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title: 04-Node.js模块化规范：CommonJS
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## 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。
## 模块化的理解
### 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。
### 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
## 模块化规范
### 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：
```html
```
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。
### 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。
### 模块化规范
服务器端规范：
- [**CommonJS规范**](http://www.commonjs.org/)：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**](https://github.com/amdjs/amdjs-api)：是 **[RequireJS](http://requirejs.org/)** 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](http://seajs.org/)** 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。
## CommonJS 的基本语法
### CommonJS 的介绍
[CommonJS](http://www.commonjs.org/)：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。
### 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。
### 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**：
```js
// 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**：
```js
const name = 'qianguyihao';
const foo = function (value) {
return value * 2;
};
exports.name = name;
exports.foo = foo;
```
### 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：
```javascript
// 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：
```js
// 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：
```js
module.exports = function () {
console.log('hello world')
}
```
### 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`。
### 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。
### 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**：
```js
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**：
```js
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。
### 主模块
主模块是整个程序执行的入口，可以调度其他模块。
```bash
# 运行main.js启动程序。此时，main.js就是主模块
$ node main.js
```
### 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:
```js
var a = 1;
function add () {
return ++a;
}
exports.add = add;
```
（2）main.js：（在 main.js 中引入 hello.js 模块）
```js
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：
```bash
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。
## CommonJS 在服务器端的实现举例
### 1、初始化项目
在工程文件中新建如下目录和文件：
```
modules
| module1.js
| module2.js
| module3.js
app.js
```
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。效果如下：
于是，根目录下会自动生成`package.json`这个文件。点进去看一下：
```json
{
"name": "commonjs_node",
"version": "1.0.0",
"description": "",
"main": "app.js",
"scripts": {
"test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
},
"author": "smyhvae",
"license": "ISC"
}
```
### 2、导入第三方包
`uniq`这个第三方包的作用是保证唯一性（我们拿它来举例）。我们在当前工程目录下，输入如下命令进行安装：
```
npm install uniq
```
安装成功后，根目录下会自动生成相应的文件：
需要说明的是，我的node版本是 v8.10.0（v8以上），对应的 npm 版本是 v5.6.0，版本比较高，因此，当我输入完`npm install uniq`之后，`package.json`中就会自动添加`uniq`包的依赖：
如果有些童鞋的npm版本较低，就需要手动去添加依赖；另一种方式是，可以使用`npm install uniq --save`命令，这个多出来的`--save`就可以自动添加依赖。
我们去[官网](https://www.npmjs.com/package/uniq)看一下`uniq`的用法：
```javascript
let uniq = require('uniq');
let arr = [1, 1, 2, 2, 3, 5];
uniq(arr);
console.log(arr); //输出结果：[ 1, 2, 3, 5 ]
```
可以看出，这个包可以起到数组去重的作用。
### 3、自定义模块
（1）module1.js：
```javascript
//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：
```javascript
//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：
```javascript
//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）
```javascript
//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：
```bash
我是 module1
我是 module2
module3 中的 foo1 方法
module3 中的 foo2 方法
[ 1, 11, 2, 3, 5 ]
```
## CommonJS 基于浏览器端的实现举例
### 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：
```json
{
"name": "commonjs_browser",
"version": "1.0.0",
"description": "",
"main": "index.js",
"scripts": {
"test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
},
"author": "",
"license": "ISC"
}
```
### 2、下载第三方包：Browserify
这里需要用到[Browserify](http://browserify.org/)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）
```javascript
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。
### 3、自定义模块 & 代码运行
（1）module1.js：
```javascript
//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：
```javascript
//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：
```javascript
//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）
```javascript
let module1 = require('./module1'); // ./ 指的是当前路径
let module2 = require('./module2');
let module3 = require('./module3');
module1.foo();
module2();
module3.foo1();
module3.foo2();
```
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）
```html
Document
```
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：
```html
```