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模塊化開發

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前端模塊化

前端模塊化

在JavaScript發展初期就是為了實現簡單的頁面交互邏輯,寥寥數語即可;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(表單驗證等),隨著web2.0時代的到來,Ajax技術得到廣泛應用,jQuery等前端庫層出不窮,前端代碼日益膨脹

這時候JavaScript作為嵌入式的腳本語言的定位動搖了,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範不足以駕馭如此龐大規模的代碼

模塊

既然JavaScript不能handle如此大規模的代碼,我們可以借鑒一下其它語言是怎麽處理大規模程序設計的,在Java中有一個重要帶概念——package

,邏輯上相關的代碼組織到同一個包內,包內是一個相對獨立的王國,不用擔心命名沖突什麽的,那麽外部如果使用呢?直接import對應的package即可

import java.util.ArrayList;

遺憾的是JavaScript在設計時定位原因,沒有提供類似的功能,開發者需要模擬出類似的功能,來隔離、組織復雜的JavaScript代碼,我們稱為模塊化。

一個模塊就是實現特定功能的文件,有了模塊,我們就可以更方便地使用別人的代碼,想要什麽功能,就加載什麽模塊。模塊開發需要遵循一定的規範,各行其是就都亂套了

規範形成的過程是痛苦的,前端的先驅在刀耕火種、茹毛飲血的階段開始,發展到現在初具規模,簡單了解一下這段不凡的歷程

函數封裝

我們在講函數的時候提到,函數一個功能就是實現特定邏輯的一組語句打包,而且JavaScript的作用域就是基於函數的,所以把函數作為模塊化的第一步是很自然的事情,在一個文件裏面編寫幾個相關函數就是最開始的模塊了

function fn1(){
    statement
}

function fn2(){
    statement
}

這樣在需要的以後夾在函數所在文件,調用函數就可以了

這種做法的缺點很明顯:汙染了全局變量,無法保證不與其他模塊發生變量名沖突,而且模塊成員之間沒什麽關系。

對象

為了解決上面問題,對象的寫法應運而生,可以把所有的模塊成員封裝在一個對象中

var myModule = {
    var1: 1,

    var2: 2,

    fn1: function(){

    },

    fn2: function(){

    }
}

這樣我們在希望調用模塊的時候引用對應文件,然後

myModule.fn2();

這樣避免了變量汙染,只要保證模塊名唯一即可,同時同一模塊內的成員也有了關系

看似不錯的解決方案,但是也有缺陷,外部可以隨意修改內部成員

myModel.var1 = 100;

這樣就會產生意外的安全問題

立即執行函數

可以通過立即執行函數,來達到隱藏細節的目的

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

上述做法就是我們模塊化的基礎,目前,通行的JavaScript模塊規範主要有兩種:CommonJSAMD

CommonJS

我們先從CommonJS談起,因為在網頁端沒有模塊化編程只是頁面JavaScript邏輯復雜,但也可以工作下去,在服務器端卻一定要有模塊,所以雖然JavaScript在web端發展這麽多年,第一個流行的模塊化規範卻由服務器端的JavaScript應用帶來,CommonJS規範是由NodeJS發揚光大,這標誌著JavaScript模塊化編程正式登上舞臺。

  1. 定義模塊
    根據CommonJS規範,一個單獨的文件就是一個模塊。每一個模塊都是一個單獨的作用域,也就是說,在該模塊內部定義的變量,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:
    模塊只有一個出口,module.exports對象,我們需要把模塊希望輸出的內容放入該對象

  3. 加載模塊:
    加載模塊使用require方法,該方法讀取一個文件並執行,返回文件內部的module.exports對象

看個例子

//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();

不同的實現對require時的路徑有不同要求,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內置模塊)

尷尬的瀏覽器

仔細看上面的代碼,會發現require是同步的。模塊系統需要同步讀取模塊文件內容,並編譯執行以得到模塊接口。

這在服務器端實現很簡單,也很自然,然而, 想在瀏覽器端實現問題卻很多。

瀏覽器端,加載JavaScript最佳、最容易的方式是在document中插入script 標簽。但腳本標簽天生異步,傳統CommonJS模塊在瀏覽器環境中無法正常加載。

解決思路之一是,開發一個服務器端組件,對模塊代碼作靜態分析,將模塊與它的依賴列表一起返回給瀏覽器端。 這很好使,但需要服務器安裝額外的組件,並因此要調整一系列底層架構。

另一種解決思路是,用一套標準模板來封裝模塊定義,但是對於模塊應該怎麽定義和怎麽加載,又產生的分歧:

AMD

AMD 即Asynchronous Module Definition,中文名是異步模塊定義的意思。它是一個在瀏覽器端模塊化開發的規範

由於不是JavaScript原生支持,使用AMD規範進行頁面開發需要用到對應的庫函數,也就是大名鼎鼎RequireJS,實際上AMD 是 RequireJS 在推廣過程中對模塊定義的規範化的產出

requireJS主要解決兩個問題

  1. 多個js文件可能有依賴關系,被依賴的文件需要早於依賴它的文件加載到瀏覽器
  2. js加載的時候瀏覽器會停止頁面渲染,加載文件越多,頁面失去響應時間越長

看一個使用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定義了一個函數 define,它是全局變量,用來定義模塊

define(id?, dependencies?, factory);
  1. id:可選參數,用來定義模塊的標識,如果沒有提供該參數,腳本文件名(去掉拓展名)
  2. dependencies:是一個當前模塊依賴的模塊名稱數組
  3. factory:工廠方法,模塊初始化要執行的函數或對象。如果為函數,它應該只被執行一次。如果是對象,此對象應該為模塊的輸出值

在頁面上使用require函數加載模塊

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

require()函數接受兩個參數

  1. 第一個參數是一個數組,表示所依賴的模塊
  2. 第二個參數是一個回調函數,當前面指定的模塊都加載成功後,它將被調用。加載的模塊會以參數形式傳入該函數,從而在回調函數內部就可以使用這些模塊

require()函數在加載依賴的函數的時候是異步加載的,這樣瀏覽器不會失去響應,它指定的回調函數,只有前面的模塊都加載成功後,才會運行,解決了依賴性的問題。

CMD

CMD 即Common Module Definition通用模塊定義,CMD規範是國內發展出來的,就像AMD有個requireJS,CMD有個瀏覽器的實現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(可以說運行、解析)時機上有所不同

語法

Sea.js 推崇一個模塊一個文件,遵循統一的寫法

define

define(id?, deps?, factory)

因為CMD推崇

  1. 一個文件一個模塊,所以經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的參數中寫依賴,在factory中寫

factory有三個參數

function(require, exports, module)

require

require 是 factory 函數的第一個參數

require(id)

require 是一個方法,接受 模塊標識 作為唯一參數,用來獲取其他模塊提供的接口

exports

exports 是一個對象,用來向外提供模塊接口

module

module 是一個對象,上面存儲了與當前模塊相關聯的一些屬性和方法

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區別

關於這兩個的區別網上可以搜出一堆文章,簡單總結一下

最明顯的區別就是在模塊定義時對依賴的處理不同

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

這種區別各有優劣,只是語法上的差距,而且requireJS和SeaJS都支持對方的寫法

AMD和CMD最大的區別是對依賴模塊的執行時機處理不同,註意不是加載的時機或者方式不同

很多人說requireJS是異步加載模塊,SeaJS是同步加載模塊,這麽理解實際上是不準確的,其實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,需要使用把模塊變為字符串解析一遍才知道依賴了那些模塊,這也是很多人詬病CMD的一點,犧牲性能來帶來開發的便利性,實際上解析模塊用的時間短到可以忽略

為什麽我們說兩個的區別是依賴模塊執行時機不同,為什麽很多人認為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在加載模塊完成後就會執行改模塊,所有模塊都加載執行完後會進入require的回調函數,執行主邏輯,這樣的效果就是依賴模塊的執行順序和書寫順序不一定一致,看網絡速度,哪個先下載下來,哪個先執行,但是主邏輯一定在所有依賴加載完成後才執行

CMD加載完某個依賴模塊後並不執行,只是下載而已,在所有依賴模塊加載完成後進入主邏輯,遇到require語句的時候才執行對應的模塊,這樣模塊的執行順序和書寫順序是完全一致的

這也是很多人說AMD用戶體驗好,因為沒有延遲,依賴模塊提前執行了,CMD性能好,因為只有用戶需要的時候才執行的原因

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