Javascript模块化编程

模块的写法

随着网站逐渐变成"互联网应用程序",嵌入网页的Javascript代码越来越庞大,越来越复杂。网页越来越像桌面程序,需要一个团队分工协作、进度管理、单元测试等等......开发者不得不使用软件工程的方法,管理网页的业务逻辑。

Javascript模块化编程,已经成为一个迫切的需求。理想情况下,开发者只需要实现核心的业务逻辑,其他都可以加载别人已经写好的模块。

但是,Javascript不是一种模块化编程语言,它不支持""(class),更遑论"模块"(module)了。(正在制定中的ECMAScript标准第六版,将正式支持"类"和"模块",但还需要很长时间才能投入实用。)

一、原始写法

模块就是实现特定功能的一组方法。

只要把不同的函数(以及记录状态的变量)简单地放在一起,就算是一个模块。

function m1(){
   //...
}
function m2(){
   //...
}

上面的函数m1()和m2(),组成一个模块。使用的时候,直接调用就行了。

这种做法的缺点很明显:"污染"了全局变量,无法保证不与其他模块发生变量名冲突,而且模块成员之间看不出直接关系。

二、对象写法

为了解决上面的缺点,可以把模块写成一个对象,所有的模块成员都放到这个对象里面。

var module1 = new Object({
    _count : 0,
    m1 : function (){
      //...
    },
    m2 : function (){
      //...
    }
  });

上面的函数m1()和m2(),都封装在module1对象里。使用的时候,就是调用这个对象的属性。

module1.m1();

但是,这样的写法会暴露所有模块成员,内部状态可以被外部改写。比如,外部代码可以直接改变内部计数器的值。

module1._count = 5;

三、立即执行函数写法

使用"立即执行函数"(Immediately-Invoked Function Expression,IIFE),可以达到不暴露私有成员的目的。

var module1 = (function(){
    var _count = 0;
    var m1 = function(){
      //...
    };
    var m2 = function(){
      //...
    };
    return {
      m1 : m1,
      m2 : m2
    };
  })();

使用上面的写法,外部代码无法读取内部的_count变量。

console.info(module1._count); //undefined

module1就是Javascript模块的基本写法。下面,再对这种写法进行加工。

四、放大模式

如果一个模块很大,必须分成几个部分,或者一个模块需要继承另一个模块,这时就有必要采用"放大模式"(augmentation)。

var module1 = (function (mod){
    mod.m3 = function () {
      //...
    };
    return mod;
  })(module1);

上面的代码为module1模块添加了一个新方法m3(),然后返回新的module1模块。

五、宽放大模式(Loose augmentation)

在浏览器环境中,模块的各个部分通常都是从网上获取的,有时无法知道哪个部分会先加载。如果采用上一节的写法,第一个执行的部分有可能加载一个不存在空对象,这时就要采用"宽放大模式"。

var module1 = ( function (mod){
    //...
    return mod;
  })(window.module1 || {});

与"放大模式"相比,"宽放大模式"就是"立即执行函数"的参数可以是空对象。

六、输入全局变量

独立性是模块的重要特点,模块内部最好不与程序的其他部分直接交互。

为了在模块内部调用全局变量,必须显式地将其他变量输入模块。

var module1 = (function ($, YAHOO) {
    //...
  })(jQuery, YAHOO);

上面的module1模块需要使用jQuery库和YUI库,就把这两个库(其实是两个模块)当作参数输入module1。这样做除了保证模块的独立性,还使得模块之间的依赖关系变得明显。这方面更多的讨论,参见Ben Cherry的著名文章《JavaScript Module Pattern: In-Depth》

这个系列的第二部分,将讨论如何在浏览器环境组织不同的模块、管理模块之间的依赖性。

模块的规范

先想一想,为什么模块很重要?

因为有了模块,我们就可以更方便地使用别人的代码,想要什么功能,就加载什么模块。

但是,这样做有一个前提,那就是大家必须以同样的方式编写模块,否则你有你的写法,我有我的写法,岂不是乱了套!考虑到Javascript模块现在还没有官方规范,这一点就更重要了。

目前,通行的Javascript模块规范共有两种:CommonJSAMD

CommonJS

2009年,美国程序员Ryan Dahl创造了node.js项目,将javascript语言用于服务器端编程。

这标志"Javascript模块化编程"正式诞生。因为老实说,在浏览器环境下,没有模块也不是特别大的问题,毕竟网页程序的复杂性有限;但是在服务器端,一定要有模块,与操作系统和其他应用程序互动,否则根本没法编程。

node.js的模块系统,就是参照CommonJS规范实现的。在CommonJS中,有一个全局性方法require(),用于加载模块。假定有一个数学模块math.js,就可以像下面这样加载。

var math = require('math');

然后,就可以调用模块提供的方法:

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

因为这个系列主要针对浏览器编程,不涉及node.js,所以对CommonJS就不多做介绍了。我们在这里只要知道,require()用于加载模块就行了。

浏览器环境

有了服务器端模块以后,很自然地,大家就想要客户端模块。而且最好两者能够兼容,一个模块不用修改,在服务器和浏览器都可以运行。

但是,由于一个重大的局限,使得CommonJS规范不适用于浏览器环境。还是上一节的代码,如果在浏览器中运行,会有一个很大的问题,你能看出来吗?

第二行math.add(2, 3),在第一行require('math')之后运行,因此必须等math.js加载完成。也就是说,如果加载时间很长,整个应用就会停在那里等。

这对服务器端不是一个问题,因为所有的模块都存放在本地硬盘,可以同步加载完成,等待时间就是硬盘的读取时间。但是,对于浏览器,这却是一个大问题,因为模块都放在服务器端,等待时间取决于网速的快慢,可能要等很长时间,浏览器处于"假死"状态。

因此,浏览器端的模块,不能采用"同步加载"(synchronous),只能采用"异步加载"(asynchronous)。这就是AMD规范诞生的背景。

AMD

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。

AMD也采用require()语句加载模块,但是不同于CommonJS,它要求两个参数:

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。如果将前面的代码改写成AMD形式,就是下面这样:

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

其中,回调函数中参数对应数组中的成员(模块)。math.add()与math模块加载不是同步的,浏览器不会发生假死。所以很显然,AMD比较适合浏览器环境。

目前,主要有两个Javascript库实现了AMD规范:require.jscurl.js

requireJS加载模块,采用的是AMD规范。也就是说,模块必须按照AMD规定的方式来写。

具体来说,就是模块书写必须使用特定的define()函数来定义。如果一个模块不依赖其他模块,那么可以直接写在define()函数之中。

define(id?, dependencies?, factory);
  • id:模块的名字,如果没有提供该参数,模块的名字应该默认为模块加载器请求的指定脚本的名字;

  • dependencies:模块的依赖,已被模块定义的模块标识的数组字面量。依赖参数是可选的,如果忽略此参数,它应该默认为["require", "exports", "module"]。然而,如果工厂方法的长度属性小于3,加载器会选择以函数的长度属性指定的参数个数调用工厂方法。

  • factory:模块的工厂函数,模块初始化要执行的函数或对象。如果为函数,它应该只被执行一次。如果是对象,此对象应该为模块的输出值。

CMD

CMD推崇依赖就近,延迟执行。可以把你的依赖写进代码的任意一行,如下:

define(factory)

factory为函数时,表示是模块的构造方法。执行该构造方法,可以得到模块向外提供的接口。factory 方法在执行时,默认会传入三个参数:require、exports 和 module.

// CMD
define(function(require, exports, module) {
  var a = require('./a');
  a.doSomething();
  var b = require('./b');
  b.doSomething();
})

如果使用AMD写法,如下:

// AMD
define(['a', 'b'], function(a, b) {
  a.doSomething();
  b.doSomething();
})

这个规范实际上是为了Seajs的推广然后搞出来的。那么看看SeaJS是怎么回事儿吧,基本就是知道这个规范了。

同样Seajs也是预加载依赖js跟AMD的规范在预加载这一点上是相同的,明显不同的地方是调用,和声明依赖的地方。AMD和CMD都是用difine和require,但是CMD标准倾向于在使用过程中提出依赖,就是不管代码写到哪突然发现需要依赖另一个模块,那就在当前代码用require引入就可以了,规范会帮你搞定预加载,你随便写就可以了。但是AMD标准让你必须提前在头部依赖参数部分写好(没有写好? 倒回去写好咯)。这就是最明显的区别。

sea.js通过sea.use()来加载模块。

seajs.use(id, callback?)

UMD

由于CommonJS是服务器端的规范,跟AMD、CMD两个标准实际不冲突。

当我们写一个文件需要兼容不同的加载规范的时候怎么办呢,看看下面的代码。

(function (root, factory) {

    if (typeof define === 'function' && define.amd) {

        // AMD

        define(['jquery', 'underscore'], factory);

    } else if (typeof exports === 'object') {

        // Node, CommonJS之类的

        module.exports = factory(require('jquery'), require('underscore'));

    } else {

        // 浏览器全局变量(root 即 window)

        root.returnExports = factory(root.jQuery, root._);

    }

}(this, function ($, _) {

    // 方法

    function a(){}; // 私有方法,因为它没被返回 (见下面)

    function b(){}; // 公共方法,因为被返回了

    function c(){}; // 公共方法,因为被返回了



    // 暴露公共方法

    return {

        b: b,

        c: c

    }

}));

这个代码可以兼容各种加载规范了。

ES6

es6通过importexport实现模块的输入输出。其中import命令用于输入其他模块提供的功能,export命令用于规定模块的对外接口。

export

一个模块就是一个独立的文件。该文件内部的所有变量,外部无法获取。如果希望外部文件能够读取该模块的变量,就需要在这个模块内使用export关键字导出变量。如:

// profile.js
export var a = 1;
export var b = 2;
export var c = 3;

下面的写法是等价的,这种方式更加清晰(在底部一眼能看出导出了哪些变量):

var a = 1;
var b = 2;
var c = 3;
export {a, b, c}

export命令除了输出变量,还可以导出函数或类。

  • 导出函数
export function foo(){}
function foo(){}
function bar(){}

export {foo, bar as bar2}

其中上面的as表示给导出的变量重命名。

要注意的是,export导出的变量只能位于文件的顶层,如果处于块级作用域内,会报错。如:

function foo() {
  export 'bar'; // SyntaxError
}
  • 导出类
export default class {} // 关于default下面会说

export语句输出的值是动态绑定,绑定其所在的模块。

// foo.js
export var foo = 'foo';

setTimeout(function() {
  foo = 'foo2';
}, 500);

// main.js
import * as m from './foo';

console.log(m.foo); // foo
setTimeout(() => console.log(m.foo), 500); // foo2

import

import命令可以导入其他模块通过export导出的部分。

// abc.js
var a = 1;
var b = 2;
var c = 3;
export {a, b, c}

//main.js
import {a, b, c} from './abc';
console.log(a, b, c);

如果想为导入的变量重新取一个名字,使用as关键字(也可以在导出中使用)。

import {a as aa, b, c};
console.log(aa, b, c)

如果想在一个模块中先输入后输出一个模块,import语句可以和export语句写在一起。

import {a, b, c} form './abc';
export {a, b,  c}

// 使用连写, 可读性不好,不建议
export {a, b, c} from './abc';

模块的整体加载

使用*关键字。

// abc.js
export var a = 1;
export var b = 2;
export var c = 3;
// main.js
import * from as abc form './abc';
console.log(abc.a, abc.b, abc.c);

export default

在export输出内容时,如果同时输出多个变量,需要使用大括号{},同时导入也需要大括号。使用export defalut输出时,不需要大括号,而输入(import)export default输出的变量时,不需要大括号。

// abc.js
var a = 1, b = 2, c = 3;
export {a, b};
export default c;
import {a, b} from './abc';
import c from './abc'; // 不需要大括号
console.log(a, b, c) // 1 2 3

本质上,export default输出的是一个叫做default的变量或方法,输入这个default变量时不需要大括号。

// abc.js
export {a as default};

// main.js
import a from './abc'; // 这样也是可以的

// 这样也是可以的
import {default as aa} from './abc';
console.log(aa);

循环加载

“循环加载”(circular dependency)指的是,a脚本的执行依赖b脚本,而b脚本的执行又依赖a脚本。

// a.js
var b = require('b');

// b.js
var a = require('a');

通常,“循环加载”表示存在强耦合,如果处理不好,还可能导致递归加载,使得程序无法执行,因此应该避免出现这种现象。

但是实际上,这是很难避免的,尤其是依赖关系复杂的大项目中很容易出现a依赖b,b依赖c,c又依赖a这样的情况。这意味着,模块加载机制必须考虑“循环加载”的情况。

对于JavaScript语言来说,目前最常见的两种模块格式CommonJS和ES6在处理“循环加载”时的方法是不一样的,返回的结果也不一样。

CommonJS模块的加载原理

介绍ES6如何处理“循环加载”之前,先介绍目前最流行的CommonJS模块格式的加载原理。

CommonJS的一个模块就是一个脚本文件。require命令第一次加载该脚本时就会执行整个脚本,然后在内存中生成一个对象。

{
  id: '...',
  exports: { ... },
  loaded: true,
  ...
}

上面的代码就是Node内部加载模块后生成的一个对象。该对象的id属性是模块名,exports属性是模块输出的各个接口,loaded属性是一个布尔值,表示该模块的脚本是否执行完毕。其他还有很多属性,这里都省略了。

以后需要用到这个模块时就会到exports属性上面取值。即使再次执行require命令,也不会再次执行该模块,而是到缓存之中取值。也就是说,CommonJS模块无论加载多少次,都只会在第一次加载时运行一次,以后再加载时就返回第一次运行的结果,除非手动清除系统缓存。

CommonJS模块的循环加载

CommonJS模块的重要特性是加载时执行,即脚本代码在require的时候就会全部执行。一旦出现某个模块被“循环加载”,就只输出已经执行的部分,还未执行的部分不会输出。

让我们来看一下Node官方文档(nodejs.org/api/modules.html#modules_cycles)里面的例子。脚本文件a.js代码如下。

exports.done = false;
var b = require('./b.js');
console.log('在 a.js 之中,b.done = %j', b.done);
exports.done = true;
console.log('a.js 执行完毕');

上面的代码之中,a.js脚本先输出一个done变量,然后加载另一个脚本文件b.js。注意,此时a.js代码就停在这里,等待b.js执行完毕再往下执行。

再看b.js的代码。

exports.done = false;
var a = require('./a.js');
console.log('在 b.js 之中,a.done = %j', a.done);
exports.done = true;
console.log('b.js 执行完毕');

上面的代码中,b.js执行到第二行就会加载a.js,这时就发生了“循环加载”,系统会去a.js模块对应对象的exports属性中取值,可是因为a.js还没有执行完,因此从exports属性中只能取回已经执行的部分,而不是最后的值。

a.js已经执行的部分只有以下一行。

exports.done = false;

因此,对于b.js来说,它从a.js只输入一个变量done,值为false。

然后,b.js接着执行,等到全部执行完毕,再把执行权交还给a.js。于是,a.js接着执行,直到执行完毕。下面,我们来写一个脚本main.js验证这个过程。

var a = require('./a.js');
var b = require('./b.js');
console.log('在 main.js 之中, a.done=%j, b.done=%j', a.done, b.done);

执行main.js,运行结果如下。

$ node main.js

在 b.js 之中,a.done = false
b.js 执行完毕
在 a.js 之中,b.done = true
a.js 执行完毕
在 main.js 之中, a.done=true, b.done=true

上面的代码证明了两件事。第一,在b.js之中,a.js没有执行完毕,只执行了第一行。第二,reimain.js执行到第二行时不会再次执行b.js,而是输出缓存的b.js的执行结果,即它的第四行。

exports.done = true;

总之,CommonJS输入的是被输出值的复制,而不是引用。

另外,由于CommonJS模块遇到循环加载时返回的是当前已经执行的部分的值,而不是代码全部执行后的值,两者可能会有差异。所以,输入变量的时候必须非常小心。

var a = require('a');               // 安全的写法
var foo = require('a').foo;         // 危险的写法

exports.good = function (arg) {
  return a.foo('good', arg);        // 使用的是a.foo的最新值
};

exports.bad = function (arg) {
  return foo('bad', arg);       // 使用的是一个部分加载时的值
};

上面的代码中,如果发生循环加载,require(‘a’).foo的值很可能会被改写,改用require(‘a’)会更保险一点。

ES6模块的循环加载

ES6处理“循环加载”与CommonJS有本质的不同。ES6模块是动态引用,如果使用import从一个模块中加载变量(即import foo from ‘foo’),那么,变量不会被缓存,而是成为一个指向被加载模块的引用,需要开发者保证在真正取值的时候能够取到值。

请看下面这个例子。

// a.js如下
import {bar} from './b.js';
console.log('a.js');
console.log(bar);
export let foo = 'foo';

// b.js
import {foo} from './a.js';
console.log('b.js');
console.log(foo);
export let bar = 'bar';

上面的代码中,a.js加载b.js,b.js又加载a.js,构成循环加载。执行a.js,结果如下。

$ babel-node a.js
b.js
undefined
a.js
Bar

上面的代码中,由于a.js的第一行是加载b.js,所以先执行的是b.js。而b.js的第一行又是加载a.js,这时由于a.js已经开始执行,所以不会重复执行,而是继续执行b.js,因此第一行输出的是b.js。

接着,b.js要打印变量foo,这时a.js还没有执行完,取不到foo的值,因此打印出来的是undefined。b.js执行完便会开始执行a.js,这时便会一切正常。

再来看一个稍微复杂的例子(摘自 Axel Rauschmayer 的Exploring ES6,具体内容请查看exploringjs.com/es6/ch_modules.html)。

// a.js
import {bar} from './b.js';
export function foo() {
  console.log('foo');
  bar();
  console.log('执行完毕');
}
foo();

// b.js
import {foo} from './a.js';
export function bar() {
  console.log('bar');
  if (Math.random() > 0.5) {
    foo();
  }
}

按照CommonJS规范,上面的代码是无法执行的。a先加载b,然后b又加载a,这时a还没有任何执行结果,所以输出结果为null,即对于b.js来说,变量foo的值等于null,后面的foo()就会报错。

但是,ES6可以执行上面的代码。

$ babel-node a.js
foo
bar
执行完毕

// 执行结果也有可能是
foo
bar
foo
bar
执行完毕
执行完毕

上面的代码中,a.js之所以能够执行,原因就在于ES6加载的变量都是动态引用其所在模块的。只要引用存在,代码就能执行。

下面,我们来详细分析这段代码的运行过程。

// a.js

// 这一行建立一个引用,
// 从`b.js`引用`bar`
import {bar} from './b.js';

export function foo() {
  // 执行时第一行输出foo
  console.log('foo');
  // 到 b.js 执行 bar
  bar();
  console.log('执行完毕');
}
foo();

// b.js

// 建立`a.js`的`foo`引用
import {foo} from './a.js';

export function bar() {
  // 执行时,第二行输出bar
  console.log('bar');
  // 递归执行foo,一旦随机数
  // 小于等于0.5,就停止执行
  if (Math.random() > 0.5) {
    foo();
  }
}

再来看ES6模块加载器SystemJS(github.com/ModuleLoader/es6-module-loader/blob/master/ docs/circular-references-bindings.md)给出的一个例子。

// even.js
import { odd } from './odd'
export var counter = 0;
export function even(n) {
  counter++;
  return n == 0 || odd(n - 1);
}

// odd.js
import { even } from './even';
export function odd(n) {
  return n != 0 && even(n - 1);
}

上面的代码中,even.js里面的函数even有一个参数n,只要该参数不等于0,结果就会减1,传入加载的odd()。odd.js也会进行类似操作。

运行上面这段代码,结果如下。

$ babel-node
> import * as m from './even.js';
> m.even(10);
true
> m.counter
6
> m.even(20)
true
> m.counter
17

上面的代码中,参数n从10变为0的过程中,even()一共会执行6次,所以变量counter等于6。第二次调用even()时,参数n从20变为0,even()一共会执行11次,加上前面的6次,所以变量counter等于17。

这个例子要是改写成CommonJS,则会报错,根本无法执行。

// even.js
var odd = require('./odd');
var counter = 0;
exports.counter = counter;
exports.even = function(n) {
  counter++;
  return n == 0 || odd(n - 1);
}

// odd.js
var even = require('./even').even;
module.exports = function(n) {
  return n != 0 && even(n - 1);
}

上面的代码中,even.js加载odd.js,而odd.js又加载even.js,形成“循环加载”。这时,执行引擎就会输出even.js已经执行的部分(不存在任何结果),所以在odd.js之中,变量even等于null,后面再调用even(n-1)就会报错。

$ node
> var m = require('./even');
> m.even(10)
TypeError: even is not a function

ES6模块的转码

浏览器目前还不支持ES6模块,为了实现立刻使用,我们可以将其转为ES5的写法。除了Babel可以用来转码,还有以下两个方法也可以用来转码。

ES6 module transpiler

ES6 module transpiler(github.com/esnext/es6-module-transpiler)是square公司开源的一个转码器,可以将ES6模块转为CommonJS模块或AMD模块,从而在浏览器中使用。

首先,安装这个转码器。

$ npm install -g es6-module-transpiler

然后,使用compile-modules convert命令将ES6模块文件转码。

$ compile-modules convert file1.js file2.js```

-o参数可以指定转码后的文件名。

$ compile-modules convert -o out.js file1.js

SystemJS

第二种解决方法使用了SystemJS(github.com/systemjs/systemjs)。它是一个垫片库(polyfill),可以在浏览器内加载ES6模块、AMD模块和CommonJS模块,将其转为ES5格式。它在后台调用的是Google的Traceur转码器。

使用时,先在网页内载入system.js文件。

<script src="system.js"></script>

然后,使用System.import方法加载模块文件。

<script>
  System.import('./app.js');
</script>```

上面代码中的./app指的是当前目录下的app.js文件。它可以是ES6模块文件,System.import会自动将其转码。

需要注意的是,System.import使用异步加载,返回一个Promise对象,可以针对这个对象编程。下面是一个模块文件。

// app/es6-file.js:

export class q {
  constructor() {
    this.es6 = 'hello';
  }
}

然后,在网页内加载这个模块文件。

<script>

System.import('app/es6-file').then(function(m) {
  console.log(new m.q().es6); // hello
});

</script>

上面的代码中,System.import方法返回的是一个Promise对象,所以可以用then方法指定回调函数。

ES6模块与CommonJS模块的差异

讨论Node加载ES6模块之前,必须了解ES6模块与CommonJS模块的差异,具体的两大差异如下。

  • CommonJS模块输出的是一个值的复制,ES6模块输出的是值的引用。
  • CommonJS模块是运行时加载,ES6模块是编译时输出接口。

第二个差异是因为CommonJS加载的是一个对象(即module.exports属性),该对象只有在脚本运行结束时才会生成。而ES6模块不是对象,它的对外接口只是一种静态定义,在代码静态解析阶段就会生成。

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模块中取值。换句话说,ES6的import有点像Unix系统的“符号连接”,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。

Node加载

概述

Node对ES6模块的处理比较麻烦,因为它有自己的CommonJS模块格式,与ES6模块格式是不兼容的。目前的解决方案是,将两者分开,ES6模块和CommonJS采用各自的加载方案。

在静态分析阶段,一个模块脚本只要有一行import或export语句,Node就会认为该脚本为ES6模块,否则就为CommonJS模块。如果不输出任何接口,但是希望被Node认为是ES6模块,可以在脚本中加上如下语句。

export {};

上面的命令并不是输出一个空对象,而是不输出任何接口的ES6标准写法。
如果不指定绝对路径,Node加载ES6模块会依次寻找以下脚本,与require()的规则一致。

import './foo';
// 依次寻找
//   ./foo.js
//   ./foo/package.json
//   ./foo/index.js

import 'baz';
// 依次寻找
//   ./node_modules/baz.js
//   ./node_modules/baz/package.json
//   ./node_modules/baz/index.js
// 寻找上一级目录
//   ../node_modules/baz.js
//   ../node_modules/baz/package.json
//   ../node_modules/baz/index.js
// 再上一级目录

ES6模块之中,顶层的this指向undefined,CommonJS模块的顶层this指向当前模块,这是两者的一个重大差异。

import命令加载CommonJS模块

Node采用CommonJS模块格式,模块的输出都定义在module.exports属性上面。在Node环境中,使用import命令加载CommonJS模块,Node会自动将module.exports属性当作模块的默认输出,即等同于export default。

下面是一个CommonJS模块。

// a.js
module.exports = {
  foo: 'hello',
  bar: 'world'
};

// 等同于
export default {
  foo: 'hello',
  bar: 'world'
};

import命令加载上面的模块,module.exports会被视为默认输出。

// 写法一
import baz from './a';
// baz = {foo: 'hello', bar: 'world'};

// 写法二
import {default as baz} from './a';
// baz = {foo: 'hello', bar: 'world'};

如果采用整体输入的写法(import * as xxx from someModule),default会取代module.exports作为输入的接口。

import * as baz from './a';
// baz = {
//   get default() {return module.exports;},
//   get foo() {return this.default.foo}.bind(baz),
//   get bar() {return this.default.bar}.bind(baz)
// }

上面的代码中,this.default取代了module.exports。需要注意的是,Node会自动为baz添加default属性,通过baz.default获取module.exports。

// b.js
module.exports = null;

// es.js
import foo from './b';
// foo = null;

import * as bar from './b';
// bar = {default:null};

上面的代码中,es.js采用第二种写法时,要通过bar.default这样的写法才能获取module.exports。

下面是另一个例子。

// c.js
module.exports = function two() {
  return 2;
};

// es.js
import foo from './c';
foo(); // 2

import * as bar from './c';
bar.default(); // 2
bar(); // throws, bar is not a function

上面的代码中,bar本身是一个对象,不能当作函数调用,只能通过bar.default调用。

CommonJS模块的输出缓存机制在ES6加载方式下依然有效。

// foo.js
module.exports = 123;
setTimeout(_ => module.exports = null);

上面的代码中,对于加载foo.js的脚本,module.exports将一直是123,而不会变成null。

由于ES6模块是编译时确定输出接口,CommonJS模块是运行时确定输出接口,所以采用import命令加载CommonJS模块时,不允许采用下面的写法。

import {readfile} from 'fs';

上面的写法不正确,因为fs是CommonJS格式,只有在运行时才能确定readfile接口,而import命令要求编译时就确定这个接口。解决方法就是改为整体输入。

import * as express from 'express';
const app = express.default();

import express from 'express';
const app = express();

require命令加载ES6模块
采用require命令加载ES6模块时,ES6模块的所有输出接口都会成为输入对象的属性。

// es.js
let foo = {bar:'my-default'};
export default foo;
foo = null;

// cjs.js
const es_namespace = require('./es');
console.log(es_namespace.default);
// {bar:'my-default'}

上面的代码中,default接口变成了es_namespace.default属性。另外,由于存在缓存机制,es.js对foo的重新赋值没有在模块外部反映出来。

下面是另一个例子。

// es.js
export let foo = {bar:'my-default'};
export {foo as bar};
export function f() {};
export class c {};

// cjs.js
const es_namespace = require('./es');
// es_namespace = {
//   get foo() {return foo;}
//   get bar() {return foo;}
//   get f() {return f;}
//   get c() {return c;}
// }

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