ES6学习笔记(二十一) - Module模块化

导语:module化,对于语言的解耦,复杂项目的管理,是个很成熟的解决方案。

链接:http://es6.ruanyifeng.com/#docs/module


Module


1、概述

JavaScript 一直没有模块(module)体系,无法将一个大程序拆分成互相依赖的小文件,再用简单的方法拼装起来。

ES6 在语言标准的层面上,实现了模块功能,而且实现得相当简单,完全可以取代现有的 CommonJS 和 AMD 规范,成为浏览器和服务器通用的模块解决方案。


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。


运行时加载

CommonJS 和 AMD 模块,都只能在运行时确定这些东西。比如,CommonJS 模块就是对象,输入时必须查找对象属性。

// CommonJS模块
let { stat, exists, readFile } = require('fs');

上面代码的实质是整体加载fs模块(即加载fs的所有方法),生成一个对象(_fs),然后再从这个对象上面读取3个方法。

// 等同于
let _fs = require('fs');
let stat = _fs.stat, exists = _fs.exists, readfile = _fs.readfile;


编译时加载

ES6 模块不是对象,而是通过export命令显式指定输出的代码,再通过import命令输入。
// ES6模块
import { stat, exists, readFile } from 'fs';
上面代码的实质是从fs模块加载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。


2、严格模式

ES6 的模块自动采用严格模式,详情参考原文。


3、export命令

模块功能主要由两个命令构成:export和import。export命令用于规定模块的对外接口,import命令用于输入其他模块提供的功能。

下面是一个 JS 文件,里面使用export命令输出变量。

// profile.js
export var firstName = 'Michael';
export var lastName = 'Jackson';
export var year = 1958;


export的写法,除了像上面这样,还有另外一种。

// profile.js
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;
export {firstName, lastName, year};


export命令除了输出变量,还可以输出函数或类(class)。


正确的写法是下面这样。

// 写法一
export var m = 1;
// 写法二
var m = 1;
export {m};
// 写法三
var n = 1;
export {n as m};


function和class的输出,也必须遵守这样的写法。

// 报错
function f() {}
export f;
// 正确
export function f() {};
// 正确
function f() {}
export {f};


4、import命令

使用export命令定义了模块的对外接口以后,其他 JS 文件就可以通过import命令加载这个模块。

// main.js
import {firstName, lastName, year} from './profile';
function setName(element) {
  element.textContent = firstName + ' ' + lastName;
}


如果想为输入的变量重新取一个名字,import命令要使用as关键字,将输入的变量重命名。

import { lastName as surname } from './profile';


import命令具有提升效果,会提升到整个模块的头部,首先执行。

foo();
import { foo } from 'my_module';


由于import是静态执行,所以不能使用表达式和变量,这些只有在运行时才能得到结果的语法结构。

// 报错
import { 'f' + 'oo' } from 'my_module';
// 报错
let module = 'my_module';
import { foo } from module;
// 报错
if (x === 1) {
  import { foo } from 'module1';
} else {
  import { foo } from 'module2';
}


5、模块的整体加载

除了指定加载某个输出值,还可以使用整体加载,即用星号(*)指定一个对象,所有输出值都加载在这个对象上面。


下面是一个circle.js文件,它输出两个方法area和circumference。

// circle.js
export function area(radius) {
  return Math.PI * radius * radius;
}
export function circumference(radius) {
  return 2 * Math.PI * radius;
}

现在,加载这个模块。

// main.js
import { area, circumference } from './circle';
console.log('圆面积:' + area(4));
console.log('圆周长:' + circumference(14));

上面写法是逐一指定要加载的方法,整体加载的写法如下。

import * as circle from './circle';
console.log('圆面积:' + circle.area(4));
console.log('圆周长:' + circle.circumference(14));


6、export default命令

使用import命令的时候,用户需要知道所要加载的变量名或函数名,否则无法加载。但是,用户肯定希望快速上手,未必愿意阅读文档,去了解模块有哪些属性和方法。


为了给用户提供方便,让他们不用阅读文档就能加载模块,就要用到export default命令,为模块指定默认输出。

// export-default.js
export default function () {
  console.log('foo');
}

上面代码是一个模块文件export-default.js,它的默认输出是一个函数。


7、export与import的复合写法

如果在一个模块之中,先输入后输出同一个模块,import语句可以与export语句写在一起。

export { foo, bar } from 'my_module';
// 等同于
import { foo, bar } from 'my_module';
export { foo, bar };


8、模块的继承

模块之间也可以继承。


假设有一个circleplus模块,继承了circle模块。

// circleplus.js
export * from 'circle';
export var e = 2.71828182846;
export default function(x) {
  return Math.exp(x);
}

上面代码中的export *,表示再输出circle模块的所有属性和方法。注意,export *命令会忽略circle模块的default方法。然后,上面代码又输出了自定义的e变量和默认方法。


这时,也可以将circle的属性或方法,改名后再输出。

// circleplus.js
export { area as circleArea } from 'circle';


9、浏览器的模块加载

浏览器使用 ES6 模块的语法如下。

<script type="module" src="foo.js"></script>

上面代码在网页中插入一个模块foo.js,由于type属性设为module,所以浏览器知道这是一个 ES6 模块。


浏览器对于带有type="module"的<script>,都是异步加载外部脚本,不会造成堵塞浏览器。


对于外部的模块脚本(上例是foo.js),有几点需要注意。


该脚本自动采用严格模块。

该脚本内部的顶层变量,都只在该脚本内部有效,外部不可见。

该脚本内部的顶层的this关键字,返回undefined,而不是指向window。


10、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');


依赖关系复杂的大项目,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。



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从一个模块加载变量(即import foo from 'foo'),那些变量不会被缓存,而是成为一个指向被加载模块的引用,需要开发者自己保证,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


再看一个稍微复杂的例子

// 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();
  }
}


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


12、跨模块常量

本书介绍const命令的时候说过,const声明的常量只在当前代码块有效。如果想设置跨模块的常量(即跨多个文件),可以采用下面的写法。

// constants.js 模块
export const A = 1;
export const B = 3;
export const C = 4;
// test1.js 模块
import * as constants from './constants';
console.log(constants.A); // 1
console.log(constants.B); // 3
// test2.js 模块
import {A, B} from './constants';
console.log(A); // 1
console.log(B); // 3


13、import()

有一个提案,建议引入import()函数,完成动态加载。

import(specifier)

上面代码中,import函数的参数specifier,指定所要加载的模块的位置。import语句能够接受什么参数,import()函数就能接受什么参数,两者区别主要是后者为动态加载。



14、转码

浏览器目前还不支持ES6模块,为了现在就能使用,可以将转为ES5的写法。除了Babel可以用来转码之外,还有以下两个方法,也可以用来转码。


ES6 module transpiler

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 模块的写法,从而在浏览器中使用。


SystemJS

另一种解决方法是使用 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。


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