歷史上,JavaScript 一直沒有模塊(module)體系,無法將一個大程序拆分成互相依賴的小文件,再用簡單的方法拼裝起來。其他語言都有這項功能,比如 Ruby 的require、Python 的import,甚至就連 CSS 都有@import,但是 JavaScript 任何這方面的支持都沒有,這對開發大型的、復雜的項目形成了巨大障礙。
在 ES6 之前,社區制定了一些模塊加載方案,最主要的有 CommonJS 和 AMD 兩種。前者用于服務器,后者用于瀏覽器。ES6 在語言標準的層面上,實現了模塊功能,而且實現得相當簡單,完全可以取代 CommonJS 和 AMD 規范,成為瀏覽器和服務器通用的模塊解決方案。
ES6 模塊的設計思想,是盡量的靜態化,使得編譯時就能確定模塊的依賴關系,以及輸入和輸出的變量。CommonJS 和 AMD 模塊,都只能在運行時確定這些東西。比如,CommonJS 模塊就是對象,輸入時必須查找對象屬性。
// ES6模塊
import { stat, exists, readFile } from 'fs';
上面代碼的實質是從fs模塊加載 3 個方法,其他方法不加載。這種加載稱為“編譯時加載”或者靜態加載,即 ES6 可以在編譯時就完成模塊加載,效率要比 CommonJS 模塊的加載方式高。當然,這也導致了沒法引用 ES6 模塊本身,因為它不是對象。
由于 ES6 模塊是編譯時加載,使得靜態分析成為可能。有了它,就能進一步拓寬 JavaScript 的語法,比如引入宏(macro)和類型檢驗(type system)這些只能靠靜態分析實現的功能。
除了靜態加載帶來的各種好處,ES6 模塊還有以下好處。
不再需要UMD模塊格式了,將來服務器和瀏覽器都會支持 ES6 模塊格式。目前,通過各種工具庫,其實已經做到了這一點。
將來瀏覽器的新 API 就能用模塊格式提供,不再必須做成全局變量或者navigator對象的屬性。
不再需要對象作為命名空間(比如Math對象),未來這些功能可以通過模塊提供。
export 命令
// profile.js
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;
export {firstName, lastName, year};
通常情況下,export輸出的變量就是本來的名字,但是可以使用as關鍵字重命名
function v1() { ... }
function v2() { ... }
export {
v1 as streamV1,
v2 as streamV2,
v2 as streamLatestVersion
};
import 命令
使用export命令定義了模塊的對外接口以后,其他 JS 文件就可以通過import命令加載這個模塊
// main.js
import {firstName, lastName, year} from './profile';
function setName(element) {
element.textContent = firstName + ' ' + lastName;
}
import { lastName as surname } from './profile';
模塊的整體加載
除了指定加載某個輸出值,還可以使用整體加載,即用星號(*)指定一個對象,所有輸出值都加載在這個對象上面。
// circle.js
export function area(radius) {
return Math.PI * radius * radius;
}
export function circumference(radius) {
return 2 * Math.PI * radius;
}
import * as circle from './circle';
console.log('圓面積:' + circle.area(4));
console.log('圓周長:' + circle.circumference(14));
export default 命令
為了給用戶提供方便,讓他們不用閱讀文檔就能加載模塊,就要用到export default命令,為模塊指定默認輸出。
// export-default.js
export default function () {
console.log('foo');
}
import()
前面介紹過,import命令會被 JavaScript 引擎靜態分析,先于模塊內的其他模塊執行(叫做”連接“更合適)。所以,下面的代碼會報錯。
// 報錯
if (x === 2) {
import MyModual from './myModual';
}
解決方案:
const main = document.querySelector('main');
import(`./section-modules/${someVariable}.js`)
.then(module => {
module.loadPageInto(main);
})
.catch(err => {
main.textContent = err.message;
});
import()函數可以用在任何地方,不僅僅是模塊,非模塊的腳本也可以使用。它是運行時執行,也就是說,什么時候運行到這一句,也會加載指定的模塊。另外,import()函數與所加載的模塊沒有靜態連接關系,這點也是與import語句不相同。
加載規則
瀏覽器加載 ES6 模塊,也使用<script>標簽,但是要加入type="module"屬性。
<script type="module" src="./foo.js"></script>
<!-- 等同于 -->
<script type="module" src="./foo.js" defer></script>
瀏覽器對于帶有type="module"的<script>,都是異步加載,不會造成堵塞瀏覽器,即等到整個頁面渲染完,再執行模塊腳本,等同于打開了<script>標簽的defer屬性
對于外部的模塊腳本,有幾點需要注意。
代碼是在模塊作用域之中運行,而不是在全局作用域運行。模塊內部的頂層變量,外部不可見。
模塊腳本自動采用嚴格模式,不管有沒有聲明use strict。
模塊之中,可以使用import命令加載其他模塊(.js后綴不可省略,需要提供絕對 URL 或相對 URL),也可以使用export命令輸出對外接口。
模塊之中,頂層的this關鍵字返回undefined,而不是指向window。也就是說,在模塊頂層使用this關鍵字,是無意義的。
同一個模塊如果加載多次,將只執行一次。
import utils from 'https://example.com/js/utils.js';
const x = 1;
console.log(x === window.x); //false
console.log(this === undefined); // true
delete x; // 句法錯誤,嚴格模式禁止刪除變量
ES6 模塊與 CommonJS 模塊的差異
CommonJS 模塊輸出的是一個值的拷貝,ES6 模塊輸出的是值的引用。
CommonJS 模塊是運行時加載,ES6 模塊是編譯時輸出接口。
1.值得引用
// lib.js
var counter = 3;
function incCounter() {
counter++;
}
module.exports = {
counter: counter,
incCounter: incCounter,
};
// main.js
var mod = require('./lib');
console.log(mod.counter); // 3
mod.incCounter();
console.log(mod.counter); // 3
上面代碼說明,lib.js模塊加載以后,它的內部變化就影響不到輸出的mod.counter了。這是因為mod.counter是一個原始類型的值,會被緩存。除非寫成一個函數,才能得到內部變動后的值。
ES6 模塊的運行機制與 CommonJS 不一樣。JS 引擎對腳本靜態分析的時候,遇到模塊加載命令import,就會生成一個只讀引用。等到腳本真正執行時,再根據這個只讀引用,到被加載的那個模塊里面去取值。換句話說,ES6 的import有點像 Unix 系統的“符號連接”,原始值變了,import加載的值也會跟著變。因此,ES6 模塊是動態引用,并且不會緩存值,模塊里面的變量綁定其所在的模塊。
// m1.js
export var foo = 'bar';
setTimeout(() => foo = 'baz', 500);
// m2.js
import {foo} from './m1.js';
console.log(foo);
setTimeout(() => console.log(foo), 500);
運行結果:
$ babel-node m2.js
bar
baz
上面代碼表明,ES6 模塊不會緩存運行結果,而是動態地去被加載的模塊取值,并且變量總是綁定其所在的模塊。
由于 ES6 輸入的模塊變量,只是一個“符號連接”,所以這個變量是只讀的,對它進行重新賦值會報錯。
// lib.js
export let obj = {};
// main.js
import { obj } from './lib';
obj.prop = 123; // OK
obj = {}; // TypeError
上面代碼中,main.js從lib.js輸入變量obj,可以對obj添加屬性,但是重新賦值就會報錯。因為變量obj指向的地址是只讀的,不能重新賦值,這就好比main.js創造了一個名為obj的const變量。
最后,export通過接口,輸出的是同一個值。不同的腳本加載這個接口,得到的都是同樣的實例。
Node里面import加載文件的順序
如果腳本文件省略了后綴名,比如import './foo',Node 會依次嘗試四個后綴名:./foo.mjs、./foo.js、./foo.json、./foo.node。如果這些腳本文件都不存在,Node 就會去加載./foo/package.json的main字段指定的腳本。如果./foo/package.json不存在或者沒有main字段,那么就會依次加載./foo/index.mjs、./foo/index.js、./foo/index.json、./foo/index.node。如果以上四個文件還是都不存在,就會拋出錯誤。