模块系统的演变

2017-03-29 本文已影响0人 RossWen

首先，模块系统主要解决模块的定义，依赖和导出，先看看已经存在的模块系统。

1：<script>标签

<script src="module1.js"></script>
<script src="module2.js"></script>
<script src="libraryA.js"></script>
<script src="module3.js"></script>

这是最原始的 JavaScript 文件加载方式，如果把每一个文件看做是一个模块，那么他们的接口通常是暴露在全局作用域下，也就是定义在 window
对象中，不同模块的接口调用都是一个作用域中，一些复杂的框架，会使用命名空间的概念来组织这些模块的接口，典型的例子如 YUI 库。

这种原始的加载方式暴露了一些显而易见的弊端：

全局作用域下容易造成变量冲突+
文件只能按照 <script> 的书写顺序进行加载
开发人员必须主观解决模块和代码库的依赖关系
在大型项目中各种资源难以管理，长期积累的问题导致代码库混乱不堪

2：CommonJS

服务器端的 Node.js 遵循 CommonJS规范，该规范的核心思想是允许模块通过 require方法来同步加载所要依赖的其他模块，然后通过 exports或 module.exports来导出需要暴露的接口。

require("module");
require("../file.js");
exports.doStuff = function() {};
module.exports = someValue;

优点：

服务器端模块便于重用
NPM 中已经有将近20万个可以使用模块包
简单并容易使用

缺点：

同步的模块加载方式不适合在浏览器环境中，同步意味着阻塞加载，浏览器资源是异步加载的
不能非阻塞的并行加载多个模块

实现：

服务器端的 Node.js
Browserify，浏览器端的 CommonJS 实现，可以使用 NPM 的模块，但是编译打包后的文件体积可能很大
modules-webmake，类似Browserify，还不如 Browserify 灵活
wreq，Browserify 的前身

3：AMD

Asynchronous Module Definition 规范其实只有一个主要口 define(id?, dependencies?, factory)，它要在声明模块的时候指定所有的依赖 dependencies，并且还要当做形参传到 factory中，对于依赖的模块提前执行，依赖前置。

define("module", ["dep1", "dep2"], function(d1, d2) {
  return someExportedValue;
});
require(["module", "../file"], function(module, file) { /* ... */ });

优点：

适合在浏览器环境中异步加载模块
可以并行加载多个模块

缺点：

提高了开发成本，代码的阅读和书写比较困难，模块定义方式的语义不顺畅
不符合通用的模块化思维方式，是一种妥协的实现

实现：

4：CMD

Common Module Definition 规范和 AMD 很相似，尽量保持简单，并与 CommonJS 和 Node.js 的 Modules 规范保持了很大的兼容性。

define(function(require, exports, module) {
  var $ = require('jquery');
  var Spinning = require('./spinning');
  exports.doSomething = ...
  module.exports = ...
})

优点：

依赖就近，延迟执行
可以很容易在 Node.js 中运行

缺点：

依赖 SPM 打包，模块的加载逻辑偏重

实现：

5：UMD

Universal Module Definition 规范类似于兼容 CommonJS 和 AMD 的语法糖，是模块定义的跨平台解决方案。

6：ES6 模块

EcmaScript6 标准增加了 JavaScript 语言层面的模块体系定义。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。CommonJS 和 AMD 模块，都只能在运行时确定这些东西。
优点：

容易进行静态分析
面向未来的 EcmaScript 标准

缺点：

原生浏览器端还没有实现该标准
全新的命令字，新版的 Node.js才支持

实现：

Babel

7：前端模块加载

前端模块要在客户端中执行，所以他们需要增量加载到浏览器中。

模块的加载和传输，我们首先能想到两种极端的方式，一种是每个模块文件都单独请求，另一种是把所有模块打包成一个文件然后只请求一次。显而易见，每个模块都发起单独的请求造成了请求次数过多，导致应用启动速度慢；一次请求加载所有模块导致流量浪费、初始化过程慢。这两种方式都不是好的解决方案，它们过于简单粗暴。

分块传输，按需进行懒加载，在实际用到某些模块的时候再增量更新，才是较为合理的模块加载方案。

要实现模块的按需加载，就需要一个对整个代码库中的模块进行静态分析、编译打包的过程。

8：所有资源都是模块

在上面的分析过程中，我们提到的模块仅仅是指JavaScript模块文件。然而，在前端开发过程中还涉及到样式、图片、字体、HTML 模板等等众多的资源。这些资源还会以各种方言的形式存在，比如 coffeescript、 less、 sass、众多的模板库、多语言系统（i18n）等等。

如果他们都可以视作模块，并且都可以通过require的方式来加载，将带来优雅的开发体验，比如：

require("./style.css");
require("./style.less");
require("./template.jade");
require("./image.png");

那么如何做到让 require 能加载各种资源呢？

9：静态分析

在编译的时候，要对整个代码进行静态分析，分析出各个模块的类型和它们依赖关系，然后将不同类型的模块提交给适配的加载器来处理。比如一个用 LESS 写的样式模块，可以先用 LESS 加载器将它转成一个CSS 模块，在通过 CSS 模块把他插入到页面的 <style> 标签中执行。Webpack 就是在这样的需求中应运而生。

同时，为了能利用已经存在的各种框架、库和已经写好的文件，我们还需要一个模块加载的兼容策略，来避免重写所有的模块。