04 【nodejs模块化规范：CommonJS】

1.前言

网站越来越复杂，js代码、js文件也越来越多，会遇到一些问题 ：

文件依赖
全局污染、命名冲突

程序模块化包括：

日期模块
数学计算模块
日志模块
登陆认证模块
报表展示模块等。

所有这些模块共同组成了程序软件系统。

一次编写，多次使用，才是提高效率的核心。

2.模块化的理解

2.1 什么是模块化

概念：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），并组合在一起。

模块的内部数据、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。

最早的时候，我们会把所有的代码都写在一个js文件里，那么，耦合性会很高（关联性强），不利于维护；而且会造成全局污染，很容易命名冲突。

2.2 模块化的好处

避免命名冲突，减少命名空间污染
降低耦合性；更好地分离、按需加载
高复用性 ：代码方便重用，别人开发的模块直接拿过来就可以使用，不需要重复开发类似的功能。
高可维护性 ：软件的声明周期中最长的阶段其实并不是开发阶段，而是维护阶段，需求变更比较频繁。使用模块化的开发，方式更容易维护。
部署方便

3.模块化规范

3.1 模块化规范的引入

假设我们引入模块化，首先可能会想到的思路是：在一个文件中引入多个js文件。如下：

<body>
    <script src="zepto.js"></script>
    <script src="fastClick.js"></script>
    <script src="util/login.js"></script>
    <script src="util/base.js"></script>
    <script src="util/city.js"></script>
</body>

但是这样做会带来很多问题：

请求过多：引入十个js文件，就有十次http请求。
依赖模糊：不同的js文件可能会相互依赖，如果改其中的一个文件，另外一个文件可能会报错。

以上两点，最终导致：难以维护 。

于是，这就引入了模块化规范。

3.2 模块化的概念解读

模块化起源于 Node.js。Node.js 中把很多 js 打包成 package，需要的时候直接通过 require 的方式进行调用（CommonJS），这就是模块化的方式。

那如何把这种模块化思维应用到前端来呢？这就产生了两种伟大的 js：RequireJS 和 SeaJS。

3.3 模块化规范

服务器端规范：

CommonJS规范 ：是 Node.js 使用的模块化规范。

CommonJS 就是一套约定标准，不是技术。用于约定我们的代码应该是怎样的一种结构。

浏览器端规范：

AMD规范 ：是 RequireJS 在推广过程中对模块化定义的规范化产出。

- 异步加载模块；

- 依赖前置、提前执行：require([`foo`,`bar`],function(foo,bar){});   //也就是说把所有的包都 require 成功，再继续执行代码。

- define 定义模块：define([`require`,`foo`],function(){return});

CMD规范 ：是 SeaJS 在推广过程中对模块化定义的规范化产出。淘宝团队开发。

  同步加载模块；

  依赖就近，延迟执行：require(./a) 直接引入。或者Require.async 异步引入。   //依赖就近：执行到这一部分的时候，再去加载对应的文件。

  define 定义模块， export 导出：define(function(require, export, module){});

PS：面试时，经常会问AMD 和 CMD 的区别。

另外，还有ES6规范：import & export。

这篇文章，我们来讲一下CommonJS，它是 Node.js 使用的模块化规范。

4.CommonJS 的基本语法

4.1 CommonJS 的介绍

CommonJS：是 Node.js 使用的模块化规范。也就是说，Node.js 就是基于 CommonJS 这种模块化规范来编写的。

CommonJS 规范规定：每个模块内部，module 变量代表当前模块。这个变量是一个对象，它的 exports 属性（即 module.exports）是对外的接口对象。加载某个模块，其实是加载该模块的 module.exports 对象。

在 CommonJS 中，每个文件都可以当作一个模块：

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。首先，既然同步的，很容易引起阻塞；其次，浏览器不认识require语法，因此，需要提前编译打包。

4.2 模块的暴露和引入

4.3 模块的暴露和引入

Node.js 中只有模块级作用域，两个模块之间的变量、方法，默认是互不冲突，互不影响，这样就导致一个问题：模块 A 要怎样使用模块B中的变量&方法呢？这就需要通过 exports 关键字来实现。

Node.js中，每个模块都有一个 exports 接口对象，我们可以把公共的变量、方法挂载到这个接口对象中，其他的模块才可以使用。

接下来详细讲一讲模块的暴露、模块的引入。

4.3.1 暴露模块的方式一： exports

exports对象用来导出当前模块的公共方法或属性。别的模块通过 require 函数调用当前模块时，得到的就是当前模块的 exports 对象。

语法格式 ：

// 相当于是：给 exports 对象添加属性
exports.xxx = value

这个 value 可以是任意的数据类型。

注意：暴露的关键词是exports，不是export。其实，这里的 exports 类似于 ES6 中的 export 的用法，都是用来导出一个指定名字的对象。

代码举例 ：

const name = 'qianguyihao';

const foo = function (value) {
	return value * 2;
};

exports.name = name;
exports.foo = foo;

4.3.2 暴露模块的方式二： module.exports

module.exports用来导出一个默认对象，没有指定对象名。

语法格式：

// 方式一：导出整个 exports 对象
module.exports = value;

// 方式二：给 exports 对象添加属性
module.exports.xxx = value;

这个 value 可以是任意的数据类型。

代码举例：

// 方式1
module.exports = {
    name: '我是 module1',
    foo(){
        console.log(this.name);
    }
}

// 我们不能再继续写 module.exports = value2。因为重新赋值，会把 exports 对象 之前的赋值覆盖掉。

// 方式2
const age = 28;
module.exports.age = age;

module.exports 还可以修改模块的原始导出对象。比如当前模块原本导出的是一个对象，我们可以通过 module.exports 修改为导出一个函数。如下：

module.exports = function () {
    console.log('hello world')
}

4.4 exports 和 module.exports 的区别

最重要的区别：

使用exports时，只能单个设置属性 exports.a = a;
使用module.exports时，既单个设置属性 module.exports.a，也可以整个赋值 module.exports = obj。

其他要点：

Node中每个模块的最后，都会执行 return: module.exports。
Node中每个模块都会把 module.exports指向的对象赋值给一个变量 exports，也就是说 exports = module.exports。
module.exports = XXX，表示当前模块导出一个单一成员，结果就是XXX。
如果需要导出多个成员，则必须使用 exports.add = XXX; exports.foo = XXX。或者使用 module.exports.add = XXX; module.export.foo = XXX。

4.5 问题: 暴露的模块到底是谁？

答案：暴露的本质是exports对象。【重要】

比如，方式一的 exports.a = a 可以理解成是，给 exports 对象添加属性 。方式二的 module.exports = a可以理解成是给整个 exports 对象赋值。方式二的 module.exports.c = c可以理解成是给 exports 对象添加属性。

Node.js 中每个模块都有一个 module 对象，module 对象中的有一个 exports 属性称之为接口对象 。我们需要把模块之间公共的方法或属性挂载在这个接口对象中，方便其他的模块使用。

4.6 引入模块的方式：require

require函数用来在一个模块中引入另外一个模块。传入模块名，返回模块导出对象。

语法格式 ：

const module1 = require('模块名');

解释：

内置模块：require的是包名。
下载的第三方模块：require的是包名。
自定义模块：require的是文件路径 。文件路径既可以用绝对路径，也可以用相对路径。后缀名.js可以省略。

代码举例 ：

const module1 = require('./main.js');

const module2 = require('./main');

const module3 = require('Demo/src/main.js');

require()函数的两个作用 ：

执行导入的模块中的代码。
返回导入模块中的接口对象。

4.7 主模块

主模块是整个程序执行的入口，可以调度其他模块。

# 运行main.js启动程序。此时，main.js就是主模块
$ node main.js

4.8 模块的初始化

一个模块中的 JS 代码仅在模块第一次被使用时 执行一次，并且在使用的过程中进行初始化，然后会被缓存起来，便于后续继续使用。

代码举例：

（1）calModule.js:

var a = 1;

function add () {
  return ++a;
}

exports.add = add;

（2）main.js：（在 main.js 中引入 hello.js 模块）

var addModule1 = require('./calModule')
var addModule2 = require('./calModule')

console.log(addModule1.add());
console.log(addModule2.add());

在命令行执行 node main.js 运行程序，打印结果：

2
3

从打印结果中可以看出，calModule.js这个模块虽然被引用了两次，但只初始化了一次。

5.commonjs-在服务器端的实现举例

（1）module1.js：

//暴露方式一：module.exports = value

//暴露一个对象出去
module.exports = {
    name: '我是 module1',
    foo(){
        console.log(this.name);
    }
}

//我们不能再继续写 module.exports = xxx。因为重新赋值，会把之前的赋值覆盖掉。

（2）module2.js：

//暴露方式一：module.exports = value

//暴露一个函数出去
module.exports = function(){
    console.log('我是 module2');
}

注意，此时暴露出去的 exports 对象等价于整个函数。

（3）module3.js：

//暴露方式二：exports.xxx = value

//可以往 export 对象中不断地添加属性，进行暴露

exports.foo1 = function(){
    console.log('module3 中的 foo1 方法');
}

exports.foo2 = function(){
    console.log('module3 中的 foo2 方法');
}

exports.arr = [1,1,2,2,3,5,11];

（4）app.js：（将其他模块汇集到主模块）

//将其他模块汇集到主模块

let uniq = require('uniq'); //引入时，第三方模块要放在自定义模块的上面

let module1 = require('./modules/module1');
let module2 = require('./modules/module2');
let module3 = require('./modules/module3');

//调用module1对象的方法
module1.foo();

//调用module2的函数
module2();  //注意，在定义时，module2对象等价于整个函数function。所以，module2()的意思是，直接调用了函数。

//调用module3中的属性
module3.foo1();
module3.foo2();

uniq(module3.arr); //将module3中的数组进行去重操作
console.log(module3.arr); //打印数组去重后的结果

这样的话，我们的代码就写完了。

我们在命令行中输入node app.js，就可以把代码跑起来了。打印结果如下：

我是 module1
我是 module2
module3 中的 foo1 方法
module3 中的 foo2 方法
[ 1, 11, 2, 3, 5 ]

6.commonjs-基于浏览器端的实现举例

6.1 初始化项目

在工程文件中新建如下目录和文件：

js
    dist //打包生成文件的目录
    src //源码所在的目录
      | module1.js
      | module2.js
      | module3.js
      | app.js //应用主源文件
index.html    //因为CommonJS是基于浏览器端，js文件要跑在浏览器的页面上，所以要有这个html页面

然后在根目录下新建如下命令：

  npm init

然后根据提示，依次输入如下内容：

包名：可以自己起包名，也可以用默认的包名。注意，包名里不能有中文，不能有大写。
版本：可以用默认的版本 1.0.0，也可以自己修改包名。

其他的参数，一路回车即可。

于是，根目录下会自动生成package.json这个文件。点进去看一下：

{
  "name": "commonjs_browser",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC"
}

6.2 下载第三方包：Browserify

这里需要用到Browserify这个工具进行编译打包。Browserify 称为 CommonJS 的浏览器端的打包工具。

输入如下命令进行安装：（两个命令都要输入）

    npm install browserify -g          //全局
    npm install browserify --save-dev  //局部。

上面的代码中，-dev表示开发依赖。这里解释一下相关概念：

开发依赖：当前这个包，只在开发环境下使用。
运行依赖：当前这个包，是在生产环境下使用。

6.3 自定义模块 & 代码运行

（1）module1.js：

//暴露方式一：module.exports = value

//暴露一个对象出去
module.exports = {
    name: '我是 module1',
    foo(){
        console.log(this.name);
    }
}

//我们不能再继续写 module.exports = xxx。因为重新赋值，会把之前的赋值覆盖掉。

（2）module2.js：

//暴露方式一：module.exports = value

//暴露一个函数出去
module.exports = function(){
    console.log('我是 module2');
}

注意，此时暴露出去的 exports 对象等价于整个函数。

（3）module3.js：

//暴露方式二：exports.xxx = value

//可以往export对象中不断地添加属性，进行暴露

exports.foo1 = function(){
    console.log('module3 中的 foo1 方法');
}

exports.foo2 = function(){
    console.log('module3 中的 foo2 方法');
}

（4）app.js：（将其他模块汇集到主模块

引入的路径解释：

./是相对路径，指的是当前路径（app.js的当前路径是src）

到此，我们的主要代码就写完了。

但是，如果我们直接在index.html中，像下面这样写，是不行的：（因为浏览器不认识 require 关键字）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script src="./js/src/app.js"></script>
</body>
</html>

为了能够让index.html引入app.js，我们需要输入如下命令：

打包处理js:

    browserify js/src/app.js -o js/dist/bundle.js

然后在index.html中引入打包后的文件：

    <script type="text/javascript" src="js/dist/bundle.js"></script>