ES6笔记-22 Module 的加载实现

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22 Module 的加载实现

22.1 浏览器加载

传统方法

HTML 网页中，浏览器通过<code><script></code>标签加载 JavaScript 脚本。

<!-- 页面内嵌的脚本 -->
<script type="application/javascript">
  // module code
</script>

<!-- 外部脚本 -->
<script type="application/javascript" src="path/to/myModule.js">
</script>

上面代码中，由于浏览器脚本的默认语言是 JavaScript，因此type=”application/javascript”可以省略。

默认情况下，浏览器是同步加载 JavaScript 脚本，即渲染引擎遇到<code><script></code>标签就会停下来，等到执行完脚本，再继续向下渲染。如果是外部脚本，还必须加入脚本下载的时间。

如果脚本体积很大，下载和执行的时间就会很长，因此造成浏览器堵塞，用户会感觉到浏览器“卡死”了，没有任何响应。这显然是很不好的体验，所以浏览器允许脚本异步加载，下面就是两种异步加载的语法。

<script src="path/to/myModule.js" defer></script>
<script src="path/to/myModule.js" async></script>

上面代码中，<code><script></code>标签打开defer或async属性，脚本就会异步加载。渲染引擎遇到这一行命令，就会开始下载外部脚本，但不会等它下载和执行，而是直接执行后面的命令。

  • defer与async的区别是：defer要等到整个页面在内存中正常渲染结束（DOM 结构完全生成，以及其他脚本执行完成），才会执行；async一旦下载完，渲染引擎就会中断渲染，执行这个脚本以后，再继续渲染。一句话，defer是“渲染完再执行”，async是“下载完就执行”。另外，如果有多个defer脚本，会按照它们在页面出现的顺序加载，而多个async脚本是不能保证加载顺序的。

加载规则

  • 浏览器加载 ES6 模块，也使用<code><script></code>标签，但是要加入type=”module”属性。
<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<code><script></code>，都是异步加载，不会造成堵塞浏览器，即等到整个页面渲染完，再执行模块脚本，等同于打开了<code><script></code>标签的defer属性。
<script type="module" src="./foo.js"></script>
<!-- 等同于 -->
<script type="module" src="./foo.js" defer></script>
  • 如果网页有多个<code><script type=”module”></code>>，它们会按照在页面出现的顺序依次执行。
  • <code><script></code>标签的async属性也可以打开，这时只要加载完成，渲染引擎就会中断渲染立即执行。执行完成后，再恢复渲染。
<script type="module" src="./foo.js" async></script>
  • 一旦使用了async属性，<code><script type=”module”></code>就不会按照在页面出现的顺序执行，而是只要该模块加载完成，就执行该模块。
  • ES6 模块也允许内嵌在网页中，语法行为与加载外部脚本完全一致。
<script type="module">
  import utils from "./utils.js";

  // other code
</script>
  • 对于外部的模块脚本（上例是foo.js），有几点需要注意。

– 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。

下面是一个示例模块。

import utils from 'https://example.com/js/utils.js';

const x = 1;

console.log(x === window.x); //false
console.log(this === undefined); // true

利用顶层的this等于undefined这个语法点，可以侦测当前代码是否在 ES6 模块之中。

const isNotModuleScript = this !== undefined;

22.2 ES6 模块与 CommmonJS 模块的差异

讨论 Node 加载 ES6 模块之前，必须了解 ES6 模块与 CommonJS 模块完全不同。

它们有两个重大差异。

– CommonJS 模块输出的是一个值的拷贝，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。

  • CommonJS 模块输出的是值的拷贝，也就是说，一旦输出一个值，模块内部的变化就影响不到这个值。
  • 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，到被加载的那个模块里面去取值。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。
  • 由于 ES6 输入的模块变量，只是一个“符号连接”，所以这个变量是只读的，对它进行重新赋值会报错。

22.3 Node 加载

概述

内部变量

  • ES6 模块应该是通用的，同一个模块不用修改，就可以用在浏览器环境和服务器环境。为了达到这个目标，Node 规定 ES6 模块之中不能使用 CommonJS 模块的特有的一些内部变量。

首先，就是this关键字。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。

其次，以下这些顶层变量在 ES6 模块之中都是不存在的。

– arguments

– require

– module

– exports

– __filename

– __dirname

如果你一定要使用这些变量，有一个变通方法，就是写一个 CommonJS 模块输出这些变量，然后再用 ES6 模块加载这个 CommonJS 模块。但是这样一来，该 ES6 模块就不能直接用于浏览器环境了，所以不推荐这样做。

// expose.js
module.exports = {__dirname};

// use.mjs
import expose from './expose.js';
const {__dirname} = expose;

上面代码中，expose.js是一个 CommonJS 模块，输出变量__dirname，该变量在 ES6 模块之中不存在。ES6 模块加载expose.js，就可以得到__dirname。

ES6 模块加载 CommonJS 模块

  • CommonJS 模块的输出都定义在module.exports这个属性上面。Node 的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 xxx。

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，即import命令实际上输入的是这样一个对象{ default: module.exports }。

所以，一共有三种写法，可以拿到 CommonJS 模块的module.exports。

// 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'};

// 写法三
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)
// }

上面代码的第三种写法，可以通过baz.default拿到module.exports。foo属性和bar属性就是可以通过这种方法拿到了module.exports。

  • 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。

// 不正确
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。

// 正确的写法一
import * as express from 'express';
const app = express.default();

// 正确的写法二
import express from 'express';
const app = express();

CommonJS 模块加载 ES6 模块

  • CommonJS 模块加载 ES6 模块，不能使用require命令，而要使用import()函数。ES6 模块的所有输出接口，会成为输入对象的属性。
// es.mjs
let foo = { bar: 'my-default' };
export default foo;

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

上面代码中，default接口变成了es_namespace.default属性。

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 = await import('./es');
// es_namespace = {
//   get foo() {return foo;}
//   get bar() {return foo;}
//   get f() {return f;}
//   get c() {return c;}
// }

22.4 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。

对于 JavaScript 语言来说，目前最常见的两种模块格式 CommonJS 和 ES6，处理“循环加载”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

  • 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，就会执行整个脚本，然后在内存生成一个对象。
{
  id: '...',
  exports: { ... },
  loaded: true,
  ...
}

上面代码就是 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的时候，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，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。

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。

http://es6.ruanyifeng.com/#docs/module-loader#ES6-模块的循环加载

22.5 ES6 模块的转码

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

SystemJS