(转载)
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。
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》。
这个系列的第二部分,将讨论如何在浏览器环境组织不同的模块、管理模块之间的依赖性。
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。
这个系列的第一部分和第二部分,介绍了Javascript模块原型和理论概念,今天介绍如何将它们用于实战。
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.js
alert("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.js
require(['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",
"underscore": "underscore.min",
"backbone": "backbone.min"
}
});
上面的代码给出了三个模块的文件名,路径默认与main.js在同一个目录(js子目录)。如果这些模块在其他目录,比如js/lib目录,则有两种写法。一种是逐一指定路径。
require.config({
paths: {
"jquery": "lib/jquery.min",
"underscore": "lib/underscore.min",
"backbone": "lib/backbone.min"
}
});
另一种则是直接改变基目录(baseUrl)。
require.config({
baseUrl: "js/lib",
paths: {
"jquery": "jquery.min",
"underscore": "underscore.min",
"backbone": "backbone.min"
}
});
如果某个模块在另一台主机上,也可以直接指定它的网址,比如:
require.config({
paths: {
"jquery": "https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.7.2/jquery.min"
}
});
require.js要求,每个模块是一个单独的js文件。这样的话,如果加载多个模块,就会发出多次HTTP请求,会影响网页的加载速度。因此,require.js提供了一个优化工具,当模块部署完毕以后,可以用这个工具将多个模块合并在一个文件中,减少HTTP请求数。
五、AMD模块的写法
require.js加载的模块,采用AMD规范。也就是说,模块必须按照AMD的规定来写。
具体来说,就是模块必须采用特定的define()函数来定义。如果一个模块不依赖其他模块,那么可以直接定义在define()函数之中。
假定现在有一个math.js文件,它定义了一个math模块。那么,math.js就要这样写:
// math.js
define(function (){
var add = function (x,y){
return x+y;
};
return {
add: add
};
});
加载方法如下:
// main.js
require(['math'], function (math){
alert(math.add(1,1));
});
如果这个模块还依赖其他模块,那么define()函数的第一个参数,必须是一个数组,指明该模块的依赖性。
define(['myLib'], function(myLib){
function foo(){
myLib.doSomething();
}
return {
foo : foo
};
});
当require()函数加载上面这个模块的时候,就会先加载myLib.js文件。
六、加载非规范的模块
理论上,require.js加载的模块,必须是按照AMD规范、用define()函数定义的模块。但是实际上,虽然已经有一部分流行的函数库(比如jQuery)符合AMD规范,更多的库并不符合。那么,require.js是否能够加载非规范的模块呢?
回答是可以的。
这样的模块在用require()加载之前,要先用require.config()方法,定义它们的一些特征。
举例来说,underscore和backbone这两个库,都没有采用AMD规范编写。如果要加载它们的话,必须先定义它们的特征。
require.config({
shim: {
'underscore':{
exports: '_'
},
'backbone': {
deps: ['underscore', 'jquery'],
exports: 'Backbone'
}
}
});
require.config()接受一个配置对象,这个对象除了有前面说过的paths属性之外,还有一个shim属性,专门用来配置不兼容的模块。具体来说,每个模块要定义(1)exports值(输出的变量名),表明这个模块外部调用时的名称;(2)deps数组,表明该模块的依赖性。
比如,jQuery的插件可以这样定义:
shim: {
'jquery.scroll': {
deps: ['jquery'],
exports: 'jQuery.fn.scroll'
}
}
七、require.js插件
require.js还提供一系列插件,实现一些特定的功能。
domready插件,可以让回调函数在页面DOM结构加载完成后再运行。
require(['domready!'], function (doc){
// called once the DOM is ready
});
text和image插件,则是允许require.js加载文本和图片文件。
define([
'text!review.txt',
'image!cat.jpg'
],
function(review,cat){
console.log(review);
document.body.appendChild(cat);
}
);
类似的插件还有json和mdown,用于加载json文件和markdown文件。
什么是模块化开发?
前端开发中,起初只要在script标签中嵌入几十上百行代码就能实现一些基本的交互效果,后来js得到重视,应用也广泛起来了,jQuery,Ajax,Node.Js,MVC,MVVM等的助力也使得前端开发得到重视,也使得前端项目越来越复杂,然而,JavaScript却没有为组织代码提供任何明显帮助,甚至没有类的概念,更不用说模块(module)了,那么什么是模块呢?
一个模块就是实现特定功能的文件,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。模块开发需要遵循一定的规范,否则就都乱套了。
根据AMD规范,我们可以使用define定义模块,使用require调用模块。
目前,通行的js模块规范主要有两种:CommonJS和AMD。
AMD规范
AMD 即Asynchronous Module Definition,中文名是“异步模块定义”的意思。它是一个在浏览器端模块化开发的规范,服务器端的规范是CommonJS
模块将被异步加载,模块加载不影响后面语句的运行。所有依赖某些模块的语句均放置在回调函数中。
AMD 是 RequireJS 在推广过程中对模块定义的规范化的产出。
define() 函数
AMD规范只定义了一个函数 define,它是全局变量。函数的描述为:
define(id?, dependencies?, factory);
参数说明:
id:指定义中模块的名字,可选;如果没有提供该参数,模块的名字应该默认为模块加载器请求的指定脚本的名字。如果提供了该参数,模块名必须是“顶级”的和绝对的(不允许相对名字)。
依赖dependencies:是一个当前模块依赖的,已被模块定义的模块标识的数组字面量。
依赖参数是可选的,如果忽略此参数,它应该默认为["require", "exports", "module"]。然而,如果工厂方法的长度属性小于3,加载器会选择以函数的长度属性指定的参数个数调用工厂方法。
工厂方法factory,模块初始化要执行的函数或对象。如果为函数,它应该只被执行一次。如果是对象,此对象应该为模块的输出值。
模块名的格式
模块名用来唯一标识定义中模块,它们同样在依赖性数组中使用:
模块名是用正斜杠分割的有意义单词的字符串
单词须为驼峰形式,或者".",".."
模块名不允许文件扩展名的形式,如“.js”
模块名可以为 "相对的" 或 "顶级的"。如果首字符为“.”或“..”则为相对的模块名
顶级的模块名从根命名空间的概念模块解析
相对的模块名从 "require" 书写和调用的模块解析
使用 require 和 exports
创建一个名为"alpha"的模块,使用了require,exports,和名为"beta"的模块:
define("alpha", ["require", "exports", "beta"], function (require, exports, beta) {
exports.verb = function() {
return beta.verb();
//Or:
return require("beta").verb();
}
});
require API 介绍: https://github.com/amdjs/amdjs-api/wiki/require
AMD规范中文版:https://github.com/amdjs/amdjs-api/wiki/AMD-(%E4%B8%AD%E6%96%87%E7%89%88)
目前,实现AMD的库有RequireJS 、curl 、Dojo 、Nodules 等。
CommonJS规范
CommonJS是服务器端模块的规范,Node.js采用了这个规范。Node.JS首先采用了js模块化的概念。
根据CommonJS规范,一个单独的文件就是一个模块。每一个模块都是一个单独的作用域,也就是说,在该模块内部定义的变量,无法被其他模块读取,除非定义为global对象的属性。
输出模块变量的最好方法是使用module.exports对象。
var i = 1;
var max = 30;
module.exports = function () {
for (i -= 1; i++ < max; ) {
console.log(i);
}
max *= 1.1;
};
上面代码通过module.exports对象,定义了一个函数,该函数就是模块外部与内部通信的桥梁。
加载模块使用require方法,该方法读取一个文件并执行,最后返回文件内部的module.exports对象。
CommonJS 规范:http://javascript.ruanyifeng.com/nodejs/commonjs.html
RequireJS和SeaJS
RequireJS由James Burke创建,他也是AMD规范的创始人。
define方法用于定义模块,RequireJS要求每个模块放在一个单独的文件里。
RequireJS 和 Sea.js 都是模块加载器,倡导模块化开发理念,核心价值是让 JavaScript 的模块化开发变得简单自然。
SeaJS与RequireJS最大的区别:
SeaJS对模块的态度是懒执行, 而RequireJS对模块的态度是预执行
不明白?看这篇图文并茂的文章吧:http://www.douban.com/note/283566440/
RequireJS API:http://www.requirejs.cn/docs/api.html
RequireJS的用法:http://www.ruanyifeng.com/blog/2012/11/require_js.html
为什么要用requireJS
试想一下,如果一个网页有很多的js文件,那么浏览器在下载该页面的时候会先加载js文件,从而停止了网页的渲染,如果文件越多,浏览器可能失去响应。其次,要保证js文件的依赖性,依赖性最大的模块(文件)要放在最后加载,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。
RequireJS就是为了解决这两个问题而诞生的:
(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。
RequireJS文件下载:http://www.requirejs.cn/docs/download.html
AMD和CMD
CMD(Common Module Definition) 通用模块定义。该规范明确了模块的基本书写格式和基本交互规则。该规范是在国内发展出来的。AMD是依赖关系前置,CMD是按需加载。
在 CMD 规范中,一个模块就是一个文件。代码的书写格式如下:
define(factory);
factory 为函数时,表示是模块的构造方法。执行该构造方法,可以得到模块向外提供的接口。factory 方法在执行时,默认会传入三个参数:require、exports 和 module:
define(function(require, exports, module) {
// 模块代码
});
require是可以把其他模块导入进来的一个参数,而export是可以把模块内的一些属性和方法导出的。
CMD规范地址:https://github.com/seajs/seajs/issues/242
AMD 是 RequireJS 在推广过程中对模块定义的规范化产出。
CMD 是 SeaJS 在推广过程中对模块定义的规范化产出。
对于依赖的模块,AMD 是提前执行,CMD 是延迟执行。
AMD:提前执行(异步加载:依赖先执行)+延迟执行
CMD:延迟执行(运行到需加载,根据顺序执行)
CMD 推崇依赖就近,AMD 推崇依赖前置。看如下代码:
// CMD
define(function(require, exports, module) {
var a = require('./a')
a.doSomething()
// 此处略去 100 行
var b = require('./b') // 依赖可以就近书写
b.doSomething()
// ...
})
// AMD 默认推荐的是
define(['./a', './b'], function(a, b) { // 依赖必须一开始就写好
a.doSomething()
// 此处略去 100 行
b.doSomething()
...
})
另外一个区别是:
AMD:API根据使用范围有区别,但使用同一个api接口
CMD:每个API的职责单一
AMD的优点是:异步并行加载,在AMD的规范下,同时异步加载是不会产生错误的。
CMD的机制则不同,这种加载方式会产生错误,如果能规范化模块内容形式,也可以
jquery1.7以上版本会自动模块化,支持AMD模式:主要是使用define函数,sea.js虽然是CommonJS规范,但却使用了define来定义模块
所以jQuery已经自动模块化了
seajs.config({
'base':'/',
'alias':{
'jquery':'jquery.js'//定义jQuery文件
}
});
define函数和AMD的define类似:
define(function(require, exports, module{
//先要载入jQuery的模块
var $ = require('jquery');
//然后将jQuery对象传给插件模块
require('./cookie')($);
//开始使用 $.cookie方法
});
require.js定义模块的几种方式
1.定义一个最简单的模块:
define({
color: "black",
size: "unisize"
});
2.传入匿名函数定义一个模块:
define(function () {
return {
color: "black",
size: "unisize"
}
});
3.定义一个模块并依赖于cart.js
define(["./cart"], function(cart) {
return {
color: "blue",
size: "large",
addToCart: function() {
cart.add(this);
}
}
});
4. 定义一个名称为hello且依赖于cart.js的模块
define("hello",["./cart"],function(cart) {
//do something
});
5.兼容commonJS模块的写法(使用require获取依赖模块,使用exports导出API)
define(function(require, exports, module) {
var base = require('base');
exports.show = function() {
// todo with module base
}
});
require.js加载模块
require.js通过require()函数来异步加载模块,其接受两个参数。
第一个参数是一个数组,表示所依赖的模块。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,且加载的过程中浏览器不会失去响应。
//main.js
require(['cart'], function (cart){
//假设我们使用前面第2种方法定义一个模块cart.js,然后这里加载cart.js,下面输出"black"
alert(cart.color);
});
模块加载的配置
使用require.config()方法,我们可以对模块的加载行为进行自定义配置。
require.config()方法一般写在主模块(main.js)最开始。参数为一个对象,通过对象的键值对加载进行配置:
require.config({
paths: {
"angular": "https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/angularjs/1.2.4/angular.min",
"angularRoute": "../bower_components/angular-route/angular-route"
},
shim: {
'angular' : {'exports' : 'angular'},
'angularRoute': {deps:['angular']}
}
});
上面代码意思是配置angular.js及angular-route.js的加载路径,并配置angular的外部输出名、angularRoute依赖于angular(加载顺序)。
其他一些配置:
baseUrl : 指定模块根路径
paths : 指定模块的加载路径
shim :声明依赖项、外部输出等
map : 对于给定的相同的模块名,加载不同的模块,而不是加载相同的模块
config : 传递一个配置信息到模块
packages : 配置从CommonJS 包来加载模块
deps : 全局配置模块的依赖项的数组
callback : 所有依赖项加载后执行的回调函数
...
require.js一些插件
domready插件,可以让回调函数在页面DOM结构加载完成后再运行。
text插件,让require.js除了能加载js文件还能加载txt文件、css文件等。
插件清单:https://github.com/jrburke/requirejs/wiki/Plugins
随着互联网的飞速发展,前端开发越来越复杂。html4到html5,css2到css3,web的新特性越来越多,不过web前端开发的核心还是javascript,随便node.js的爆发,又带动新一轮学习javascript的狂潮,javascript是一门脚本语言,在web开发不仅可以任意操作DOM得到你想要的特效,又可以和后台语言如php,asp.net,jsp交互,是连接web前后端的桥梁。本文将从实际项目中遇到的问题出发,讲述模块化解决哪些问题,以及如何使用 Sea.js 进行前端的模块化开发。
恼人的命名冲突
我们从一个简单的习惯出发。我做项目时,常常会将一些通用的、底层的功能抽象出来,独立成一个个函数,比如
function each(arr) {
// 实现代码
}
function log(str) {
// 实现代码
}
并像模像样地把这些函数统一放在 util.js 里。需要用到时,引入该文件就行。这一切工作得很好,同事也很感激我提供了这么便利的工具包。
直到团队越来越大,开始有人抱怨。
小杨:我想定义一个 each 方法遍历对象,但页头的 util.js 里已经定义了一个,我的只能叫 eachObject 了,好无奈。
小高:我自定义了一个 log 方法,为什么小明写的代码就出问题了呢?谁来帮帮我。
抱怨越来越多。团队经过一番激烈的讨论,决定参照 Java 的方式,引入命名空间来解决。于是 util.js 里的代码变成了
var org = {};
org.CoolSite = {};
org.CoolSite.Utils = {};
org.CoolSite.Utils.each = function (arr) {
// 实现代码
};
org.CoolSite.Utils.log = function (str) {
// 实现代码
};
不要认为上面的代码是为了写这篇文章而故意捏造的。将命名空间的概念在前端中发扬光大,首推 Yahoo! 的 YUI2 项目。下面是一段真实代码,来自 Yahoo! 的一个开源项目。
if (org.cometd.Utils.isString(response)) {
return org.cometd.JSON.fromJSON(response);
}
if (org.cometd.Utils.isArray(response)) {
return response;
}
通过命名空间,的确能极大缓解冲突。但每每看到上面的代码,都忍不住充满同情。为了调用一个简单的方法,需要记住如此长的命名空间,这增加了记忆负担,同时剥夺了不少编码的乐趣。
作为前端业界的标杆,YUI 团队下定决心解决这一问题。在 YUI3 项目中,引入了一种新的命名空间机制。
YUI().use('node', function (Y) {
// Node 模块已加载好
// 下面可以通过 Y 来调用
var foo = Y.one('#foo');
});
YUI3 通过沙箱机制,很好的解决了命名空间过长的问题。然而,也带来了新问题。
YUI().use('a', 'b', function (Y) {
Y.foo();
// foo 方法究竟是模块 a 还是 b 提供的?
// 如果模块 a 和 b 都提供 foo 方法,如何避免冲突?
});
看似简单的命名冲突,实际解决起来并不简单。如何更优雅地解决?我们按下暂且不表,先来看另一个常见问题。
烦琐的文件依赖
继续上面的故事。基于 util.js,我开始开发 UI 层通用组件,这样项目组同事就不用重复造轮子了。
其中有一个最被大家喜欢的组件是 dialog.js,使用方式很简单。
<script src="util.js"></script>
<script src="dialog.js"></script>
<script> org.CoolSite.Dialog.init({ /* 传入配置 */ }); </script>
可是无论我怎么写文档,以及多么郑重地发邮件宣告,时不时总会有同事来询问为什么 dialog.js 有问题。通过一番排查,发现导致错误的原因经常是
<script src="dialog.js"></script>
<script> org.CoolSite.Dialog.init({ /* 传入配置 */ }); </script>
在 dialog.js 前没有引入 util.js,因此 dialog.js 无法正常工作。同样不要以为我上面的故事是虚构的,在我待过的公司里,至今依旧有类似的脚本报错,特别是在各种快速制作的营销页面中。
上面的文件依赖还在可控范围内。当项目越来越复杂,众多文件之间的依赖经常会让人抓狂。下面这些问题,我相信每天都在真实地发生着。
通用组更新了前端基础类库,却很难推动全站升级。
业务组想用某个新的通用组件,但发现无法简单通过几行代码搞定。
一个老产品要上新功能,最后评估只能基于老的类库继续开发。
公司整合业务,某两个产品线要合并。结果发现前端代码冲突。
……
以上很多问题都是因为文件依赖没有很好的管理起来。在前端页面里,大部分脚本的依赖目前依旧是通过人肉的方式保证。当团队比较小时,这不会有什么问题。当团队越来越大,公司业务越来越复杂后,依赖问题如果不解决,就会成为大问题。
文件的依赖,目前在绝大部分类库框架里,比如国外的 YUI3 框架、国内的 KISSY 等类库,目前是通过配置的方式来解决。
上面的代码,通过 requires 等方式来指定当前模块的依赖。这很大程度上可以解决依赖问题,但不够优雅。当模块很多,依赖很复杂时,烦琐的配置会带来不少隐患。
命名冲突和文件依赖,是前端开发过程中的两个经典问题。下来我们看如何通过模块化开发来解决。为了方便描述,我们使用 Sea.js 来作为模块化开发框架。
使用 Sea.js 来解决
Sea.js 是一个成熟的开源项目,核心目标是给前端开发提供简单、极致的模块化开发体验。这里不多做介绍,有兴趣的可以访问 seajs.org 查看官方文档。
使用 Sea.js,在书写文件时,需要遵守 CMD (Common Module Definition)模块定义规范。一个文件就是一个模块。前面例子中的 util.js 变成
define(function(require, exports) {
exports.each = function (arr) { // 实现代码 };
exports.log = function (str) { // 实现代码 };
});
通过 exports 就可以向外提供接口。这样,dialog.js 的代码变成
define(function(require, exports) {
var util = require('./util.js');
exports.init = function() {
// 实现代码
};
});
关键部分到了!我们通过 require('./util.js') 就可以拿到 util.js 中通过 exports 暴露的接口。这里的require 可以认为是 Sea.js 给 JavaScript 语言增加的一个 语法关键字,通过 require 可以获取其他模块提供的接口。
这其实一点也不神奇。作为前端工程师,对 CSS 代码一定也不陌生。
@import url("base.css");
#id { ... }
.class { ... }
Sea.js 增加的 require 语法关键字,就如 CSS 文件中的 @import 一样,给我们的源码赋予了依赖引入功能。
如果你是后端开发工程师,更不会陌生。Java、Python、C# 等等语言,都有 include、import 等功能。JavaScript 语言本身也有类似功能,但目前还处于草案阶段,需要等到 ES6 标准得到主流浏览器支持后才能使用。
这样,在页面中使用 dialog.js 将变得非常简单。
<script src="sea.js"></script>
<script> seajs.use('dialog', function(Dialog) {
Dialog.init(/* 传入配置 */);
});
</script>
首先要在页面中引入 sea.js 文件,这一般通过页头全局把控,也方便更新维护。想在页面中使用某个组件时,只要通过 seajs.use 方法调用。
好好琢磨以上代码,我相信你已经看到了 Sea.js 带来的两大好处:
通过 exports 暴露接口。这意味着不需要命名空间了,更不需要全局变量。这是一种彻底的命名冲突解决方案。
通过 require 引入依赖。这可以让依赖内置,开发者只需关心当前模块的依赖,其他事情 Sea.js 都会自动处理好。对模块开发者来说,这是一种很好的 关注度分离,能让程序员更多地享受编码的乐趣。
小结
除了解决命名冲突和依赖管理,使用 Sea.js 进行模块化开发还可以带来很多好处:
模块的版本管理。通过别名等配置,配合构建工具,可以比较轻松地实现模块的版本管理。
提高可维护性。模块化可以让每个文件的职责单一,非常有利于代码的维护。Sea.js 还提供了 nocache、debug 等插件,拥有在线调试等功能,能比较明显地提升效率。
前端性能优化。Sea.js 通过异步加载模块,这对页面性能非常有益。Sea.js 还提供了 combo、flush 等插件,配合服务端,可以很好地对页面性能进行调优。
跨环境共享模块。CMD 模块定义规范与 Node.js 的模块规范非常相近。通过 Sea.js 的 Node.js 版本,可以很方便实现模块的跨服务器和浏览器共享。
模块化开发并不是新鲜事物,但在 Web 领域,前端开发是新生岗位,一直处于比较原始的刀耕火种时代。直到最近两三年,随着 Dojo、YUI3、Node.js 等社区的推广和流行,前端的模块化开发理念才逐步深入人心。
前端的模块化构建可分为两大类。一类是以 Dojo、YUI3、国内的 KISSY 等类库为代表的大教堂模式。在大教堂模式下,所有组件都是颗粒化、模块化的,各组件之间层层分级、环环相扣。另一类是以 jQuery、RequireJS、国内的 Sea.js、OzJS 等类库为基础的集市模式。在集市模式下,所有组件彼此独立、职责单一,各组件通过组合松耦合在一起,协同完成开发。
这两类模块化构建方式各有应用场景。从长远来看,小而美更具备宽容性和竞争力,更能形成有活力的生态圈。
总之,模块化能给前端开发带来很多好处。如果你还没有尝试,不妨从试用 Sea.js 开始。
RequireJS http://www.requirejs.cn/
amdjs 的 require 接口文档 https://github.com/amdjs/amdjs-api/wiki/require
amdjs 的接口文档 https://github.com/amdjs/amdjs-api/wiki
RequireJS和AMD规范 http://javascript.ruanyifeng.com/tool/requirejs.html
知乎 AMD 和 CMD 的区别有哪些? http://www.zhihu.com/question/20351507
JavaScript模块化开发 - AMD规范 http://www.feeldesignstudio.com/2013/09/javascript-module-pattern-amd
模块化设计 http://baike.baidu.com/view/189730.htm
模块化 http://baike.baidu.com/view/182267.htm
JavaScript模块化:使用requireJS按需加载 http://mobile.51cto.com/web-407732.htm
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