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javascript模块化编程(转载)

2019-11-15 02:20:15
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javascript模块化编程(转载)Javascript 模块化编程作者: 阮一峰发布时间: 2013-01-08 18:04阅读: 7632 次推荐: 40 原文链接 [收藏]

  随着网站逐渐变成"互联网应用程序",嵌入网页的 Javascript 代码越来越庞大,越来越复杂。

  网页越来越像桌面程序,需要一个团队分工协作、进度管理、单元测试等等......开发者不得不使用软件工程的方法,管理网页的业务逻辑。

  Javascript 模块化编程,已经成为一个迫切的需求。理想情况下,开发者只需要实现核心的业务逻辑,其他都可以加载别人已经写好的模块。

  但是,Javascript 不是一种模块化编程语言,它不支持"类"(class),更遑论"模块"(module)了。(正在制定中的 ECMAScript 标准第六版,将正式支持"类"和"模块",但还需要很长时间才能投入实用。)

  Javascript 社区做了很多努力,在现有的运行环境中,实现"模块"的效果。本文总结了当前"Javascript 模块化编程"的最佳实践,说明如何投入实用。虽然这不是初级教程,但是只要稍稍了解 Javascript 的基本语法,就能看懂。

  一、原始写法

  模块就是实现特定功能的一组方法。

  只要把不同的函数(以及记录状态的变量)简单地放在一起,就算是一个模块。

function m1(){  //...}function m2(){  //...} 

  上面的函数 m1() 和 m2(),组成一个模块。使用的时候,直接调用就行了。

  这种做法的缺点很明显:"污染"了全局变量,无法保证不与其他模块发生变量名冲突,而且模块成员之间看不出直接关系。

  二、对象写法

  为了解决上面的缺点,可以把模块写成一个对象,所有的模块成员都放到这个对象里面。

var module1 = new Object ({  _count : 0,  m1 : function (){    //...  },  m2 : function (){    //...  }}); 

  上面的函数 m1()和 m2(),都封装在 module1 对象里。使用的时候,就是调用这个对象的属性:

module1.m1(); 

  但是,这样的写法会暴露所有模块成员,内部状态可以被外部改写。比如,外部代码可以直接改变内部计数器的值。

module1._count = 5; 

  三、立即执行函数写法

  使用"立即执行函数"(Immediately-Invoked Function ExPRession,IIFE),可以达到不暴露私有成员的目的。

var module1 = (function(){  var _count = 0;  var m1 = function(){    //...  };  var m2 = function(){    //...  };  return {  m1 : m1,  m2 : m2  };})(); 

  使用上面的写法,外部代码无法读取内部的_count 变量。

console.info (module1._count); //undefined

  module1就是 Javascript 模块的基本写法。下面,再对这种写法进行加工。

  四、放大模式

  如果一个模块很大,必须分成几个部分,或者一个模块需要继承另一个模块,这时就有必要采用"放大模式"(augmentation)。

var module1 = (function (mod){  mod.m3 = function () {    //...  };  return mod;})(module1); 

  上面的代码为 module1 模块添加了一个新方法 m3(),然后返回新的 module1 模块。

  五、宽放大模式(Loose augmentation)

  在浏览器环境中,模块的各个部分通常都是从网上获取的,有时无法知道哪个部分会先加载。如果采用上一节的写法,第一个执行的部分有可能加载一个不存在空对象,这时就要采用"宽放大模式"。

var module1 = ( function (mod){  //...  return mod;})(window.module1 {}); 

  与"放大模式"相比,"宽放大模式"就是"立即执行函数"的参数可以是空对象。

  六、输入全局变量

  独立性是模块的重要特点,模块内部最好不与程序的其他部分直接交互。

  为了在模块内部调用全局变量,必须显式地将其他变量输入模块。

var module1 = (function ($, YAHOO) {  //...})(jQuery, YAHOO); 

  上面的 module1 模块需要使用 jQuery 库和 YUI 库,就把这两个库(其实是两个模块)当作参数输入 module1。这样做除了保证模块的独立性,还使得模块之间的依赖关系变得明显。这方面更多的讨论,参见 Ben Cherry 的著名文章《JavaScript Module Pattern: In-Depth》。

  七、模块的规范

  先想一想,为什么模块很重要?

  因为有了模块,我们就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。

  但是,这样做有一个前提,那就是大家必须以同样的方式编写模块,否则你有你的写法,我有我的写法,岂不是乱了套!考虑到 Javascript 模块现在还没有官方规范,这一点就更重要了。

  目前,通行的 Javascript 模块规范共有两种:CommonJS 和 AMD。我主要介绍 AMD,但是要先从 CommonJS 讲起。

  八、CommonJS

  2009年,美国程序员 Ryan Dahl 创造了 node.js 项目,将 Javascript 语言用于服务器端编程。

  这标志"Javascript 模块化编程"正式诞生。因为老实说,在浏览器环境下,没有模块也不是特别大的问题,毕竟网页程序的复杂性有限;但是在服务器端,一定要有模块,与操作系统和其他应用程序互动,否则根本没法编程。

  node.js 的模块系统,就是参照 CommonJS 规范实现的。在 CommonJS 中,有一个全局性方法 require (),用于加载模块。假定有一个数学模块 math.js,就可以像下面这样加载。

var math = require ('math'); 

  然后,就可以调用模块提供的方法:

var math = require ('math');math.add (2,3); // 5 

  因为这个系列主要针对浏览器编程,不涉及 node.js,所以对 CommonJS 就不多做介绍了。我们在这里只要知道,require () 用于加载模块就行了。

  九、浏览器环境

  有了服务器端模块以后,很自然地,大家就想要客户端模块。而且最好两者能够兼容,一个模块不用修改,在服务器和浏览器都可以运行。

  但是,由于一个重大的局限,使得 CommonJS 规范不适用于浏览器环境。还是上一节的代码,如果在浏览器中运行,会有一个很大的问题,你能看出来吗?

var math = require ('math');math.add (2, 3); 

  第二行 Math.add (2, 3),在第一行 require ('math') 之后运行,因此必须等 math.js 加载完成。也就是说,如果加载时间很长,整个应用就会停在那里等。

  这对服务器端不是一个问题,因为所有的模块都存放在本地硬盘,可以同步加载完成,等待时间就是硬盘的读取时间。但是,对于浏览器,这却是一个大问题,因为模块都放在服务器端,等待时间取决于网速的快慢,可能要等很长时间,浏览器处于"假死"状态。

  因此,浏览器端的模块,不能采用"同步加载"(synchronous),只能采用"异步加载"(asynchronous)。这就是 AMD 规范诞生的背景。

  十、AMD

  AMD 是"Asynchronous Module Definition"的缩写,意思就是"异步模块定义"。它采用异步方式加载模块,模块的加载不影响它后面语句的运行。所有依赖这个模块的语句,都定义在一个回调函数中,等到加载完成之后,这个回调函数才会运行。

  AMD 也采用 require ()语句加载模块,但是不同于 CommonJS,它要求两个参数:

require ([module], callback); 

  第一个参数[module],是一个数组,里面的成员就是要加载的模块;第二个参数 callback,则是加载成功之后的回调函数。如果将前面的代码改写成 AMD 形式,就是下面这样:

require (['math'], function (math) {    math.add (2, 3);}); 

  math.add () 与 math 模块加载不是同步的,浏览器不会发生假死。所以很显然,AMD 比较适合浏览器环境。

  目前,主要有两个 Javascript 库实现了 AMD 规范:require.js 和 curl.js。本系列的第三部分,将通过介绍 require.js,进一步讲解 AMD 的用法,以及如何将模块化编程投入实战。

  我采用的是一个非常流行的库 require.js。

  一、为什么要用 require.js?

  最早的时候,所有 Javascript 代码都写在一个文件里面,只要加载这一个文件就够了。后来,代码越来越多,一个文件不够了,必须分成多个文件,依次加载。下面的网页代码,相信很多人都见过。

<script src="1.js"></script><script src="2.js"></script><script src="3.js"></script><script src="4.js"></script><script src="5.js"></script><script src="6.js"></script>

  这段代码依次加载多个 js 文件。

  这样的写法有很大的缺点。首先,加载的时候,浏览器会停止网页渲染,加载文件越多,网页失去响应的时间就会越长;其次,由于 js 文件之间存在依赖关系,因此必须严格保证加载顺序(比如上例的1.js 要在2.js 的前面),依赖性最大的模块一定要放到最后加载,当依赖关系很复杂的时候,代码的编写和维护都会变得困难。

  require.js 的诞生,就是为了解决这两个问题:

(1)实现 js 文件的异步加载,避免网页失去响应;

(2)管理模块之间的依赖性,便于代码的编写和维护。

  二、require.js 的加载

  使用 require.js 的第一步,是先去官方网站下载最新版本。

  下载后,假定把它放在 js 子目录下面,就可以加载了。

<script src="js/require.js"></script>

  有人可能会想到,加载这个文件,也可能造成网页失去响应。解决办法有两个,一个是把它放在网页底部加载,另一个是写成下面这样:

<script src="js/require.js" defer async="true" ></script>

  async 属性表明这个文件需要异步加载,避免网页失去响应。IE 不支持这个属性,只支持 defer,所以把 defer 也写上。

  加载 require.js 以后,下一步就要加载我们自己的代码了。假定我们自己的代码文件是 main.js,也放在 js 目录下面。那么,只需要写成下面这样就行了:

<script src="js/require.js" data-main="js/main"></script>

  data-main 属性的作用是,指定网页程序的主模块。在上例中,就是 js 目录下面的 main.js,这个文件会第一个被 require.js 加载。由于 require.js 默认的文件后缀名是 js,所以可以把 main.js 简写成 main。

  三、主模块的写法

  上一节的 main.js,我把它称为"主模块",意思是整个网页的入口代码。它有点像C语言的 main ()函数,所有代码都从这儿开始运行。

  下面就来看,怎么写 main.js。

  如果我们的代码不依赖任何其他模块,那么可以直接写入 javascript 代码。

// main.jsalert ("加载成功!");

  但这样的话,就没必要使用 require.js 了。真正常见的情况是,主模块依赖于其他模块,这时就要使用 AMD 规范定义的的 require ()函数。

// main.jsrequire (['moduleA', 'moduleB', 'moduleC'], function (moduleA, moduleB, moduleC){// some code here});

  require () 函数接受两个参数。第一个参数是一个数组,表示所依赖的模块,上例就是['moduleA', 'moduleB', 'moduleC'],即主模块依赖这三个模块;第二个参数是一个回调函数,当前面指定的模块都加载成功后,它将被调用。加载的模块会以参数形式传入该函数,从而在回调函数内部就可以使用这些模块。

  require () 异步加载 moduleA,moduleB 和 moduleC,浏览器不会失去响应;它指定的回调函数,只有前面的模块都加载成功后,才会运行,解决了依赖性的问题。

  下面,我们看一个实际的例子。

  假定主模块依赖 jquery、underscore 和 backbone 这三个模块,main.js 就可以这样写:

require (['jquery', 'underscore', 'backbone'], function ($, _, Backbone){// some code here});

  require.js 会先加载 jQuery、underscore 和 backbone,然后再运行回调函数。主模块的代码就写在回调函数中。

  四、模块的加载

  上一节最后的示例中,主模块的依赖模块是['jquery', 'underscore', 'backbone']。默认情况下,require.js 假定这三个模块与 main.js 在同一个目录,文件名分别为 jquery.js,underscore.js 和 backbone.js,然后自动加载。

  使用 require.config () 方法,我们可以对模块的加载行为进行自定义。require.config () 就写在主模块(main.js)的头部。参数就是一个对象,这个对象的 paths 属性指定各个模块的加载路径。

require.config ({    paths: {        "jquery": "jquery.min.js",        "underscore": "underscore.min.js",        "backbone": "backbone.min.js"    }});

  上面的代码给出了三个模块

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