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成都創(chuàng)新互聯(lián)公司是一家朝氣蓬勃的網(wǎng)站建設(shè)公司。公司專注于為企業(yè)提供信息化建設(shè)解決方案。從事網(wǎng)站開發(fā)，網(wǎng)站制作，網(wǎng)站設(shè)計，網(wǎng)站模板，微信公眾號開發(fā)，軟件開發(fā)，微信平臺小程序開發(fā)，10余年建站對成都履帶攪拌車等多個行業(yè)，擁有多年的網(wǎng)站運維經(jīng)驗。

眾所周知，早期 JavaScript 原生并不支持模塊化，直到 2015 年，TC39 發(fā)布 ES6，其中有一個規(guī)范就是 ES modules（為了方便表述，后面統(tǒng)一簡稱 ESM）。但是在 ES6 規(guī)范提出前，就已經(jīng)存在了一些模塊化方案，比如 CommonJS（in Node.js）、AMD。ESM 與這些規(guī)范的共同點就是都支持導(dǎo)入（import）和導(dǎo)出（export）語法，只是其行為的關(guān)鍵詞也一些差異。

CommonJS 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // add.js  
    2.   
  
  
  
  2. const add = (a, b) => a + b  
    3.   
  
  
  
  3. module.exports = add  
    4.   
  
  
  
  4. // index.js  
    5.   
  
  
  
  5. const add = require('./add')  
    6.   
  
  
  
  6. add(1, 5) 
    7.

AMD 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // add.js  
    2.   
  
  
  
  2. define(function() {  
    3.   
  
  
  
  3.   const add = (a, b) => a + b  
    4.   
  
  
  
  4.   return add  
    5.   
  
  
  
  5. })  
    6.   
  
  
  
  6. // index.js  
    7.   
  
  
  
  7. require(['./add'], function (add) {  
    8.   
  
  
  
  8.   add(1, 5)  
    9.   
  
  
  
  9. }) 
    10.

ESM 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // add.js  
    2.   
  
  
  
  2. const add = (a, b) => a + b  
    3.   
  
  
  
  3. export default add  
    4.   
  
  
  
  4. //index.js  
    5.   
  
  
  
  5. import add from './add'  
    6.   
  
  
  
  6. add(1, 5) 
    7.

關(guān)于 JavaScript 模塊化出現(xiàn)的背景在上一章（《前端模塊化的前世》)）已經(jīng)有所介紹，這里不再贅述。但是 ESM 的出現(xiàn)不同于其他的規(guī)范，因為這是 JavaScript 官方推出的模塊化方案，相比于 CommonJS 和 AMD 方案，ESM采用了完全靜態(tài)化的方式進行模塊的加載。

ESM規(guī)范

模塊導(dǎo)出

模塊導(dǎo)出只有一個關(guān)鍵詞：export，最簡單的方法就是在聲明的變量前面直接加上 export 關(guān)鍵詞。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. export const name = 'Shenfq' 
    2.

可以在 const、let、var 前直接加上 export，也可以在 function 或者 class 前面直接加上 export。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. export function getName() {  
    2.   
  
  
  
  2.   return name  
    3.   
  
  
  
  3. }  
    4.   
  
  
  
  4. export class Logger {  
    5.   
  
  
  
  5.     log(...args) {  
    6.   
  
  
  
  6.     console.log(...args)  
    7.   
  
  
  
  7.   }  
    8.   
  
  
  
  8. } 
    9.

上面的導(dǎo)出方法也可以使用大括號的方式進行簡寫。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. const name = 'Shenfq'  
    2.   
  
  
  
  2. function getName() {  
    3.   
  
  
  
  3.   return name  
    4.   
  
  
  
  4. }  
    5.   
  
  
  
  5. class Logger {  
    6.   
  
  
  
  6.     log(...args) {  
    7.   
  
  
  
  7.     console.log(...args)  
    8.   
  
  
  
  8.   }  
    9.   
  
  
  
  9. }  
    10.   
  
  
  
  10. export { name, getName, Logger } 
    11.

最后一種語法，也是我們經(jīng)常使用的，導(dǎo)出默認模塊。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. const name = 'Shenfq'  
    2.   
  
  
  
  2. export default name 
    3.

模塊導(dǎo)入

模塊的導(dǎo)入使用import，并配合 from 關(guān)鍵詞。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // main.js  
    2.   
  
  
  
  2. import name from './module.js'  
    3.   
  
  
  
  3. // module.js  
    4.   
  
  
  
  4. const name = 'Shenfq'  
    5.   
  
  
  
  5. export default name 
    6.

這樣直接導(dǎo)入的方式，module.js 中必須使用 export default，也就是說 import 語法，默認導(dǎo)入的是default模塊。如果想要導(dǎo)入其他模塊，就必須使用對象展開的語法。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // main.js  
    2.   
  
  
  
  2. import { name, getName } from './module.js'  
    3.   
  
  
  
  3. // module.js  
    4.   
  
  
  
  4. export const name = 'Shenfq'  
    5.   
  
  
  
  5. export const getName = () => name 
    6.

如果模塊文件同時導(dǎo)出了默認模塊，和其他模塊，在導(dǎo)入時，也可以同時將兩者導(dǎo)入。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // main.js  
    2.   
  
  
  
  2. import name, { getName } from './module.js'  
    3.   
  
  
  
  3. //module.js  
    4.   
  
  
  
  4. const name = 'Shenfq'  
    5.   
  
  
  
  5. export const getName = () => name  
    6.   
  
  
  
  6. export default name 
    7.

當(dāng)然，ESM 也提供了重命名的語法，將導(dǎo)入的模塊進行重新命名。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // main.js  
    2.   
  
  
  
  2. import * as mod from './module.js'  
    3.   
  
  
  
  3. let name = ''  
    4.   
  
  
  
  4. name = mod.name  
    5.   
  
  
  
  5. name = mod.getName()  
    6.   
  
  
  
  6. // module.js  
    7.   
  
  
  
  7. export const name = 'Shenfq'  
    8.   
  
  
  
  8. export const getName = () => name 
    9.

上述寫法就相當(dāng)于于將模塊導(dǎo)出的對象進行重新賦值： 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // main.js  
    2.   
  
  
  
  2. import { name, getName } from './module.js'  
    3.   
  
  
  
  3. const mod = { name, getName } 
    4.

同時也可以對單獨的變量進行重命名： 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // main.js  
    2.   
  
  
  
  2. import { name, getName as getModName } 
    3.

導(dǎo)入同時進行導(dǎo)出

如果有兩個模塊 a 和 b ，同時引入了模塊 c，但是這兩個模塊還需要導(dǎo)入模塊 d，如果模塊 a、b 在導(dǎo)入 c 之后，再導(dǎo)入 d 也是可以的，但是有些繁瑣，我們可以直接在模塊 c 里面導(dǎo)入模塊 d，再把模塊 d 暴露出去。

 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // module_c.js  
    2.   
  
  
  
  2. import { name, getName } from './module_d.js'  
    3.   
  
  
  
  3. export { name, getName } 
    4.

這么寫看起來還是有些麻煩，這里 ESM 提供了一種將 import 和 export 進行結(jié)合的語法。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. export { name, getName } from './module_d.js' 
    2.

上面是 ESM 規(guī)范的一些基本語法，如果想了解更多，可以翻閱阮老師的 《ES6 入門》。

ESM 與 CommonJS 的差異

首先肯定是語法上的差異，前面也已經(jīng)簡單介紹過了，一個使用 import/export 語法，一個使用 require/module 語法。

另一個 ESM 與 CommonJS 顯著的差異在于，ESM 導(dǎo)入模塊的變量都是強綁定，導(dǎo)出模塊的變量一旦發(fā)生變化，對應(yīng)導(dǎo)入模塊的變量也會跟隨變化，而 CommonJS 中導(dǎo)入的模塊都是值傳遞與引用傳遞，類似于函數(shù)傳參（基本類型進行值傳遞，相當(dāng)于拷貝變量，非基礎(chǔ)類型【對象、數(shù)組】，進行引用傳遞）。

下面我們看下詳細的案例：

CommonJS 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // a.js  
    2.   
  
  
  
  2. const mod = require('./b')  
    3.   
  
  
  
  3. setTimeout(() => {  
    4.   
  
  
  
  4.   console.log(mod)  
    5.   
  
  
  
  5. }, 1000)  
    6.   
  
  
  
  6. // b.js  
    7.   
  
  
  
  7. let mod = 'first value'  
    8.   
  
  
  
  8. setTimeout(() => {  
    9.   
  
  
  
  9.   mod = 'second value'  
    10.   
  
  
  
  10. }, 500)  
    11.   
  
  
  
  11. modmodule.exports = mod  
    12.  
 
 
 
 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. $ node a.js  
    2.   
  
  
  
  2. first value 
    3.

ESM 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // a.mjs  
    2.   
  
  
  
  2. import { mod } from './b.mjs'  
    3.   
  
  
  
  3. setTimeout(() => {  
    4.   
  
  
  
  4.   console.log(mod)  
    5.   
  
  
  
  5. }, 1000)  
    6.   
  
  
  
  6. // b.mjs  
    7.   
  
  
  
  7. export let mod = 'first value'  
    8.   
  
  
  
  8. setTimeout(() => {  
    9.   
  
  
  
  9.   mod = 'second value'  
    10.   
  
  
  
  10. }, 500)  
    11.  
 
 
 
 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. $ node --experimental-modules a.mjs  
    2.   
  
  
  
  2. # (node:99615) ExperimentalWarning: The ESM module loader is experimental.  
    3.   
  
  
  
  3. second value 
    4.

另外，CommonJS 的模塊實現(xiàn)，實際是給每個模塊文件做了一層函數(shù)包裹，從而使得每個模塊獲取 require/module、__filename/__dirname 變量。那上面的 a.js 來舉例，實際執(zhí)行過程中 a.js 運行代碼如下： 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // a.js  
    2.   
  
  
  
  2. (function(exports, require, module, __filename, __dirname) {  
    3.   
  
  
  
  3.     const mod = require('./b')  
    4.   
  
  
  
  4.   setTimeout(() => {  
    5.   
  
  
  
  5.     console.log(mod)  
    6.   
  
  
  
  6.   }, 1000)  
    7.   
  
  
  
  7. }); 
    8.

而 ESM 的模塊是通過 import/export 關(guān)鍵詞來實現(xiàn)，沒有對應(yīng)的函數(shù)包裹，所以在 ESM 模塊中，需要使用 import.meta 變量來獲取 __filename/__dirname。import.meta 是 ECMAScript 實現(xiàn)的一個包含模塊元數(shù)據(jù)的特定對象，主要用于存放模塊的 url，而 node 中只支持加載本地模塊，所以 url 都是使用 file: 協(xié)議。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. import url from 'url'  
    2.   
  
  
  
  2. import path from 'path'  
    3.   
  
  
  
  3. // import.meta: { url: file:///Users/dev/mjs/a.mjs }  
    4.   
  
  
  
  4. const __filename = url.fileURLToPath(import.meta.url)  
    5.   
  
  
  
  5. const __dirname = path.dirname(__filename) 
    6.

加載的原理 

步驟：

  1.  Construction（構(gòu)造）：下載所有的文件并且解析為module records。
  2.  Instantiation（實例）：把所有導(dǎo)出的變量入內(nèi)存指定位置（但是暫時還不求值）。然后，讓導(dǎo)出和導(dǎo)入都指向內(nèi)存指定位置。這叫做『linking(鏈接)』。
  3.  Evaluation（求值）：執(zhí)行代碼，得到變量的值然后放到內(nèi)存對應(yīng)位置。

模塊記錄

所有的模塊化開發(fā)，都是從一個入口文件開始，無論是 Node.js 還是瀏覽器，都會根據(jù)這個入口文件進行檢索，一步一步找到其他所有的依賴文件。 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // Node.js: main.mjs  
    2.   
  
  
  
  2. import Log from './log.mjs'  
    3.  
 
 
 
 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.

值得注意的是，剛開始拿到入口文件，我們并不知道它依賴了哪些模塊，所以必須先通過 js 引擎靜態(tài)分析，得到一個模塊記錄，該記錄包含了該文件的依賴項。所以，一開始拿到的 js 文件并不會執(zhí)行，只是會將文件轉(zhuǎn)換得到一個模塊記錄（module records）。所有的 import 模塊都在模塊記錄的 importEntries 字段中記錄，更多模塊記錄相關(guān)的字段可以查閱tc39.es。

模塊構(gòu)造

得到模塊記錄后，會下載所有依賴，并再次將依賴文件轉(zhuǎn)換為模塊記錄，一直持續(xù)到?jīng)]有依賴文件為止，這個過程被稱為『構(gòu)造』（construction）。

模塊構(gòu)造包括如下三個步驟：

  1.  模塊識別（解析依賴模塊 url，找到真實的下載路徑）；
  2.  文件下載（從指定的 url 進行下載，或從文件系統(tǒng)進行加載）；
  3.  轉(zhuǎn)化為模塊記錄（module records）。

對于如何將模塊文件轉(zhuǎn)化為模塊記錄，ESM 規(guī)范有詳細的說明，但是在構(gòu)造這個步驟中，要怎么下載得到這些依賴的模塊文件，在 ESM 規(guī)范中并沒有對應(yīng)的說明。因為如何下載文件，在服務(wù)端和客戶端都有不同的實現(xiàn)規(guī)范。比如，在瀏覽器中，如何下載文件是屬于 HTML 規(guī)范（瀏覽器的模塊加載都是使用的   

  •  

    • 下載好的模塊，都會被轉(zhuǎn)化為模塊記錄然后緩存到 module map 中，遇到不同文件獲取的相同依賴，都會直接在 module map 緩存中獲取。 

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. // log.js  
      2.   
  
  
  
    2. const log = console.log  
      3.   
  
  
  
    3. export default log  
      4.   
  
  
  
    4. // file.js  
      5.   
  
  
  
    5. export {   
      6.   
  
  
  
    6.   readFileSync as read,  
      7.   
  
  
  
    7.   writeFileSync as write  
      8.   
  
  
  
    8. } from 'fs' 
      9.

    模塊實例

    獲取到所有依賴文件并建立好 module map 后，就會找到所有模塊記錄，并取出其中的所有導(dǎo)出的變量，然后，將所有變量一一對應(yīng)到內(nèi)存中，將對應(yīng)關(guān)系存儲到『模塊環(huán)境記錄』（module environment record）中。當(dāng)然當(dāng)前內(nèi)存中的變量并沒有值，只是初始化了對應(yīng)關(guān)系。初始化導(dǎo)出變量和內(nèi)存的對應(yīng)關(guān)系后，緊接著會設(shè)置模塊導(dǎo)入和內(nèi)存的對應(yīng)關(guān)系，確保相同變量的導(dǎo)入和導(dǎo)出都指向了同一個內(nèi)存區(qū)域，并保證所有的導(dǎo)入都能找到對應(yīng)的導(dǎo)出。

    模塊連接

    由于導(dǎo)入和導(dǎo)出指向同一內(nèi)存區(qū)域，所以導(dǎo)出值一旦發(fā)生變化，導(dǎo)入值也會變化，不同于 CommonJS，CommonJS 的所有值都是基于拷貝的。連接到導(dǎo)入導(dǎo)出變量后，我們就需要將對應(yīng)的值放入到內(nèi)存中，下面就要進入到求值的步驟了。

    模塊求值

    求值步驟相對簡單，只要運行代碼把計算出來的值填入之前記錄的內(nèi)存地址就可以了。到這里就已經(jīng)能夠愉快的使用 ESM 模塊化了。

    ESM的進展

    因為 ESM 出現(xiàn)較晚，服務(wù)端已有 CommonJS 方案，客戶端又有 webpack 打包工具，所以 ESM 的推廣不得不說還是十分艱難的。

    客戶端

    我們先看看客戶端的支持情況，這里推薦大家到 Can I Use 直接查看，下圖是 2019/11的截圖。

    目前為止，主流瀏覽器都已經(jīng)支持 ESM 了，只需在 script 標(biāo)簽傳入指定的 type="module" 即可。 

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1.  
      2.

    另外，我們知道在 Node.js 中，要使用 ESM 有時候需要用到 .mjs 后綴，但是瀏覽器并不關(guān)心文件后綴，只需要 http 響應(yīng)頭的MIME類型正確即可（Content-Type: text/javascript）。同時，當(dāng) type="module" 時，默認啟用 defer 來加載腳本。這里補充一張 defer、async 差異圖。

    我們知道瀏覽器不支持 script 的時候，提供了 noscript 標(biāo)簽用于降級處理，模塊化也提供了類似的標(biāo)簽。 

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1.   
      2.   
  
  
  
    2.  
      3.

    這樣我們就能針對支持 ESM 的瀏覽器直接使用模塊化方案加載文件，不支持的瀏覽器還是使用 webpack 打包的版本。 

     
 
 
 
      
  
  
  
  
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      2.   
  
  
  
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      3.

    預(yù)加載

    我們知道瀏覽器的 link 標(biāo)簽可以用作資源的預(yù)加載，比如我需要預(yù)先加載 main.js 文件： 

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1.  
      2.

    如果這個 main.js 文件是一個模塊化文件，瀏覽器僅僅預(yù)先加載單獨這一個文件是沒有意義的，前面我們也說過，一個模塊化文件下載后還需要轉(zhuǎn)化得到模塊記錄，進行模塊實例、模塊求值這些操作，所以我們得想辦法告訴瀏覽器，這個文件是一個模塊化的文件，所以瀏覽器提供了一種新的 rel 類型，專門用于模塊化文件的預(yù)加載。 

     
 
 
 
      
  
  
  
  
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    現(xiàn)狀

    雖然主流瀏覽器都已經(jīng)支持了 ESM，但是根據(jù) chrome 的統(tǒng)計，有用到