JavaScript模块化CommonJS/AMD/CMD/UMD/ES6Module的区别

JS-模块化进程

随着js技术的不断发展，途中会遇到各种问题，比如模块化。

那什么是模块化呢,他们的目的是什么？

到目前为止，大概分为以下几个里程碑式节点。

原始的开发方式 ---> CommonJS ---> AMD ---> CMD ---> UMD ---> ES6Module

原始的开发方式

最开始的时候，JS自身是没有模块机制的。项目有多个js文件。

// a.js
function foo() {}
// b.js
function bar() {}
// c.js
foo()

HTML加载

<script src="a.js"></script>
<script src="b.js"></script>
<script src="c.js"></script>

原始的开发方式，随着项目的复杂度，代码量越来越多，所需要加载的文件也越来越多，这个时候，就要考虑几个问题了：

1. 命名问题：所有文件的方法都是挂载到global上，会污染全局环境，并且需要考虑命名冲突问题。
2. 依赖问题：script是顺序加载的，如果各文件之间有依赖，那我们得考虑加载.js文件的书写顺序。
3. 网络问题。如果文件过多，所需请求次数会增多，增加加载时间。

CommonJS && node.js

CommonJS规范 CommonJS使用例子
CommonJS规范，主要运行于服务器端，同步加载模块，而加载的文件资源大多数在本地服务器，所以执行速度或时间没问题。Node.js很好的实现了该规范。
该规范指出，一个单独的文件就是一个模块。
模块功能主要的几个命令：require和module.exports。require命令用于输入其他模块提供的功能，module.exports命令用于规范模块的对外接口，输出的是一个值的拷贝，输出之后就不能改变了，会缓存起来。

// moduleA.js
var name = 'weiqinl'
function foo() {}

module.exports = exports = {
name,
foo
}

// moduleB.js
var ma = require('./moduleA') // 可以省略后缀.js
exports.bar = function() {
ma.name === 'weiqinl' // true
ma.foo() // 执行foo方法
}

// moduleC.js
var mb = require('./moduleB')
mb.bar()

通过例子，我们可以看出require(moduleId)来加载其他模块的内容，其返回值就是其引用的外部模块所暴露的API，之后再通过module.exports或者exports来为当前模块的方法和变量提供输出接口。

最后通过node来执行模块。

AMD && Require.js

AMD规范文档 AMD使用例子
AMD(Asynchronous Module Definition - 异步加载模块定义)规范，制定了定义模块的规则,一个单独的文件就是一个模块，模块和模块的依赖可以被异步加载。主要运行于浏览器端，这和浏览器的异步加载模块的环境刚好适应，它不会影响后面语句的运行。该规范是在RequireJs的推广过程中逐渐完善的。

模块功能主要的几个命令：define、require、return和define.amd。define是全局函数，用来定义模块,define(id?, dependencies?, factory)。require命令用于输入其他模块提供的功能，return命令用于规范模块的对外接口，define.amd属性是一个对象，此属性的存在来表明函数遵循AMD规范。

// moduleA.js
define(['jQuery','lodash'], function($, _) {
var name = 'weiqinl',
function foo() {}
return {
name,
foo
}
})

// index.js
require(['moduleA'], function(a) {
a.name === 'weiqinl' // true
a.foo() // 执行A模块中的foo函数
// do sth...
})

// index.html
<script src="js/require.js" data-main="js/index"></script>

在这里，我们使用define来定义模块，return来输出接口， require来加载模块，这是AMD官方推荐用法。当然也可以使用其他兼容性的写法，比如对 Simplified CommonJS Wrapper 格式的支持，但背后还是原始AMD的运行逻辑。
AMD的运行逻辑是：提前加载，提前执行。在Requirejs中，申明依赖模块时，会第一时间加载并执行模块内的代码，使后面的回调函数能在所需的环境中运行。
为了更好地优化请求，同时推出了打包工具r.js，使所需加载的文件数减少。

CMD && Sea.js

CMD规范文档 CMD使用例子
CMD(Common Module Definition - 通用模块定义)规范主要是Sea.js推广中形成的，一个文件就是一个模块，可以像Node.js一般书写模块代码。主要在浏览器中运行，当然也可以在Node.js中运行。

// moduleA.js
// 定义模块
define(function(require, exports, module) {
var func = function() {
var a = require('./a') // 到此才会加载a模块
a.func()
if(false) {
var b = require('./b') // 到此才会加载b模块
b.func()
}
}
// do sth...
exports.func = func;
})

// index.js
// 加载使用模块
seajs.use('moduleA.js', function(ma) {
var ma = math.func()
})

// HTML，需要在页面中引入sea.js文件。
<script src="./js/sea.js"></script>
<script src="./js/index.js"></script>

这里define是一个全局函数，用来定义模块，并通过exports向外提供接口。之后，如果要使用某模块，可以通过require来获取该模块提供的接口。最后使用某个组件的时候，通过seajs.use()来调用。

CMD推崇依赖就近，延迟执行。在上面例子中，通过require引入的模块，只有当程序运行到此处的时候，模块才会自动加载执行。

同时推出了spm(static package manager)的打包方式，听说支付宝的项目在使用。

UMD && webpack

UMD文档
UMD(Universal Module Definition - 通用模块定义)模式，该模式主要用来解决CommonJS模式和AMD模式代码不能通用的问题，并同时还支持老式的全局变量规范。

// 使用Node, AMD 或 browser globals 模式创建模块
(function (root, factory) {
if (typeof define === 'function' && define.amd) {
// AMD模式. 注册为一个匿名函数
define(['b'], factory);
} else if (typeof module === 'object' && module.exports) {
// Node等类CommonJS的环境
module.exports = factory(require('b'));
} else {
// 浏览器全局变量 (root is window)
root.returnExports = factory(root.b);
}
}(typeof self !== 'undefined' ? self : this, function (b) {
// 以某种方式使用 b

//返回一个值来定义模块导出。(即可以返回对象，也可以返回函数)
return {};
}));

1. 判断define为函数，并且是否存在define.amd，来判断是否为AMD规范,
2. 判断module是否为一个对象，并且是否存在module.exports来判断是否为CommonJS规范
3. 如果以上两种都没有，设定为原始的代码规范。

这种模式，通常会在webpack打包的时候用到。output.libraryTarget将模块以哪种规范的文件输出。

ES6 Module && ES6

ES6模块加载文档 ES6 Module使用例子
在ECMAScript 2015版本出来之后，确定了一种新的模块加载方式，我们称之为ES6 Module。它和前几种方式有区别和相同点。

1. 它因为是标准，所以未来很多浏览器会支持，可以很方便的在浏览器中使用。
2. 它同时兼容在node环境下运行。
3. 模块的导入导出，通过import和export来确定。
4. 可以和Commonjs模块混合使用。
5. CommonJS输出的是一个值的拷贝。ES6模块输出的是值的引用,加载的时候会做静态优化。
6. CommonJS模块是运行时加载确定输出接口，ES6模块是编译时确定输出接口。

ES6模块功能主要由两个命令构成：import和export。import命令用于输入其他模块提供的功能。export命令用于规范模块的对外接口。

export的几种用法

// 输出变量
export var name = 'weiqinl'
export var year = '2018'

// 输出一个对象（推荐）
var name = 'weiqinl'
var year = '2018'
export { name, year}


// 输出函数或类
export function add(a, b) {
return a + b;
}

// export default 命令
export default function() {
console.log('foo')
}

import导入其他模块

// 正常命令
import { name, year } from './module.js' //后缀.js不能省略

// 如果遇到export default命令导出的模块
import ed from './export-default.js'

模块编辑好之后，它可以以多种形式加载。

1. 浏览器加载

浏览器加载ES6模块，使用<script>标签，但是要加入type="module"属性
外链js文件

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

也可以内嵌在网页中

<script type="module">
import utils from './utils.js';
// other code
</script>

对于加载外部模块，需要注意：

• 代码是在模块作用域之中运行，而不是在全局作用域运行。模块内部的顶层变量，外部不可见。
• 模块脚本自动采用严格模式，不管有没有声明use strict。
• 模块之中，可以使用import命令加载其他模块（.js后缀不可省略，需要提供绝对 URL 或相对 URL），也可以使用export命令输出对外接口。
• 模块之中，顶层的this关键字返回undefined，而不是指向window。也就是说，在模块顶层使用this关键字，是无意义的。
• 同一个模块如果加载多次，将只执行一次。

2. Node加载

Node要求 ES6 模块采用.mjs后缀文件名。也就是说，只要脚本文件里面使用import或者export命令，就必须采用.mjs后缀名。
这个功能还在试验阶段。安装Node V8.5.0或以上版本，要用--experimental-modules参数才能打开该功能。

$ node --experimental-modules my-app.mjs

Node的import命令只支持异步加载本地模块(file:协议)，不支持加载远程模块。

总结

以上即是，我对js模块化概念，最主要的还是他们输入输出的区别，理论结合实践完成的简单梳理。通过阅读前辈的文章或者各种Issue,也大概了解了JS的历史进程。以史为鉴，可以知兴替。此时不断成为历史，历史终将定论。

参考

1. 各模块化使用的例子
2. Require.js
3. Sea.js
4. UMD
5. ES6 Module
6. JavaScript模块化七日谈

[完]