历史上,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。其他语言都有这项功能,比如 Ruby 的require、Python 的import,甚至就连 CSS 都有@import,但是 JavaScript 任何这方面的支持都没有,这对开发大型的、复杂的项目形成了巨大障碍。
在 ES6 之前,社区制定了一些模块加载方案,最主要的有 CommonJS 和 AMD 两种。前者用于服务器,后者用于浏览器。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 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。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。
// 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,效率要比 CommonJS 模块的加载方式高。当然,这也导致了没法引用 ES6 模块本身,因为它不是对象。
由于 ES6 模块是编译时加载,使得静态分析成为可能。有了它,就能进一步拓宽 JavaScript 的语法,比如引入宏(macro)和类型检验(type system)这些只能靠静态分析实现的功能。
除了静态加载带来的各种好处,ES6 模块还有以下好处。
不再需要UMD模块格式了,将来服务器和浏览器都会支持 ES6 模块格式。目前,通过各种工具库,其实已经做到了这一点。
将来浏览器的新 API 就能用模块格式提供,不再必须做成全局变量或者navigator对象的属性。
不再需要对象作为命名空间(比如Math对象),未来这些功能可以通过模块提供。
export 命令
// profile.js
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;
export {firstName, lastName, year};
通常情况下,export输出的变量就是本来的名字,但是可以使用as关键字重命名
function v1() { ... }
function v2() { ... }
export {
v1 as streamV1,
v2 as streamV2,
v2 as streamLatestVersion
};
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;
}
import { lastName as surname } from './profile';
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。
// circle.js
export function area(radius) {
return Math.PI * radius * radius;
}
export function circumference(radius) {
return 2 * Math.PI * radius;
}
import * as circle from './circle';
console.log('圆面积:' + circle.area(4));
console.log('圆周长:' + circle.circumference(14));
export default 命令
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');
}
import()
前面介绍过,import命令会被 JavaScript 引擎静态分析,先于模块内的其他模块执行(叫做”连接“更合适)。所以,下面的代码会报错。
// 报错
if (x === 2) {
import MyModual from './myModual';
}
解决方案:
const main = document.querySelector('main');
import(`./section-modules/${someVariable}.js`)
.then(module => {
module.loadPageInto(main);
})
.catch(err => {
main.textContent = err.message;
});
import()函数可以用在任何地方,不仅仅是模块,非模块的脚本也可以使用。它是运行时执行,也就是说,什么时候运行到这一句,也会加载指定的模块。另外,import()函数与所加载的模块没有静态连接关系,这点也是与import语句不相同。
加载规则
浏览器加载 ES6 模块,也使用<script>标签,但是要加入type="module"属性。
<script type="module" src="./foo.js"></script>
<!-- 等同于 -->
<script type="module" src="./foo.js" defer></script>
浏览器对于带有type="module"的<script>,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<script>标签的defer属性
对于外部的模块脚本,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。
import utils from 'https://example.com/js/utils.js';
const x = 1;
console.log(x === window.x); //false
console.log(this === undefined); // true
delete x; // 句法错误,严格模式禁止删除变量
ES6 模块与 CommonJS 模块的差异
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。
1.值得引用
// lib.js
var counter = 3;
function incCounter() {
counter++;
}
module.exports = {
counter: counter,
incCounter: incCounter,
};
// main.js
var mod = require('./lib');
console.log(mod.counter); // 3
mod.incCounter();
console.log(mod.counter); // 3
上面代码说明,lib.js模块加载以后,它的内部变化就影响不到输出的mod.counter了。这是因为mod.counter是一个原始类型的值,会被缓存。除非写成一个函数,才能得到内部变动后的值。
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。
// m1.js
export var foo = 'bar';
setTimeout(() => foo = 'baz', 500);
// m2.js
import {foo} from './m1.js';
console.log(foo);
setTimeout(() => console.log(foo), 500);
运行结果:
$ babel-node m2.js
bar
baz
上面代码表明,ES6 模块不会缓存运行结果,而是动态地去被加载的模块取值,并且变量总是绑定其所在的模块。
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。
// lib.js
export let obj = {};
// main.js
import { obj } from './lib';
obj.prop = 123; // OK
obj = {}; // TypeError
上面代码中,main.js从lib.js输入变量obj,可以对obj添加属性,但是重新赋值就会报错。因为变量obj指向的地址是只读的,不能重新赋值,这就好比main.js创造了一个名为obj的const变量。
最后,export通过接口,输出的是同一个值。不同的脚本加载这个接口,得到的都是同样的实例。
Node里面import加载文件的顺序
如果脚本文件省略了后缀名,比如import './foo',Node 会依次尝试四个后缀名:./foo.mjs、./foo.js、./foo.json、./foo.node。如果这些脚本文件都不存在,Node 就会去加载./foo/package.json的main字段指定的脚本。如果./foo/package.json不存在或者没有main字段,那么就会依次加载./foo/index.mjs、./foo/index.js、./foo/index.json、./foo/index.node。如果以上四个文件还是都不存在,就会抛出错误。
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