器优先，同步加载。
既然要通用，怎么办呢？
那就先判断是否支持 node 的模块，支持就使用 node；
再判断是否支持 AMD，支持则使用 AMD 的方式加载。
这就是所谓的 UMD。

?UMD = AMD + CommonJS

示例：

(function (window, factory) {
  if (typeof exports === "object") {
    // CommonJS
    module.exports = factory();
  } else if (typeof define === "function" && define.amd) {
    // AMD
    define(factory);
  } else {
    // 浏览器全局定义
    window.eventUtil = factory();
  }
})(this, function () {
  // do something
});

4. CMD 规范

CMD 是 (Common Module Definition) 公共模块定义 的缩写。
CMD 可能是在 CommonJS 之后抽象出来的一套模块化语法定义和使用的标准。
在 CMD 规范中，一个模块就是一个文件。
CMD模块化方案与AMD类似，也采用异步加载模块的方式，但是它更加注重模块的依赖关系，可以更好地管理模块之间的依赖关系。
而CMD是懒加载，虽然会一开始就并行加载js文件，但是不会执行，而是在需要的时候才执行。
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，依赖延迟执行

// cmd1.js
define(function(require,exports,module){
    // ...
    module.exports={
        // ..
    }
})
?
// cmd2.js
define(function(require,exports,module){    
    var cmd2 = require('./cmd1') 
    // cmd2.xxx 依赖就近书写
    module.exports={
        // ...
    }
})
seajs.use(['cmd2.js','cmd1.js'],function(cmd2,cmd1){
  // ....
})

定义模块：

define(factory);

define 接收 factory 参数，它可以是一个函数，也可以是一个对象或一个字符串。

• 当 factory 是一个对象或是一个字符串时，表示该模块的接口就是这个对象或者字符串。

• 当 factory 是一个函数时，表示是该模块的构造方法。执行该构造方法，可以得到模块向外提供的接口。factory 在执行时，默认传入三个参数：require、exports、module。
  其中 require 用来加载其它模块，exports 用来向外提供模块接口
  module 是一个对象，存储着与当前模块相关联的一些属性和方法。

加载模块：
我们可以通过 SeaJs 的 use 方法加载模块:

seajs.use([module], callback);

?CMD 优缺点

优点：可以很容易在 node 中运行
缺点：依赖 SPM 打包，模块的加载逻辑偏重

5. 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。
在 ES6 中，我们使用 export 关键字来导出模块，使用 import 关键字来引入模块。

引入模块：

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

上面代码实质是从 fs 模块中加载 3 个方法，其他方法不加载。
这种加载称为 “编译时加载” 或者 静态加载，即 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。

导出模块：

let firstName = 'Zhou';
let lastName = 'ShuYi';
let year = 1994;
export { firstName, lastName, year };

上面代码在 export 后面，使用大括号指定所要输出的一组变量。export 除了输出变量，还可以输出函数或类。

符号绑定

是因为ESM会开辟一块名为模块环境记录的内存空间用来实时绑定导出变量，模块环境记录中的数据是以const常量声明，无法修改值或改变内存地址。
一旦导出文件修改导出变量，会删除模块环境记录中对应数据并重新生成新的常量。(所以值改变了)
被引用的值，指向同一块内存空间：

普通函数：

ESM中：

ESM中的符号绑定

?ESM 优缺点

优点：容易进行静态分析
缺点：原生浏览器端还没有实现该标准

AMD 和 CMD 的区别

对于依赖的模块，AMD 是 提前执行，CMD 是 延迟执行。

AMD 推崇 依赖前置，CMD 推崇 依赖就近。

AMD 的 API 默认是一个当多个用，CMD 的 API 严格区分，推崇职责单一。

ES6 模块与 CommonJS 模块的差异

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。

3. CommonJS 模块的 require() 是 同步加载 模块，ES6 模块的 import 命令是 异步加载，有一个独立的模块依赖的解析阶段。

4. CommonJs导入的模块路径可以是一个表达式，因为它使用的是require()方法；而ES6 Modules只能是字符串

5. CommonJS this指向当前模块，ES6 Modules this指向undefined

6. 且ES6 Modules中没有这些顶层变量：arguments、require、module、exports、__filename、__dirname

参考

参考文章
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