模块化发展历程

什么是模块化？

• 将一个复杂的程序依据一定的规则(规范)封装成几个块(文件), 并进行组合在一起
• 块的内部数据与实现是私有的, 只是向外部暴露一些接口(方法)与外部其它模块通信

模块化的理解

模块化是一种处理复杂系统分解为更好的可管理模块的方式。简单来说就是解耦，简化开发，一个模块就是实现特定功能的文件，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。模块开发需要遵循一定的规范。

主要从IIFE、AMD、CMD、CommonJS、UMD、webpack(require.ensure)、ES Module 这几个角度考虑。

IIFE

IIFE（ 立即调用函数表达式）是一个在定义时就会立即执行的 JavaScript 函数。特点：
在一个单独的函数作用域中执行代码，避免变量冲突。

(function () {
    statements
})();

• 这是一个被称为 自执行匿名函数 的设计模式，主要包含两部分。第一部分是包围在 圆括号运算符 () 里的一个匿名函数，这个匿名函数拥有独立的词法作用域。这不仅避免了外界访问此 IIFE 中的变量，而且又不会污染全局作用域。

• 第二部分再一次使用 () 创建了一个立即执行函数表达式，JavaScript 引擎到此将直接执行函数。

(function () { 
    var name = "Barry";
})();
// 无法从外部访问变量 name
name // 抛出错误："Uncaught ReferenceError: name is not defined"


var result = (function () { 
    var name = "Barry"; 
    return name; 
})(); 
// IIFE 执行后返回的结果：
result; // "Barry"

AMD

AMD 即 Asynchronous Module Definition，中文名是“异步模块定义”的意思。在浏览器环境，要从服务器端加载模块，就必须采用非同步模式，因此浏览器端一般采用AMD规范。AMD是一个在浏览器端模块化开发的规范，而AMD规范的实现，就是require.js。特点：依赖必须提前声明好。

• 优点：异步加载，不阻塞页面的加载，能并行加载多个模块
• 缺点：不能按需加载，必须提前加载所需依赖

// 定义
// 独立模块 es1.js
define({
    module1: function() {},
    module2: function() {},
});
// 等价写法
define(function () {
    return {
        module1: function() {},
        module2: function() {},
    };
});
// 非独立模块 只有先加载这两个模块，新模块才能正常运行 es2.js
define(['es1', 'es2'], function(m1, m2) {
       return {
        method: function() {
            m1.methodA();
            m2.methodB();
        }
    };
});

// 使用
require(['es1', 'es2'], function ( es1, es2) {
    es1.module1()
    es1.module2()
    es2.mothod()
});

CMD

CMD规范专门用于浏览器端，模块的加载是异步的，模块使用时才会加载执行。CMD规范整合了CommonJS和AMD规范的特点。在 Sea.js 中，所有 JavaScript 模块都遵循 CMD模块定义规范。特点：支持动态引入依赖文件。

• 优点：可以按需加载，依赖就近
• 缺点：依赖SPM打包，模块的加载逻辑偏重

// 定义
// 使用 exports 直接向外提供接口。
define(function(require, exports) { 
    // 对外提供 name属性
    exports.name = 'Tom'; 
    // 对外提供 say 方法
    exports.say= function(name) {
        console.log("hello"+name)
    };
});
// 使用 return 直接向外提供接口。
define(function(require) {  
    return {
        name : 'Tom',    
        say: function(name) {
            console.log("hello"+name)
        }
    };
});
// 使用 module.exports 直接向外提供接口。
define(function(require, exports, module) { 
    module.exports = {
        name: 'Tom', 
        say: function(name) {
            console.log("hello"+name)
        }
    };
});


// 使用
define(function (require) {
    var m1 = require('./module1')
    console.log(m1.name)      // Tom
    m1.say(m1.name)           // Hello Tom
})

// require.async 方法用来在模块内部异步加载模块，并在加载完成后执行指定回调。callback 参数可选。
define(function(require, exports, module) {  
    // 异步加载一个模块
    require.async('./module1', function(a) {
        a.doSomething();
    }); 

    // 异步加载多个模块，在加载完成时，执行回调
    require.async(['./module2', './module3'], function(b, c) {
        b.doSomething();
        c.doSomething();
    });
})

CommonJS

Node 应用由模块组成，采用 CommonJS 模块规范，前端的webpack也是对CommonJS原生支持的。每个文件就是一个模块，有自己的作用域。在一个文件里面定义的变量、函数、类，都是私有的，对其他文件不可见。在服务器端，模块的加载是运行时同步加载的；在浏览器端，模块需要提前编译打包处理。

// 定义

es1.js
var name = "Tom";
var age = 16;
function say(name,age){
   console.log(name+"is"+age+"years old")
}

// 语法1
module.exports.name = name;
module.exports.age = age;
module.exports.say = say;

// 语法2
exports.name = name;
exports.age = age;
exports.say = say;

// 语法3
module.exports = {
  name,
  age,
  say
}

// 语法4
module.exports = {
  name : "Tom",
  age : 16,
  say(name,age){
   console.log(name+"is"+age+"years old")
  }
}


// 引用
var module = require('./es1.js')
consolo.log(module.name)          //Tom
consolo.log(module.age)           //16
module.say(name,age)              //Tom is 16 years old

注：

• exports 与module.exports 的区别：exports 是对 module.exports 的引用，不能直接给exports 赋值，直接赋值无效，结果是一个空对象, module.exports 可以直接赋值
• 一个文件不能写多个module.exports ，如果写多个，对外暴露的接口是最后一个module.exports
• 模块如果没有指定使用module.exports 或者exports 对外暴露接口时，在其他文件就引用该模块，得到的是一个空对象{}
• 浏览器不兼容CommonJS，在于缺少四个Node.js环境的变量。(module,exports,require,global)

UMD

UMD 叫做通用模块定义规范（Universal Module Definition）。也是随着大前端的趋势所诞生，它可以通过运行时或者编译时让同一个代码模块在使用 CommonJs、CMD 甚至是 AMD 的项目中运行。未来同一个 JavaScript 包运行在浏览器端、服务区端甚至是 APP 端都只需要遵守同一个写法就行了。是集结了 CommonJs、CMD、AMD 的规范于一身。

// UMD的实现
((root, factory) => {
    if (typeof define === 'function' && define.amd) {
        //AMD
        define(['jquery'], factory);
    } else if (typeof exports === 'object') {
        //CommonJS
        var $ = requie('jquery');
        module.exports = factory($);
    } else {
        root.testModule = factory(root.jQuery);
    }
})(this, ($) => {
    //todo
});

不难发现，它在定义模块的时候回检测当前使用环境和模块的定义方式，将各种模块化定义方式转化为同样一种写法。它的出现也是前端技术发展的产物，前端在实现跨平台的道路上不断的前进，UMD 规范将浏览器端、服务器端甚至是 APP 端都大统一了

webpack(require.ensure)

webpack 2.x 版本中的代码分割

ES Module

ES6 在语言标准的层面上，实现了模块功能，而且非常简单，ES6到来,完全可以取代 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。
注：由于ES6目前在部分版本的浏览器中无法执行，所以，我们需要通过babel将不被支持的import编译为当前受到广泛支持的 require。

// 定义

// 变量    es3.js
export var m = 1;
//函数
export function fn(x, y) {
  return x * y;
};
//类class
class Hello{
  test(){
    console.log("hello")
  }
}


// 也可以合并为一个出口暴露
var m = 1;
function fn(x, y) {
  return x * y;
};
class Hello{
  test(){
    console.log("hello")
  }
}
export {
  m,
  fn,
  Hello
}

// 在暴露模块时，可以通过 as 来进行重命名
export{
  num as m,
  foo as fn,
  Test as Hello
}


// 引用

//静态加载,只加载es3.js 文件中三个变量，其他不加载
import {m, fn, Hello} from './es3.js';
//import命令要使用as关键字，将输入的变量重命名。
import {fn as fn1} from './es3.js';
//整体加载模块
improt * as all from './es3.js'
console.log(all.m)              // 1
console.log(all.fn(3,4))        // 12
all.Hello.test()                // hello

特点：

• ES6 模块之中，顶层的this指向undefined，即不应该在顶层代码使用this。
• 自动采用严格模式"use strict"。须遵循严格模式的要求
• ES6 模块的设计思想是尽量的静态化，编译时加载”或者静态加载，编译时输出接口
• ES6 模块export、import命令可以出现在模块的任何位置，但是必须处于模块顶层。如果处于块级作用域内，就会报错
• ES6 模块输出的是值的引用

模块化的好处

• 避免命名冲突(减少命名空间污染)
• 更好的分离, 按需加载
• 更高复用性
• 高可维护性

模块化的作用

• 减少JS文件的请求次数，通过模块化将JS文件整合为一个入口，然后引入页面可以有效的减少对JS文件的请求；

• 使各JS文件的依赖关系清晰，在模块化中可以清晰的分析各模块的引用关系，明确JS代码的结构；

• 降低项目的维护成本，当有某个模块需要添加或减少某个功能使，不需要将整个代码重构，只需要在相应的模块进行修改就可以。