JavaScript模組化程式設計的詳細介紹（程式碼範例）-js教程-PHP中文網

這篇文章帶給大家的內容是關於JavaScript模組化程式設計的詳細介紹（程式碼範例），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

什麼是模組化？

模組就是實現特定功能的一組方法,而模組化是將模組的程式碼創造自己的作用域，只向外部暴露公開的方法和變量，而這些方法之間高度解耦。

寫 JS 為什麼需要模組化程式設計？
當寫前端還只是處理網頁的一些表單提交，點擊交互的時候，還沒有強化JS 模組化的概念，當前端邏輯開始複雜，交互變得更多，數據量越來越龐大時，前端對JS 模組化程式的需求就越加強烈。

在很多場景中，我們需要考慮模組化：

團隊多人協作，需要引用別人的程式碼
#專案交接，我們在閱讀和重構別人的程式碼
程式碼審查時，檢驗你的程式碼是否規範，是否有問題
寫完程式碼，回顧自己寫的程式碼是否美觀：）
不同的環境，環境變數不同

基於上述場景，所以，目前JS 模組化主要是這幾個目的：

程式碼複用性
函數程式碼鬆耦合
解決命名衝突
程式碼可維護性
程式碼可閱讀性

先給結論：JS 的模組化程式設計經歷了幾個階段：

命名空間形式的程式碼封裝
透過立即執行函數(IIFE)所建立的命名空間
伺服器端運行時Nodejs 的CommonJS 規範
將模組化運行在瀏覽器端的AMD/CMD 規範
相容CMD 和AMD 的UMD 規範
透過語言標準支援的ES Module

先給結論圖：

JavaScript模組化程式設計的詳細介紹（程式碼範例）

一、命名空間

我們知道，在ES6 之前，JS 是沒有塊作用域的，私有變數和方法的隔離主要靠函數作用域，公開變數和方法的隔離主要靠物件的屬性參考。

封裝函數

在JS 還沒有模組化規範的時候，將一些通用的、底層的功能抽像出來，獨立成一個個函數來實現模組化：
比方寫一個utils.js 工具函數檔

//  utils.js
function add(x, y) {
    if(typeof x !== "number" || typeof y !== "number") return;
    return x + y;
}

function square(x) {
    if(typeof x !== "number") return;
    return x * x;
}

<script></script>
<script>
    add(2, 3);
    square(4);
</script>

登入後複製

透過js 函數檔分割的方式，此時的公開函數其實是掛載到了全域物件window 下，當在別人也想定義一個叫add 函數，或是多個js 檔案合併壓縮的時候，會出現命名衝突的問題。

掛載到全域變數下：

後來我們想到透過掛載函數到全域物件字面量下的方式，利用JAVA 套件的概念，希望減輕命名衝突的嚴重性。

var mathUtils1 = {
    add: function(x, y) {
        return x + y;
    },
}

var mathUtils2 = {
    add: function(x, y, z) {
        return x + y + z;
    },
}

mathUtils.add();

mathUtils.square();

登入後複製

這種方式仍然創建了全域變量，但如果套件的路徑很長，那麼到最後引用方法可能就會以module1.subModule.subSubModule.add 的方式引用程式碼了。

IIFE
考慮模組存在私有變量，於是我們利用IIFE(立即執行表達式)建立閉包來封裝私有變數：

var module = (function(){
    var count = 0;
    return {
        inc: function(){
            count += 1;
        },
        dec: function(){
            count += -1;
        }
    }
})()

module.inc();
module.dec();

登入後複製

這樣私有變量對外部來說就是不可存取的，那如果模組需要引入其他依賴呢？

var utils = (function ($) {
    var $body = $("body"); 
    var _private = 0;
    var foo = function() {
        ...
    }
    var bar = function () {
        ...
    }
    
    return {
        foo: foo,
        bar: bar
    }
})(jQuery);

登入後複製

以上封裝模組的方式稱為：模組模式，在jQuery 時代，大量使用了模組模式:

<script></script>
<script></script>
<script></script>
<script></script>
<script></script>

登入後複製

jQuery 的插件必須在JQuery.js 檔案之後，檔案的載入順序被嚴格限制住，依賴越多,依賴關係越混亂，越容易出錯。

二、CommonJS

Nodejs 的出現，讓 JavaScript 能夠運作在服務端環境中，此時迫切需要建立一個標準來實現統一的模組系統，也就是後來的 CommonJS。

// math.js
exports.add = function(x, y) {
    return x + y;
}

// base.js
var math = require("./math.js");
math.add(2, 3);  // 5

// 引用核心模块
var http = require('http');
http.createServer(...).listen(3000);

登入後複製

CommonJS 規定每個模組內部，module 代表目前模組，這個模組是一個對象，有id,filename, loaded,parent, children, exports 等屬性，module.exports 屬性表示目前模組對外輸出的接口，其他檔案載入該模組，其實就是讀取module.exports 變數。

// utils.js
// 直接赋值给 module.exports 变量
module.exports = function () {
    console.log("I'm utils.js module");
}

// base.js
var util = require("./utils.js")
util();  // I'm utils.js module

或者挂载到 module.exports 对象下
module.exports.say = function () {
    console.log("I'm utils.js module");
}

// base.js
var util = require("./utils.js")
util.say();

登入後複製

為了方便，Node 為每個模組提供一個 exports 自由變量，指向 module.exports。這等同在每個模組頭部，有一行這樣的指令。

var exports = module.exports;

登入後複製

exports 和 module.exports 共享了同一個引用位址，如果直接對 exports 賦值會導致兩者不再指向同一個記憶體位址，但最終不會對 module.exports 起效。

// module.exports 可以直接赋值
module.exports = 'Hello world';  

// exports 不能直接赋值
exports = 'Hello world';

登入後複製

CommonJS 總結：
CommonJS 規格載入模組是同步的，用於服務端，由於CommonJS 會在啟動時把內建模組載入到記憶體中，也會載入過的模組放在記憶體中。所以在 Node 環境中用同步載入的方式不會有很大問題。

另，CommonJS模組載入的是輸出值的拷貝。也就是說，外部模組輸出值變了，目前模組的導入值不會改變。

三、AMD

CommonJS 规范的出现，使得 JS 模块化在 NodeJS 环境中得到了施展机会。但 CommonJS 如果应用在浏览器端，同步加载的机制会使得 JS 阻塞 UI 线程，造成页面卡顿。

利用模块加载后执行回调的机制，有了后面的 RequireJS 模块加载器，由于加载机制不同，我们称这种模块规范为 AMD(Asynchromous Module Definition 异步模块定义)规范, 异步模块定义诞生于使用 XHR + eval 的开发经验，是 RequireJS 模块加载器对模块定义的规范化产出。

AMD 的模块写法：

// 模块名 utils
// 依赖 jQuery, underscore
// 模块导出 foo, bar 属性
<script></script>

// main.js
require.config({
  baseUrl: "script",
  paths: {
    "jquery": "jquery.min",
    "underscore": "underscore.min",
  }
});

// 定义 utils 模块，使用 jQuery 模块
define("utils", ["jQuery", "underscore"], function($, _) {
    var body = $("body");
    var deepClone = _.deepClone({...});
    return {
        foo: "hello",
        bar: "world"
    }
})

登入後複製

AMD 的特点在于：

延迟加载
依赖前置

AMD 支持兼容 CommonJS 写法：

define(function (require, exports, module){
  var someModule = require("someModule");
  var anotherModule = require("anotherModule");

  someModule.sayHi();
  anotherModule.sayBye();

  exports.asplode = function (){
    someModule.eat();
    anotherModule.play();
  };
});

登入後複製

四、CMD

SeaJS 是国内 JS 大神玉伯开发的模块加载器，基于 SeaJS 的模块机制，所有 JavaScript 模块都遵循 CMD（Common Module Definition）模块定义规范.

CMD 模块的写法：

<script></script>
<script>
// seajs 的简单配置
seajs.config({
  base: "./script/",
  alias: {
    "jquery": "script/jquery/3.3.1/jquery.js"
  }
})

// 加载入口模块
seajs.use("./main")
</script>

// 定义模块
// utils.js
define(function(require, exports, module) {
  exports.each = function (arr) {
    // 实现代码 
  };

  exports.log = function (str) {
    // 实现代码
  };
});

// 输出模块
define(function(require, exports, module) {
  var util = require('./util.js');
  
  var a = require('./a'); //在需要时申明，依赖就近
  a.doSomething();
  
  exports.init = function() {
    // 实现代码
    util.log();
  };
});

登入後複製

CMD 和 AMD 规范的区别：
AMD推崇依赖前置，CMD推崇依赖就近：
AMD 的依赖需要提前定义，加载完后就会执行。
CMD 依赖可以就近书写，只有在用到某个模块的时候再去执行相应模块。
举个例子：

// main.js
define(function(require, exports, module) {
  console.log("I'm main");
  var mod1 = require("./mod1");
  mod1.say();
  var mod2 = require("./mod2");
  mod2.say();

  return {
    hello: function() {
      console.log("hello main");
    }
  };
});

// mod1.js
define(function() {
  console.log("I'm mod1");
  return {
    say: function() {
      console.log("say: I'm mod1");
    }
  };
});

// mod2.js
define(function() {
  console.log("I'm mod2");
  return {
    say: function() {
      console.log("say: I'm mod2");
    }
  };
});

登入後複製

以上代码分别用 Require.js 和 Sea.js 执行，打印结果如下：
Require.js:
先执行所有依赖中的代码

I'm mod1
I'm mod2
I'm main
say: I'm mod1
say: I'm mod2

登入後複製

Sea.js:
用到依赖时，再执行依赖中的代码

I'm main

I'm mod1
say: I'm mod1
I'm mod2
say: I'm mod2

登入後複製

五、UMD

umd（Universal Module Definition）是 AMD 和 CommonJS 的兼容性处理,提出了跨平台的解决方案。

(function (root, factory) {
    if (typeof exports === 'object') {
        // commonJS
        module.exports = factory();
    } else if (typeof define === 'function' && define.amd) {
        // AMD
        define(factory);
    } else {
        // 挂载到全局
        root.eventUtil = factory();
    }
})(this, function () {
    function myFunc(){};

    return {
        foo: myFunc
    };
});

登入後複製

应用 UMD 规范的 JS 文件其实就是一个立即执行函数，通过检验 JS 环境是否支持 CommonJS 或 AMD 再进行模块化定义。

六、ES6 Module

CommonJS 和 AMD 规范都只能在运行时确定依赖。而 ES6 在语言层面提出了模块化方案, ES6 module 模块编译时就能确定模块的依赖关系，以及输入和输出的变量。ES6 模块化这种加载称为“编译时加载”或者静态加载。

JavaScript模組化程式設計的詳細介紹（程式碼範例）

写法：

// math.js
// 命名导出
export function add(a, b){
    return a + b;
}
export function sub(a, b){
    return a - b;
}
// 命名导入
import { add, sub } from "./math.js";
add(2, 3);
sub(7, 2);

// 默认导出
export default function foo() {
  console.log('foo');
}
// 默认导入
import someModule from "./utils.js";

登入後複製

ES6 模块的运行机制与 CommonJS 不一样。JS 引擎对脚本静态分析的时候，遇到模块加载命令import，就会生成一个只读引用。等到脚本真正执行时，再根据这个只读引用，到被加载的那个模块里面去取值。原始值变了，import加载的值也会跟着变。因此，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。

另，在 webpack 对 ES Module 打包， ES Module 会编译成 require/exports 来执行的。

总结

JS 的模块化规范经过了模块模式、CommonJS、AMD/CMD、ES6 的演进，利用现在常用的 gulp、webpack 打包工具，非常方便我们编写模块化代码。掌握这几种模块化规范的区别和联系有助于提高代码的模块化质量，比如，CommonJS 输出的是值拷贝，ES6 Module 在静态代码解析时输出只读接口，AMD 是异步加载，推崇依赖前置，CMD 是依赖就近，延迟执行，在使用到模块时才去加载相应的依赖。

以上是JavaScript模組化程式設計的詳細介紹（程式碼範例）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！