WEB 前端模块化都有什么？

前言

说到前端模块化，你第一时间能想到的是什么？Webpack？ES6 Module？还有吗？我们一起来看一下下图。

相信大伙儿对上图的单词都不陌生，可能用过、看过或者是只是听过。那你能不能用一张图梳理清楚上述所有词汇之间的关系呢？我们日常编写代码的时候，又和他们之间的谁谁谁有关系呢？

一、千丝万缕

为了更贴合我们的日常开发场景（前后端分离），我们尝试先从不同平台的维度区分，作为本文的切入点。

1. 根据平台划分

平台	规范	特性
浏览器	AMD、CMD	存在网络瓶颈，使用异步加载
非浏览器	CommonJS	直接操作 IO，同步加载

可以看到我们非常暴力的以是不是浏览器作为划分标准。仔细分析一下，他们之间最大的差异在于其特性上，是否存在瓶颈。 例如说网络性能瓶颈，每个模块的请求都需要发起一次网络请求，并等待资源下载完成后再进行下一步操作，那整个用户体验是非常糟糕的。 根据该场景，我们简化一下，以同步加载和异步加载两个维度进行区分。

特性	规范
同步加载	CommonJS
异步加载	AMD、CMD

2. AMD、CMD 两大规范

先忽略 CommonJS，我们先介绍下，曾经一度盛行的 AMD、CMD 两大规范。

规范	约束条件	代表作
AMD	依赖前置	requirejs
CMD	就近依赖	seajs

AMD、CMD 提供了封装模块的方法，实现语法上相近，甚至于 requirejs 在后期也默默支持了 CMD 的写法。我们用一个例子，来讲清楚这两个规范之间最大的差异：依赖前置和就近依赖。

AMD:

// hello.js
define(function() {
    console.log('hello init');
    return {
        getMessage: function() {
            return 'hello';
        }
    };
});
// world.js
define(function() {
    console.log('world init');
});

// main
define(['./hello.js', './world.js'], function(hello) {
    return {
        sayHello: function() {
            console.log(hello.getMessage());
        }
    };
});

// 输出
// hello init
// world init

CMD:

// hello.js
define(function(require, exports) {
    console.log('hello init');
    exports.getMessage = function() {
        return 'hello';
    };
});

// world.js
define(function(require, exports) {
    console.log('world init');
    exports.getMessage = function() {
        return 'world';
    };
});

// main
define(function(require) {
    var message;
    if (true) {
        message = require('./hello').getMessage();
    } else {
        message = require('./world').getMessage();
    }
});

// 输出
// hello init

结论： CMD 的输出结果中，没有打印"world init"。但是，需要注意的是，CMD 没有打印"world init"并是不 world.js 文件没有加载。AMD 与 CMD 都是在页面初始化时加载完成所有模块，唯一的区别就是就近依赖是当模块被 require 时才会触发执行。

requirejs 和 seajs 的具体实现在这里就不展开阐述了，有兴趣的同学可以到官网了解一波，毕竟现在使用 requirejs 和 seajs 的应该很少了吧。

3. CommonJS

 回到 CommonJS，写过 NodeJS 的同学对它肯定不会陌生。CommonJS 定义了，一个文件就是一个模块。在 node.js 的实现中，也给每个文件赋予了一个 module 对象，这个对象包括了描述当前模块的所有信息，我们尝试打印 module 对象。

// index.js
console.log(module);

// 输出
{
    id: '/Users/x/Documents/code/demo/index.js',
    exports: {},
    parent: { module }, // 调用该模块的模块，可以根据该属性查找调用链
    filename: '/Users/x/Documents/code/demo/index.js',
    loaded: false,
    children: [...],
    paths: [...]
}

也就是说，在 CommonJS 里面，模块是用对象来表示。我们通过“循环加载”的例子进行来加深了解。

// a.js
exports.x = 'a1';
console.log('a.js ', require('./b.js').x);
exports.x = 'a2';

//b.js
exports.x = 'b1';
console.log('b.js ', require('./a.js').x);
exports.x = 'b2';

//main
console.log('index.js', require('./a.js').x);

// 输出
b.js  a1
a.js  b2
index.js  a2

我们的理论依据是模块对象，根据该依据我们进行如下分析。

1、 a.js准备加载，在内存中生成module对象moduleA
2、 a.js执行exports.x = 'a1'; 在moduleA的exports属性中添加x
3、 a.js执行console.log('a.js', require('./b.js').x); 检测到require关键字，开始加载b.js，a.js执行暂停
4、 b.js准备加载，在内存中生成module对象moduleB
5、 b.js执行exports.x = 'b1'; 在moduleB的exports属性中添加x
6、 b.js执行console.log('b.js', require('./a.js').x); 检测到require关键字，开始加载a.js，b.js执行暂停
7、 检测到内存中存在a.js的module对象moduleA，于是可以将第6步看成console.log('b.js', moduleA.x); 在第二步中moduleA.x赋值为a1，于是输出b.js, a1
8、 b.js继续执行，exports.x = 'b2'，改写moduleBexports的x属性
9、 b.js执行完成，回到a.js，此时同理可以将第3步看成console.log('a.js', modulerB.x); 输出了a.js, b2
10、 a.js继续执行，改写exports.x = 'a2'
11、 输出index.js a2

至此，“CommonJS 的模块，是一个对象。”这个概念大伙儿应该能理解吧？

回到这个例子，例子里面还出现了一个保留字 exports。其实 exports 是指向 module.exports 的一个引用。举个例子可以说明他们两个之间的关系。

const myFuns = { a: 1 };
let moduleExports = myFuns;
let myExports = moduleExports;

// moduleExports 重新指向
moduleExports = { b: 2 };
console.log(myExports);
// 输出 {a : 1}

// 也就是说在module.exports被重新复制时，exports与它的关系就gg了。解决方法就是重新指向
myExports = modulerExports;
console.log(myExports);
// 输出 { b: 2 }

4. ES6 module

对 ES6 有所了解的同志们应该都清楚，web 前端模块化在 ES6 之前，并不是语言规范，不像是其他语言 java、php 等存在命名空间或者包的概念。上文提及的 AMD、CMD、CommonJS 规范，都是为了基于规范实现的模块化，并非 JavaScript 语法上的支持。 我们先简单的看一个 ES6 模块化写法的例子：

// a.js
export const a = 1;

// b.js
export const b = 2;

// main
import { a } from './a.js';
import { b } from './b.js';
console.log(a, b);
//输出 1 2

emmmm，没错，export 保留字看起来是不是和 CommonJS 的 exports 有点像？我们尝试  下从保留字对比 ES6 和 CommonJS。

保留字	CommonJS	ES6
require	支持	支持
export / import	不支持	支持
exports / module.exports	支持	不支持

好吧，除了 require 两个都可以用之外，其他实际上还是有明显差别的。那么问题来了，既然 require 两个都可以用，那这两个在 require 使用上，有差异吗？

我们先对比下 ES6 module 和 CommonJS 之间的差异。

	模块输出	加载方式
CommonJS	值拷贝	对象
ES6	引用（符号链接）	静态解析

又多了几个新颖的词汇，我们先通过例子来介绍一下值拷贝和引用的区别。

// 值拷贝 vs 引用

// CommonJS
let a = 1;
exports.a = a;
exports.add = () => {
    a++;
};

const { add, a } = require('./a.js');
add();
console.log(a); // 1

// ES6
export const a = 1;
export const add = () => {
    a++;
};

import { a, add } from './a.js';
add();
console.log(a); // 2
// 显而易见CommonJS和ES6之间，值拷贝和引用的区别吧。

静态解析，什么是的静态解析呢？区别于 CommonJS 的模块实现，ES6 的模块并不是一个对象，而只是代码集合。也就是说，ES6 不需要和 CommonJS 一样，需要把整个文件加载进去，形成一个对象之后，才能知道自己有什么，而是在编写代码的过程中，代码是什么，它就是什么。

PS:

1. 目前各个浏览器、node.js 端对 ES6 的模块化支持实际上并不友好，更多实践同志们有兴趣可以自己搞一波。
2. 在 ES6 中使用 require 字样，静态解析的能力将会丢失！

5. UMD

模块化规范中还有一个 UMD 也不得不提及一下。什么是 UMD 呢？

UMD = AMD + CommonJS

没错，UMD 就是这么简单。常用的场景就是当你封装的模块需要适配不同平台（浏览器、node.js），例如你写了一个基于 Date 对象二次封装的，对于时间的处理工具类，你想推广给负责前端页面开发的 A 同学和后台 Node.js 开发的 B 同学使用，你是不是就需要考虑你封装的模块，既能适配 Node.js 的 CommonJS 协议，也能适配前端同学使用的 AMD 协议？

二、工具时代

1. webpack

webpack 兴起之后，什么 AMD、CMD、CommonJS、UMD，似乎都变得不重要了。因为 webpack 的模块化能力真的强。

webpack 在定义模块上，可以支持 CommonJS、AMD 和 ES6 的模块声明方式，换句话说，就是你的模块如果是使用 CommonJS、AMD 或 ES6 的语法写的，webpack 都支持！我们看下例子：

//say-amd.js
define(function() {
    'use strict';
    return {
        sayHello: () => {
            console.log('say hello by AMD');
        }
    };
});
//say-commonjs.js
exports.sayHello = () => {
    console.log('say hello by commonjs');
};
//say-es6.js
export const sayHello = () => {
    console.log('say hello in es6');
};

//main
import { sayHello as sayInAMD } from './say-amd';
import { sayHello as sayInCommonJS } from './say-commonjs';
import { sayHello as sayInES6 } from './say-es6';

sayInAMD();
sayInCommonJS();
sayInES6();

不仅如此，webpack 识别了你的模块之后，可以将其打包成 UMD、AMD 等等规范的模块重新输出。例如上文提及到的你需要把 Date 模块封装成 UMD 格式。只需要在 webpack 的 output 中添加 libraryTarget: 'UMD'即可。

2. more...

总结

回到开始我们提出的问题，我们尝试使用一张图汇总上文提及到的一溜模块化相关词汇。

@Author: _Jay