JavaScript引入模塊的歷史簡介
隨著我們的應(yīng)用越來越大，我們想要將其拆分成多個文件，即所謂的“模塊(module)”。一個模塊可以包含用于特定目的的類或函數(shù)庫。
很長一段時間，JavaScript 都沒有語言級(language-level)的模塊語法。這不是一個問題，因為最初的腳本又小又簡單，所以沒必要將其模塊化。
但是最終腳本變得越來越復(fù)雜，因此社區(qū)發(fā)明了許多種方法來將代碼組織到模塊中，使用特殊的庫按需加載模塊。
列舉一些(出于歷史原因)：
- AMD —— 最古老的模塊系統(tǒng)之一，最初由 require.js 庫實(shí)現(xiàn)。
- CommonJS —— 為 Node.js 服務(wù)器創(chuàng)建的模塊系統(tǒng)。
- UMD —— 另外一個模塊系統(tǒng)，建議作為通用的模塊系統(tǒng)，它與 AMD 和 CommonJS 都兼容。
現(xiàn)在，它們都在慢慢成為歷史的一部分，但我們?nèi)匀豢梢栽谂f腳本中找到它們。
語言級的模塊系統(tǒng)在 2015 年的時候出現(xiàn)在了標(biāo)準(zhǔn)(ES6)中，此后逐漸發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)得到了所有主流瀏覽器和 Node.js 的支持。因此，我們將從現(xiàn)在開始學(xué)習(xí)現(xiàn)代 JavaScript 模塊(module)。
一、什么是模塊?
一個模塊(module)就是一個文件。一個腳本就是一個模塊。就這么簡單。
模塊可以相互加載，并可以使用特殊的指令 export 和 import 來交換功能，從另一個模塊調(diào)用一個模塊的函數(shù)：
export 關(guān)鍵字標(biāo)記了可以從當(dāng)前模塊外部訪問的變量和函數(shù)。
import 關(guān)鍵字允許從其他模塊導(dǎo)入功能。
例如，我們有一個 sayHi.js 文件導(dǎo)出了一個函數(shù)：
- // sayHi.js
- export function sayHi(user) {
- alert(`Hello, ${user}!`);
- }
……然后另一個文件可能導(dǎo)入并使用了這個函數(shù)：
- // main.js
- import {sayHi} from './sayHi.js';
- alert(sayHi); // function...
- sayHi('John'); // Hello, John!
import 指令通過相對于當(dāng)前文件的路徑 ./sayHi.js 加載模塊，并將導(dǎo)入的函數(shù) sayHi 分配(assign)給相應(yīng)的變量。
讓我們在瀏覽器中運(yùn)行一下這個示例。
由于模塊支持特殊的關(guān)鍵字和功能，因此我們必須通過使用<script type="module"> 特性（attribute）來告訴瀏覽器，此腳本應(yīng)該被當(dāng)作模塊（module）來對待。
像這樣：
- <!doctype html>
- <script type="module">
- import {sayHi} from './say.js';
- document.body.innerHTML = sayHi('John');
- </script>
瀏覽器會自動獲取并解析(evaluate)導(dǎo)入的模塊(如果需要，還可以分析該模塊的導(dǎo)入)，然后運(yùn)行該腳本。
模塊只通過 HTTP(s) 工作，在本地文件則不行
如果你嘗試通過 file:// 協(xié)議在本地打開一個網(wǎng)頁，你會發(fā)現(xiàn) import/export 指令不起作用。你可以使用本地 Web 服務(wù)器，例如 static-server，或者使用編輯器的“實(shí)時服務(wù)器”功能，例如 VS Code 的 Live Server Extension 來測試模塊。
二、模塊核心功能
與“常規(guī)”腳本相比，模塊有什么不同呢?
下面是一些核心的功能，對瀏覽器和服務(wù)端的 JavaScript 來說都有效。
三、始終使用 “use strict”
模塊始終默認(rèn)使用 use strict，例如，對一個未聲明的變量賦值將產(chǎn)生錯誤(譯注：在瀏覽器控制臺可以看到 error 信息)。
- <script type="module">
- a = 5; // error
- </script>
四、模塊級作用域
每個模塊都有自己的頂級作用域(top-level scope)。換句話說，一個模塊中的頂級作用域變量和函數(shù)在其他腳本中是不可見的。
在下面這個例子中，我們導(dǎo)入了兩個腳本，hello.js 嘗試使用在 user.js 中聲明的變量 user，失敗了：
- <!doctype html>
- <script type="module" src="user.js"></script>
- <script type="module" src="hello.js"></script>
模塊期望 export 它們想要被外部訪問的內(nèi)容，并 import 它們所需要的內(nèi)容。
所以，我們應(yīng)該將 user.js 導(dǎo)入到 hello.js 中，并從中獲取所需的功能，而不要依賴于全局變量。
這是正確的變體：
- import {user} from './user.js';
- document.body.innerHTML = user; // John
在瀏覽器中，每個 <script type="module"> 也存在獨(dú)立的頂級作用域（譯注：在瀏覽器控制臺可以看到 error 信息）。
- <script type="module">
- // 變量僅在這個 module script 內(nèi)可見
- let user = "John";
- </script>
- <script type="module">
- alert(user); // Error: user is not defined
- </script>
如果我們真的需要創(chuàng)建一個 window-level 的全局變量，我們可以將其明確地賦值給 window，并以 window.user 來訪問它。但是這需要你有足夠充分的理由，否則就不要這樣做。
五、模塊代碼僅在第一次導(dǎo)入時被解析
如果同一個模塊被導(dǎo)入到多個其他位置，那么它的代碼僅會在第一次導(dǎo)入時執(zhí)行，然后將導(dǎo)出(export)的內(nèi)容提供給所有的導(dǎo)入(importer)。
這有很重要的影響。讓我們通過示例來看一下：
首先，如果執(zhí)行一個模塊中的代碼會帶來副作用(side-effect)，例如顯示一條消息，那么多次導(dǎo)入它只會觸發(fā)一次顯示 —— 即第一次：
- // alert.js
- alert("Module is evaluated!");
- // 在不同的文件中導(dǎo)入相同的模塊
- // 1.js
- import `./alert.js`; // Module is evaluated!
- // 2.js
- import `./alert.js`; // (什么都不顯示)
在實(shí)際開發(fā)中，頂級模塊代碼主要用于初始化，內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建，并且如果我們希望某些東西可以重用 — 請導(dǎo)出它。
下面是一個高級點(diǎn)的例子。
我們假設(shè)一個模塊導(dǎo)出了一個對象：
- // admin.js
- export let admin = {
- name: "John"
- };
如果這個模塊被導(dǎo)入到多個文件中，模塊僅在第一次被導(dǎo)入時被解析，并創(chuàng)建 admin 對象，然后將其傳入到所有的導(dǎo)入。
所有的導(dǎo)入都只獲得了一個唯一的 admin 對象：
- // 1.js
- import {admin} from './admin.js';
- admin.name = "Pete";
- // 2.js
- import {admin} from './admin.js';
- alert(admin.name); // Pete
- // 1.js 和 2.js 導(dǎo)入的是同一個對象
- // 在 1.js 中對對象做的更改，在 2.js 中也是可見的
所以，讓我們重申一下 —— 模塊只被執(zhí)行一次。生成導(dǎo)出，然后它被分享給所有對其的導(dǎo)入，所以如果某個地方修改了 admin 對象，其他的模塊也能看到這個修改。
這種行為讓我們可以在首次導(dǎo)入時 設(shè)置 模塊。我們只需要設(shè)置其屬性一次，然后在進(jìn)一步的導(dǎo)入中就都可以直接使用了。
例如，下面的 admin.js 模塊可能提供了特定的功能，但是希望憑證(credential)從外部進(jìn)入 admin 對象：
- // admin.js
- export let admin = { };
- export function sayHi() {
- alert(`Ready to serve, ${admin.name}!`);
- }
在 init.js 中 —— 我們 APP 的第一個腳本，設(shè)置了 admin.name。現(xiàn)在每個位置都能看到它，包括在 admin.js 內(nèi)部的調(diào)用。
- // init.js
- import {admin} from './admin.js';
- admin.name = "Pete";
另一個模塊也可以看到 admin.name：
- // other.js
- import {admin, sayHi} from './admin.js';
- alert(admin.name); // Pete
- sayHi(); // Ready to serve, Pete!
六、import.meta
import.meta 對象包含關(guān)于當(dāng)前模塊的信息。
它的內(nèi)容取決于其所在的環(huán)境。在瀏覽器環(huán)境中，它包含當(dāng)前腳本的 URL，或者如果它是在 HTML 中的話，則包含當(dāng)前頁面的 URL。
- <script type="module">
- alert(import.meta.url); // 腳本的 URL（對于內(nèi)嵌腳本來說，則是當(dāng)前 HTML 頁面的 URL）
- </script>
七、在一個模塊中，“this” 是 undefined
這是一個小功能，但為了完整性，我們應(yīng)該提到它。
在一個模塊中，頂級 this 是 undefined。
將其與非模塊腳本進(jìn)行比較會發(fā)現(xiàn)，非模塊腳本的頂級 this 是全局對象：
- <script>
- alert(this); // window
- </script>
- <script type="module">
- alert(this); // undefined
- </script>
八、瀏覽器特定功能
與常規(guī)腳本相比，擁有 type="module" 標(biāo)識的腳本有一些特定于瀏覽器的差異。
如果你是第一次閱讀或者你不打算在瀏覽器中使用 JavaScript，那么你可以跳過本節(jié)內(nèi)容。
九、模塊腳本是延遲的
模塊腳本 總是 被延遲的，與 defer 特性(在 腳本：async，defer 一章中描述的)對外部腳本和內(nèi)聯(lián)腳本(inline script)的影響相同。
也就是說：
- 下載外部模塊腳本 <script type="module" src="..."> 不會阻塞 HTML 的處理，它們會與其他資源并行加載。
- 模塊腳本會等到 HTML 文檔完全準(zhǔn)備就緒（即使它們很小并且比 HTML 加載速度更快），然后才會運(yùn)行。
- 保持腳本的相對順序：在文檔中排在前面的腳本先執(zhí)行。
它的一個副作用是，模塊腳本總是會“看到”已完全加載的 HTML 頁面，包括在它們下方的 HTML 元素。
例如：
- <script type="module">
- alert(typeof button); // object：腳本可以“看見”下面的 button
- // 因為模塊是被延遲的（deferred，所以模塊腳本會在整個頁面加載完成后才運(yùn)行
- </script>
- 相較于下面這個常規(guī)腳本：
- <script>
- alert(typeof button); // button 為 undefined，腳本看不到下面的元素
- // 常規(guī)腳本會立即運(yùn)行，常規(guī)腳本的運(yùn)行是在在處理頁面的其余部分之前進(jìn)行的
- </script>
- <button id="button">Button</button>
請注意：上面的第二個腳本實(shí)際上要先于前一個腳本運(yùn)行!所以我們會先看到 undefined，然后才是 object。
這是因為模塊腳本是被延遲的，所以要等到 HTML 文檔被處理完成才會執(zhí)行它。而常規(guī)腳本則會立即運(yùn)行，所以我們會先看到常規(guī)腳本的輸出。
當(dāng)使用模塊腳本時，我們應(yīng)該知道 HTML 頁面在加載時就會顯示出來，在 HTML 頁面加載完成后才會執(zhí)行 JavaScript 模塊，因此用戶可能會在 JavaScript 應(yīng)用程序準(zhǔn)備好之前看到該頁面。某些功能那時可能還無法正使用。我們應(yīng)該放置“加載指示器(loading indicator)”，否則，請確保不會使用戶感到困惑。
十、Async 適用于內(nèi)聯(lián)腳本(inline script)
對于非模塊腳本，async 特性(attribute)僅適用于外部腳本。異步腳本會在準(zhǔn)備好后立即運(yùn)行，獨(dú)立于其他腳本或 HTML 文檔。
對于模塊腳本，它也適用于內(nèi)聯(lián)腳本。
例如，下面的內(nèi)聯(lián)腳本具有 async 特性，因此它不會等待任何東西。
它執(zhí)行導(dǎo)入(fetch ./analytics.js)，并在準(zhǔn)備導(dǎo)入完成時運(yùn)行，即使 HTML 文檔還未完成，或者其他腳本仍在等待處理中。
這對于不依賴任何其他東西的功能來說是非常棒的，例如計數(shù)器，廣告，文檔級事件監(jiān)聽器。
- <!-- 所有依賴都獲取完成（analytics.js）然后腳本開始運(yùn)行 -->
- <!-- 不會等待 HTML 文檔或者其他 <script> 標(biāo)簽 -->
- <script async type="module">
- import {counter} from './analytics.js';
- counter.count();
- </script>
十一、外部腳本
具有 type="module" 的外部腳本(external script)在兩個方面有所不同：
- 具有相同 src 的外部腳本僅運(yùn)行一次：<!-- 腳本 my.js 被加載完成（fetched）并只被運(yùn)行一次 --> <script type="module" src="my.js"></script> <script type="module" src="my.js"></script>
- 從另一個源（例如另一個網(wǎng)站）獲取的外部腳本需要 CORS header，如我們在 Fetch：跨源請求 一章中所講的那樣。換句話說，如果一個模塊腳本是從另一個源獲取的，則遠(yuǎn)程服務(wù)器必須提供表示允許獲取的 header Access-Control-Allow-Origin。<!-- another-site.com 必須提供 Access-Control-Allow-Origin --> <!-- 否則，腳本將無法執(zhí)行 --> <script type="module" src="http://another-site.com/their.js"></script>默認(rèn)這樣做可以確保更好的安全性。
十二、不允許裸模塊(“bare” module)
在瀏覽器中，import 必須給出相對或絕對的 URL 路徑。沒有任何路徑的模塊被稱為“裸(bare)”模塊。在 import 中不允許這種模塊。
例如，下面這個 import 是無效的：
- import {sayHi} from 'sayHi'; // Error，“裸”模塊
- // 模塊必須有一個路徑，例如 './sayHi.js' 或者其他任何路徑
某些環(huán)境，像 Node.js 或者打包工具(bundle tool)允許沒有任何路徑的裸模塊，因為它們有自己的查找模塊的方法和鉤子(hook)來對它們進(jìn)行微調(diào)。但是瀏覽器尚不支持裸模塊。
十三、兼容性，“nomodule”
舊時的瀏覽器不理解 type="module"。未知類型的腳本會被忽略。對此，我們可以使用 nomodule 特性來提供一個后備：
- <script type="module">
- alert("Runs in modern browsers");
- </script>
- <script nomodule>
- alert("Modern browsers know both type=module and nomodule, so skip this")
- alert("Old browsers ignore script with unknown type=module, but execute this.");
- </script>
十四、構(gòu)建工具
在實(shí)際開發(fā)中，瀏覽器模塊很少被以“原始”形式進(jìn)行使用。通常，我們會使用一些特殊工具，例如 Webpack，將它們打包在一起，然后部署到生產(chǎn)環(huán)境的服務(wù)器。
使用打包工具的一個好處是 —— 它們可以更好地控制模塊的解析方式，允許我們使用裸模塊和更多的功能，例如 CSS/HTML 模塊等。
構(gòu)建工具做以下這些事兒：
- 從一個打算放在 HTML 中的 <script type="module"> “主”模塊開始。
- 分析它的依賴：它的導(dǎo)入，以及它的導(dǎo)入的導(dǎo)入等。
- 使用所有模塊構(gòu)建一個文件（或者多個文件，這是可調(diào)的），并用打包函數(shù)（bundler function）替代原生的 import 調(diào)用，以使其正常工作。還支持像 HTML/CSS 模塊等“特殊”的模塊類型。
- 在處理過程中，可能會應(yīng)用其他轉(zhuǎn)換和優(yōu)化：刪除無法訪問的代碼。刪除未使用的導(dǎo)出（“tree-shaking”）。刪除特定于開發(fā)的像 console 和 debugger 這樣的語句。可以使用 Babel 將前沿的現(xiàn)代的 JavaScript 語法轉(zhuǎn)換為具有類似功能的舊的 JavaScript 語法。壓縮生成的文件（刪除空格，用短的名字替換變量等）。
如果我們使用打包工具，那么腳本會被打包進(jìn)一個單一文件（或者幾個文件），在這些腳本中的 import/export 語句會被替換成特殊的打包函數(shù)（bundler function）。因此，最終打包好的腳本中不包含任何 import/export，它也不需要 type="module"，我們可以將其放入常規(guī)的 <script>：
- <!-- 假設(shè)我們從諸如 Webpack 這類的打包工具中獲得了 "bundle.js" 腳本 -->
- <script src="bundle.js"></script>
也就是說，原生模塊也是可以使用的。所以，我們在這兒將不會使用 Webpack：你可以稍后再配置它。
十五、總結(jié)
下面總結(jié)一下模塊的核心概念：
- 一個模塊就是一個文件。瀏覽器需要使用 <script type="module"> 以使 import/export 可以工作。模塊（譯注：相較于常規(guī)腳本）有幾點(diǎn)差別：默認(rèn)是延遲解析的（deferred）。Async 可用于內(nèi)聯(lián)腳本。要從另一個源（域/協(xié)議/端口）加載外部腳本，需要 CORS header。重復(fù)的外部腳本會被忽略
- 模塊具有自己的本地頂級作用域，并可以通過 import/export 交換功能。
- 模塊始終使用 use strict。
- 模塊代碼只執(zhí)行一次。導(dǎo)出僅創(chuàng)建一次，然后會在導(dǎo)入之間共享。
當(dāng)我們使用模塊時，每個模塊都會實(shí)現(xiàn)特定功能并將其導(dǎo)出。然后我們使用 import 將其直接導(dǎo)入到需要的地方即可。瀏覽器會自動加載并解析腳本。
在生產(chǎn)環(huán)境中，出于性能和其他原因，開發(fā)者經(jīng)常使用諸如 Webpack 之類的打包工具將模塊打包到一起。
