ES6 module
历史上,JavaScript 一直没有模块(module)体系,无法将一个大程序拆分成互相依赖的小文件,再用简单的方法拼装起来。其他语言都有这项功能,比如 Ruby 的require
、Python 的import
,甚至就连 CSS 都有@import
,但是 JavaScript 任何这方面的支持都没有,这对开发大型的、复杂的项目形成了巨大障碍。
在 ES6 之前,社区制定了一些模块加载方案,最主要的有 CommonJS 和 AMD 两种。前者用于服务器,后者用于浏览器。ES6 在语言标准的层面上,实现了模块功能,而且实现得相当简单,完全可以取代现有的 CommonJS 和 AMD 规范,成为浏览器和服务器通用的模块解决方案。
ES6 模块的设计思想,是尽量的静态化,使得编译时就能确定模块的依赖关系,以及输入和输出的变量。CommonJS 和 AMD 模块,都只能在运行时确定这些东西。比如,CommonJS 模块就是对象,输入时必须查找对象属性。
// CommonJS模块
let { stat, exists, readFile } = require('fs');
// 等同于
let _fs = require('fs');
let stat = _fs.stat, exists = _fs.exists, readfile = _fs.readfile;
上面代码的实质是整体加载fs
模块(即加载fs
的所有方法),生成一个对象(_fs
),然后再从这个对象上面读取3个方法。这种加载称为“运行时加载”,因为只有运行时才能得到这个对象,导致完全没办法在编译时做“静态优化”。
ES6 模块不是对象,而是通过export
命令显式指定输出的代码,再通过import
命令输入。
// ES6模块
import { stat, exists, readFile } from 'fs';
上面代码的实质是从fs
模块加载3个方法,其他方法不加载。这种加载称为“编译时加载”或者静态加载,即 ES6 可以在编译时就完成模块加载,效率要比 CommonJS 模块的加载方式高。当然,这也导致了没法引用 ES6 模块本身,因为它不是对象。
由于 ES6 模块是编译时加载,使得静态分析成为可能。有了它,就能进一步拓宽 JavaScript 的语法,比如引入宏(macro)和类型检验(type system)这些只能靠静态分析实现的功能。
除了静态加载带来的各种好处,ES6 模块还有以下好处。
- 不再需要
UMD
模块格式了,将来服务器和浏览器都会支持 ES6 模块格式。目前,通过各种工具库,其实已经做到了这一点。 - 将来浏览器的新 API 就能用模块格式提供,不再必要做成全局变量或者
navigator
对象的属性。 - 不再需要对象作为命名空间(比如
Math
对象),未来这些功能可以通过模块提供。
严格模式
ES6 的模块自动采用严格模式,不管你有没有在模块头部加上"use strict";
。
严格模式主要有以下限制。
- 变量必须声明后再使用
- 函数的参数不能有同名属性,否则报错
- 不能使用
with
语句 - 不能对只读属性赋值,否则报错
- 不能使用前缀0表示八进制数,否则报错
- 不能删除不可删除的属性,否则报错
- 不能删除变量
delete prop
,会报错,只能删除属性delete global[prop]
eval
不会在它的外层作用域引入变量eval
和arguments
不能被重新赋值arguments
不会自动反映函数参数的变化- 不能使用
arguments.callee
- 不能使用
arguments.caller
- 禁止
this
指向全局对象 - 不能使用
fn.caller
和fn.arguments
获取函数调用的堆栈 - 增加了保留字(比如
protected
、static
和interface
)
上面这些限制,模块都必须遵守。由于严格模式是 ES5 引入的,不属于 ES6,所以请参阅相关 ES5 书籍,本书不再详细介绍了。
export 命令
模块功能主要由两个命令构成:export
和import
。export
命令用于规定模块的对外接口,import
命令用于输入其他模块提供的功能。
一个模块就是一个独立的文件。该文件内部的所有变量,外部无法获取。如果你希望外部能够读取模块内部的某个变量,就必须使用export
关键字输出该变量。下面是一个 JS 文件,里面使用export
命令输出变量。
// profile.js
export var firstName = 'Michael';
export var lastName = 'Jackson';
export var year = 1958;
上面代码是profile.js
文件,保存了用户信息。ES6将其视为一个模块,里面用export
命令对外部输出了三个变量。
export
的写法,除了像上面这样,还有另外一种。
// profile.js
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;
export {firstName, lastName, year};
上面代码在export
命令后面,使用大括号指定所要输出的一组变量。它与前一种写法(直接放置在var
语句前)是等价的,但是应该优先考虑使用这种写法。因为这样就可以在脚本尾部,一眼看清楚输出了哪些变量。
export命令除了输出变量,还可以输出函数或类(class)。
export function multiply(x, y) {
return x * y;
};
上面代码对外输出一个函数multiply
。
通常情况下,export
输出的变量就是本来的名字,但是可以使用as
关键字重命名。
function v1() { ... }
function v2() { ... }
export {
v1 as streamV1,
v2 as streamV2,
v2 as streamLatestVersion
};
上面代码使用as
关键字,重命名了函数v1
和v2
的对外接口。重命名后,v2
可以用不同的名字输出两次。
需要特别注意的是,export
命令规定的是对外的接口,必须与模块内部的变量建立一一对应关系。
// 报错
export 1;
// 报错
var m = 1;
export m;
上面两种写法都会报错,因为没有提供对外的接口。第一种写法直接输出1,第二种写法通过变量m
,还是直接输出1。1
只是一个值,不是接口。正确的写法是下面这样。
// 写法一
export var m = 1;
// 写法二
var m = 1;
export {m};
// 写法三
var n = 1;
export {n as m};
上面三种写法都是正确的,规定了对外的接口m
。其他脚本可以通过这个接口,取到值1
。它们的实质是,在接口名与模块内部变量之间,建立了一一对应的关系。
同样的,function
和class
的输出,也必须遵守这样的写法。
// 报错
function f() {}
export f;
// 正确
export function f() {};
// 正确
function f() {}
export {f};
另外,export
语句输出的接口,与其对应的值是动态绑定关系,即通过该接口,可以取到模块内部实时的值。
export var foo = 'bar';
setTimeout(() => foo = 'baz', 500);
上面代码输出变量foo
,值为bar
,500毫秒之后变成baz
。
这一点与CommonJS规范完全不同。CommonJS模块输出的是值的缓存,不存在动态更新,详见下文《ES6模块加载的实质》一节。
最后,export
命令可以出现在模块的任何位置,只要处于模块顶层就可以。如果处于块级作用域内,就会报错,下一节的import
命令也是如此。这是因为处于条件代码块之中,就没法做静态优化了,违背了ES6模块的设计初衷。
function foo() {
export default 'bar' // SyntaxError
}
foo()
上面代码中,export
语句放在函数之中,结果报错。
import 命令
使用export
命令定义了模块的对外接口以后,其他 JS 文件就可以通过import
命令加载这个模块。
// main.js
import {firstName, lastName, year} from './profile';
function setName(element) {
element.textContent = firstName + ' ' + lastName;
}
上面代码的import
命令,用于加载profile.js
文件,并从中输入变量。import
命令接受一对大括号,里面指定要从其他模块导入的变量名。大括号里面的变量名,必须与被导入模块(profile.js
)对外接口的名称相同。
如果想为输入的变量重新取一个名字,import
命令要使用as
关键字,将输入的变量重命名。
import { lastName as surname } from './profile';
import
后面的from
指定模块文件的位置,可以是相对路径,也可以是绝对路径,.js
路径可以省略。如果只是模块名,不带有路径,那么必须有配置文件,告诉 JavaScript 引擎该模块的位置。
import {myMethod} from 'util';
上面代码中,util
是模块文件名,由于不带有路径,必须通过配置,告诉引擎怎么取到这个模块。
注意,import
命令具有提升效果,会提升到整个模块的头部,首先执行。
foo();
import { foo } from 'my_module';
上面的代码不会报错,因为import
的执行早于foo
的调用。这种行为的本质是,import
命令是编译阶段执行的,在代码运行之前。
由于import
是静态执行,所以不能使用表达式和变量,这些只有在运行时才能得到结果的语法结构。
// 报错
import { 'f' + 'oo' } from 'my_module';
// 报错
let module = 'my_module';
import { foo } from module;
// 报错
if (x === 1) {
import { foo } from 'module1';
} else {
import { foo } from 'module2';
}
上面三种写法都会报错,因为它们用到了表达式、变量和if
结构。在静态分析阶段,这些语法都是没法得到值的。
最后,import
语句会执行所加载的模块,因此可以有下面的写法。
import 'lodash';
上面代码仅仅执行lodash
模块,但是不输入任何值。
如果多次重复执行同一句import
语句,那么只会执行一次,而不会执行多次。
import 'lodash';
import 'lodash';
上面代码加载了两次lodash
,但是只会执行一次。
import { foo } from 'my_module';
import { bar } from 'my_module';
// 等同于
import { foo, bar } from 'my_module';
上面代码中,虽然foo
和bar
在两个语句中加载,但是它们对应的是同一个my_module
实例。也就是说,import
语句是 Singleton 模式。
模块的整体加载
除了指定加载某个输出值,还可以使用整体加载,即用星号(*
)指定一个对象,所有输出值都加载在这个对象上面。
下面是一个circle.js
文件,它输出两个方法area
和circumference
。
// circle.js
export function area(radius) {
return Math.PI * radius * radius;
}
export function circumference(radius) {
return 2 * Math.PI * radius;
}
现在,加载这个模块。
// main.js
import { area, circumference } from './circle';
console.log('圆面积:' + area(4));
console.log('圆周长:' + circumference(14));
上面写法是逐一指定要加载的方法,整体加载的写法如下。
import * as circle from './circle';
console.log('圆面积:' + circle.area(4));
console.log('圆周长:' + circle.circumference(14));
export default 命令
从前面的例子可以看出,使用import
命令的时候,用户需要知道所要加载的变量名或函数名,否则无法加载。但是,用户肯定希望快速上手,未必愿意阅读文档,去了解模块有哪些属性和方法。
为了给用户提供方便,让他们不用阅读文档就能加载模块,就要用到export default
命令,为模块指定默认输出。
// export-default.js
export default function () {
console.log('foo');
}
上面代码是一个模块文件export-default.js
,它的默认输出是一个函数。
其他模块加载该模块时,import
命令可以为该匿名函数指定任意名字。
// import-default.js
import customName from './export-default';
customName(); // 'foo'
上面代码的import
命令,可以用任意名称指向export-default.js
输出的方法,这时就不需要知道原模块输出的函数名。需要注意的是,这时import
命令后面,不使用大括号。
export default
命令用在非匿名函数前,也是可以的。
// export-default.js
export default function foo() {
console.log('foo');
}
// 或者写成
function foo() {
console.log('foo');
}
export default foo;
上面代码中,foo
函数的函数名foo
,在模块外部是无效的。加载的时候,视同匿名函数加载。
下面比较一下默认输出和正常输出。
// 第一组
export default function crc32() { // 输出
// ...
}
import crc32 from 'crc32'; // 输入
// 第二组
export function crc32() { // 输出
// ...
};
import {crc32} from 'crc32'; // 输入
上面代码的两组写法,第一组是使用export default
时,对应的import
语句不需要使用大括号;第二组是不使用export default
时,对应的import
语句需要使用大括号。
export default
命令用于指定模块的默认输出。显然,一个模块只能有一个默认输出,因此export default
命令只能使用一次。所以,import
命令后面才不用加大括号,因为只可能对应一个方法。
本质上,export default
就是输出一个叫做default
的变量或方法,然后系统允许你为它取任意名字。所以,下面的写法是有效的。
// modules.js
function add(x, y) {
return x * y;
}
export {add as default};
// 等同于
// export default add;
// app.js
import { default as xxx } from 'modules';
// 等同于
// import xxx from 'modules';
正是因为export default
命令其实只是输出一个叫做default
的变量,所以它后面不能跟变量声明语句。
// 正确
export var a = 1;
// 正确
var a = 1;
export default a;
// 错误
export default var a = 1;
上面代码中,export default a
的含义是将变量a
的值赋给变量default
。所以,最后一种写法会报错。
有了export default
命令,输入模块时就非常直观了,以输入 lodash 模块为例。
import _ from 'lodash';
如果想在一条import
语句中,同时输入默认方法和其他变量,可以写成下面这样。
import _, { each } from 'lodash';
对应上面代码的export
语句如下。
export default function (obj) {
// ···
}
export function each(obj, iterator, context) {
// ···
}
export { each as forEach };
上面代码的最后一行的意思是,暴露出forEach
接口,默认指向each
接口,即forEach
和each
指向同一个方法。
如果要输出默认的值,只需将值跟在export default
之后即可。
export default 42;
export default
也可以用来输出类。
// MyClass.js
export default class { ... }
// main.js
import MyClass from 'MyClass';
let o = new MyClass();
export 与 import 的复合写法
如果在一个模块之中,先输入后输出同一个模块,import
语句可以与export
语句写在一起。
export { foo, bar } from 'my_module';
// 等同于
import { foo, bar } from 'my_module';
export { foo, boo};
上面代码中,export
和import
语句可以结合在一起,写成一行。
模块的接口改名和整体输出,也可以采用这种写法。
// 接口改名
export { foo as myFoo } from 'my_module';
// 整体输出
export * from 'my_module';
默认接口的写法如下。
export { default } from 'foo';
具名接口改为默认接口的写法如下。
export { es6 as default } from './someModule';
// 等同于
import { es6 } from './someModule';
export default es6;
同样地,默认接口也可以改名为具名接口。
export { default as es6 } from './someModule';
另外,ES7有一个提案,简化先输入后输出的写法,拿掉输出时的大括号。
// 现行的写法
export {v} from 'mod';
// 提案的写法
export v from 'mod';
模块的继承
模块之间也可以继承。
假设有一个circleplus
模块,继承了circle
模块。
// circleplus.js
export * from 'circle';
export var e = 2.71828182846;
export default function(x) {
return Math.exp(x);
}
上面代码中的export *
,表示再输出circle
模块的所有属性和方法。注意,export *
命令会忽略circle
模块的default
方法。然后,上面代码又输出了自定义的e
变量和默认方法。
这时,也可以将circle
的属性或方法,改名后再输出。
// circleplus.js
export { area as circleArea } from 'circle';
上面代码表示,只输出circle
模块的area
方法,且将其改名为circleArea
。
加载上面模块的写法如下。
// main.js
import * as math from 'circleplus';
import exp from 'circleplus';
console.log(exp(math.e));
上面代码中的import exp
表示,将circleplus
模块的默认方法加载为exp
方法。
ES6模块加载的实质
ES6模块加载的机制,与CommonJS模块完全不同。CommonJS模块输出的是一个值的拷贝,而ES6模块输出的是值的引用。
CommonJS模块输出的是被输出值的拷贝,也就是说,一旦输出一个值,模块内部的变化就影响不到这个值。请看下面这个模块文件lib.js
的例子。
// lib.js
var counter = 3;
function incCounter() {
counter++;
}
module.exports = {
counter: counter,
incCounter: incCounter,
};
上面代码输出内部变量counter
和改写这个变量的内部方法incCounter
。然后,在main.js
里面加载这个模块。
// main.js
var mod = require('./lib');
console.log(mod.counter); // 3
mod.incCounter();
console.log(mod.counter); // 3
上面代码说明,lib.js
模块加载以后,它的内部变化就影响不到输出的mod.counter
了。这是因为mod.counter
是一个原始类型的值,会被缓存。除非写成一个函数,才能得到内部变动后的值。
// lib.js
var counter = 3;
function incCounter() {
counter++;
}
module.exports = {
get counter() {
return counter
},
incCounter: incCounter,
};
上面代码中,输出的counter
属性实际上是一个取值器函数。现在再执行main.js
,就可以正确读取内部变量counter
的变动了。
$ node main.js
3
4
ES6模块的运行机制与CommonJS不一样,它遇到模块加载命令import
时,不会去执行模块,而是只生成一个动态的只读引用。等到真的需要用到时,再到模块里面去取值,换句话说,ES6的输入有点像Unix系统的“符号连接”,原始值变了,import
输入的值也会跟着变。因此,ES6模块是动态引用,并且不会缓存值,模块里面的变量绑定其所在的模块。
还是举上面的例子。
// lib.js
export let counter = 3;
export function incCounter() {
counter++;
}
// main.js
import { counter, incCounter } from './lib';
console.log(counter); // 3
incCounter();
console.log(counter); // 4
上面代码说明,ES6模块输入的变量counter
是活的,完全反应其所在模块lib.js
内部的变化。
再举一个出现在export
一节中的例子。
// 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);
上面代码中,m1.js
的变量foo
,在刚加载时等于bar
,过了500毫秒,又变为等于baz
。
让我们看看,m2.js
能否正确读取这个变化。
$ babel-node m2.js
bar
baz
上面代码表明,ES6模块不会缓存运行结果,而是动态地去被加载的模块取值,并且变量总是绑定其所在的模块。
由于ES6输入的模块变量,只是一个“符号连接”,所以这个变量是只读的,对它进行重新赋值会报错。
// lib.js
export let obj = {};
// main.js
import { obj } from './lib';
obj.prop = 123; // OK
obj = {}; // TypeError
上面代码中,main.js
从lib.js
输入变量obj
,可以对obj
添加属性,但是重新赋值就会报错。因为变量obj
指向的地址是只读的,不能重新赋值,这就好比main.js
创造了一个名为obj
的const变量。
最后,export
通过接口,输出的是同一个值。不同的脚本加载这个接口,得到的都是同样的实例。
// mod.js
function C() {
this.sum = 0;
this.add = function () {
this.sum += 1;
};
this.show = function () {
console.log(this.sum);
};
}
export let c = new C();
上面的脚本mod.js
,输出的是一个C
的实例。不同的脚本加载这个模块,得到的都是同一个实例。
// x.js
import {c} from './mod';
c.add();
// y.js
import {c} from './mod';
c.show();
// main.js
import './x';
import './y';
现在执行main.js
,输出的是1。
$ babel-node main.js
1
这就证明了x.js
和y.js
加载的都是C
的同一个实例。
浏览器的模块加载
浏览器使用 ES6 模块的语法如下。
<script type="module" src="foo.js"></script>
上面代码在网页中插入一个模块foo.js
,由于type
属性设为module
,所以浏览器知道这是一个 ES6 模块。
浏览器对于带有type="module"
的<script>
,都是异步加载外部脚本,不会造成堵塞浏览器。
对于外部的模块脚本(上例是foo.js
),有几点需要注意。
- 该脚本自动采用严格模块。
- 该脚本内部的顶层变量,都只在该脚本内部有效,外部不可见。
- 该脚本内部的顶层的
this
关键字,返回undefined
,而不是指向window
。
循环加载
“循环加载”(circular dependency)指的是,a
脚本的执行依赖b
脚本,而b
脚本的执行又依赖a
脚本。
// a.js
var b = require('b');
// b.js
var a = require('a');
通常,“循环加载”表示存在强耦合,如果处理不好,还可能导致递归加载,使得程序无法执行,因此应该避免出现。
但是实际上,这是很难避免的,尤其是依赖关系复杂的大项目,很容易出现a
依赖b
,b
依赖c
,c
又依赖a
这样的情况。这意味着,模块加载机制必须考虑“循环加载”的情况。
对于JavaScript语言来说,目前最常见的两种模块格式CommonJS和ES6,处理“循环加载”的方法是不一样的,返回的结果也不一样。
CommonJS模块的加载原理
介绍ES6如何处理"循环加载"之前,先介绍目前最流行的CommonJS模块格式的加载原理。
CommonJS的一个模块,就是一个脚本文件。require
命令第一次加载该脚本,就会执行整个脚本,然后在内存生成一个对象。
{
id: '...',
exports: { ... },
loaded: true,
...
}
上面代码就是Node内部加载模块后生成的一个对象。该对象的id
属性是模块名,exports
属性是模块输出的各个接口,loaded
属性是一个布尔值,表示该模块的脚本是否执行完毕。其他还有很多属性,这里都省略了。
以后需要用到这个模块的时候,就会到exports
属性上面取值。即使再次执行require
命令,也不会再次执行该模块,而是到缓存之中取值。也就是说,CommonJS模块无论加载多少次,都只会在第一次加载时运行一次,以后再加载,就返回第一次运行的结果,除非手动清除系统缓存。
CommonJS模块的循环加载
CommonJS模块的重要特性是加载时执行,即脚本代码在require
的时候,就会全部执行。一旦出现某个模块被"循环加载",就只输出已经执行的部分,还未执行的部分不会输出。
让我们来看,Node官方文档里面的例子。脚本文件a.js
代码如下。
exports.done = false;
var b = require('./b.js');
console.log('在 a.js 之中,b.done = %j', b.done);
exports.done = true;
console.log('a.js 执行完毕');
上面代码之中,a.js
脚本先输出一个done
变量,然后加载另一个脚本文件b.js
。注意,此时a.js
代码就停在这里,等待b.js
执行完毕,再往下执行。
再看b.js
的代码。
exports.done = false;
var a = require('./a.js');
console.log('在 b.js 之中,a.done = %j', a.done);
exports.done = true;
console.log('b.js 执行完毕');
上面代码之中,b.js
执行到第二行,就会去加载a.js
,这时,就发生了“循环加载”。系统会去a.js
模块对应对象的exports
属性取值,可是因为a.js
还没有执行完,从exports
属性只能取回已经执行的部分,而不是最后的值。
a.js
已经执行的部分,只有一行。
exports.done = false;
因此,对于b.js
来说,它从a.js
只输入一个变量done
,值为false
。
然后,b.js
接着往下执行,等到全部执行完毕,再把执行权交还给a.js
。于是,a.js
接着往下执行,直到执行完毕。我们写一个脚本main.js
,验证这个过程。
var a = require('./a.js');
var b = require('./b.js');
console.log('在 main.js 之中, a.done=%j, b.done=%j', a.done, b.done);
执行main.js
,运行结果如下。
$ node main.js
在 b.js 之中,a.done = false
b.js 执行完毕
在 a.js 之中,b.done = true
a.js 执行完毕
在 main.js 之中, a.done=true, b.done=true
上面的代码证明了两件事。一是,在b.js
之中,a.js
没有执行完毕,只执行了第一行。二是,main.js
执行到第二行时,不会再次执行b.js
,而是输出缓存的b.js
的执行结果,即它的第四行。
exports.done = true;
总之,CommonJS输入的是被输出值的拷贝,不是引用。
另外,由于CommonJS模块遇到循环加载时,返回的是当前已经执行的部分的值,而不是代码全部执行后的值,两者可能会有差异。所以,输入变量的时候,必须非常小心。
var a = require('a'); // 安全的写法
var foo = require('a').foo; // 危险的写法
exports.good = function (arg) {
return a.foo('good', arg); // 使用的是 a.foo 的最新值
};
exports.bad = function (arg) {
return foo('bad', arg); // 使用的是一个部分加载时的值
};
上面代码中,如果发生循环加载,require('a').foo
的值很可能后面会被改写,改用require('a')
会更保险一点。
ES6模块的循环加载
ES6处理“循环加载”与CommonJS有本质的不同。ES6模块是动态引用,如果使用import
从一个模块加载变量(即import foo from 'foo'
),那些变量不会被缓存,而是成为一个指向被加载模块的引用,需要开发者自己保证,真正取值的时候能够取到值。
请看下面这个例子。
// a.js如下
import {bar} from './b.js';
console.log('a.js');
console.log(bar);
export let foo = 'foo';
// b.js
import {foo} from './a.js';
console.log('b.js');
console.log(foo);
export let bar = 'bar';
上面代码中,a.js
加载b.js
,b.js
又加载a.js
,构成循环加载。执行a.js
,结果如下。
$ babel-node a.js
b.js
undefined
a.js
bar
上面代码中,由于a.js
的第一行是加载b.js
,所以先执行的是b.js
。而b.js
的第一行又是加载a.js
,这时由于a.js
已经开始执行了,所以不会重复执行,而是继续往下执行b.js
,所以第一行输出的是b.js
。
接着,b.js
要打印变量foo
,这时a.js
还没执行完,取不到foo
的值,导致打印出来是undefined
。b.js
执行完,开始执行a.js
,这时就一切正常了。
再看一个稍微复杂的例子(摘自 Dr. Axel Rauschmayer 的《Exploring ES6》)。
// a.js
import {bar} from './b.js';
export function foo() {
console.log('foo');
bar();
console.log('执行完毕');
}
foo();
// b.js
import {foo} from './a.js';
export function bar() {
console.log('bar');
if (Math.random() > 0.5) {
foo();
}
}
按照CommonJS规范,上面的代码是没法执行的。a
先加载b
,然后b
又加载a
,这时a
还没有任何执行结果,所以输出结果为null
,即对于b.js
来说,变量foo
的值等于null
,后面的foo()
就会报错。
但是,ES6可以执行上面的代码。
$ babel-node a.js
foo
bar
执行完毕
// 执行结果也有可能是
foo
bar
foo
bar
执行完毕
执行完毕
上面代码中,a.js
之所以能够执行,原因就在于ES6加载的变量,都是动态引用其所在的模块。只要引用存在,代码就能执行。
下面,我们详细分析这段代码的运行过程。
// a.js
// 这一行建立一个引用,
// 从`b.js`引用`bar`
import {bar} from './b.js';
export function foo() {
// 执行时第一行输出 foo
console.log('foo');
// 到 b.js 执行 bar
bar();
console.log('执行完毕');
}
foo();
// b.js
// 建立`a.js`的`foo`引用
import {foo} from './a.js';
export function bar() {
// 执行时,第二行输出 bar
console.log('bar');
// 递归执行 foo,一旦随机数
// 小于等于0.5,就停止执行
if (Math.random() > 0.5) {
foo();
}
}
我们再来看ES6模块加载器SystemJS给出的一个例子。
// even.js
import { odd } from './odd'
export var counter = 0;
export function even(n) {
counter++;
return n == 0 || odd(n - 1);
}
// odd.js
import { even } from './even';
export function odd(n) {
return n != 0 && even(n - 1);
}
上面代码中,even.js
里面的函数even
有一个参数n
,只要不等于0,就会减去1,传入加载的odd()
。odd.js
也会做类似操作。
运行上面这段代码,结果如下。
$ babel-node
> import * as m from './even.js';
> m.even(10);
true
> m.counter
6
> m.even(20)
true
> m.counter
17
上面代码中,参数n
从10变为0的过程中,even()
一共会执行6次,所以变量counter
等于6。第二次调用even()
时,参数n
从20变为0,even()
一共会执行11次,加上前面的6次,所以变量counter
等于17。
这个例子要是改写成CommonJS,就根本无法执行,会报错。
// even.js
var odd = require('./odd');
var counter = 0;
exports.counter = counter;
exports.even = function(n) {
counter++;
return n == 0 || odd(n - 1);
}
// odd.js
var even = require('./even').even;
module.exports = function(n) {
return n != 0 && even(n - 1);
}
上面代码中,even.js
加载odd.js
,而odd.js
又去加载even.js
,形成“循环加载”。这时,执行引擎就会输出even.js
已经执行的部分(不存在任何结果),所以在odd.js
之中,变量even
等于null
,等到后面调用even(n-1)
就会报错。
$ node
> var m = require('./even');
> m.even(10)
TypeError: even is not a function
跨模块常量
本书介绍const
命令的时候说过,const
声明的常量只在当前代码块有效。如果想设置跨模块的常量(即跨多个文件),可以采用下面的写法。
// constants.js 模块
export const A = 1;
export const B = 3;
export const C = 4;
// test1.js 模块
import * as constants from './constants';
console.log(constants.A); // 1
console.log(constants.B); // 3
// test2.js 模块
import {A, B} from './constants';
console.log(A); // 1
console.log(B); // 3
如果要使用的常量非常多,可以建一个专门的constants
目录,将各种常量写在不同的文件里面,保存在该目录下。
// constants/db.js
export const db = {
url: 'http://my.couchdbserver.local:5984',
admin_username: 'admin',
admin_password: 'admin password'
};
// constants/user.js
export const users = ['root', 'admin', 'staff', 'ceo', 'chief', 'moderator'];
然后,将这些文件输出的常量,合并在index.js
里面。
// constants/index.js
export {db} from './db';
export {users} from './users';
使用的时候,直接加载index.js
就可以了。
// script.js
import {db, users} from './constants';
import()
上面说过了,import
语句会被JavaScript引擎静态分析,先于模块内的其他模块执行(叫做”连接“更合适)。所以,下面的代码会报错。
// 报错
if (x === 2) {
import MyModual from './myModual';
}
上面代码中,引擎处理import
语句是在执行之前,所以import
语句放在if
代码块之中毫无意义,因此会报句法错误,而不是执行时错误。
这样的设计,固然有利于编译器提高效率,但也导致无法在运行时加载模块。从长远来看,import
语句会取代 Node 的require
方法,但是require
是运行时加载模块,import
语句显然无法取代这种动态加载功能。
const path = './' + fileName;
const myModual = require(path);
上面的语句就是动态加载,require
到底加载哪一个模块,只有运行时才知道。import
语句做不到这一点。
因此,有一个提案,建议引入import()
函数,完成动态加载。
import(specifier)
上面代码中,import
函数的参数specifier
,指定所要加载的模块的位置。import
语句能够接受什么参数,import()
函数就能接受什么参数,两者区别主要是后者为动态加载。
import()
返回一个 Promise 对象。下面是一个例子。
const main = document.querySelector('main');
import(`./section-modules/${someVariable}.js`)
.then(module => {
module.loadPageInto(main);
})
.catch(err => {
main.textContent = err.message;
});
import()
函数可以用在任何地方,不仅仅是模块,非模块的脚本也可以使用。它是运行时执行,也就是说,什么时候运行到这一句,也会加载指定的模块。另外,import()
函数与所加载的模块没有静态连接关系,这点也是与import
语句不相同。
import()
类似于 Node 的require
方法,区别主要是前者是异步加载,后者是同步加载。
ES6模块的转码
浏览器目前还不支持ES6模块,为了现在就能使用,可以将转为ES5的写法。除了Babel可以用来转码之外,还有以下两个方法,也可以用来转码。
ES6 module transpiler
ES6 module transpiler是 square 公司开源的一个转码器,可以将 ES6 模块转为 CommonJS 模块或 AMD 模块的写法,从而在浏览器中使用。
首先,安装这个转玛器。
$ npm install -g es6-module-transpiler
然后,使用compile-modules convert
命令,将 ES6 模块文件转码。
$ compile-modules convert file1.js file2.js
-o
参数可以指定转码后的文件名。
$ compile-modules convert -o out.js file1.js
SystemJS
另一种解决方法是使用 SystemJS。它是一个垫片库(polyfill),可以在浏览器内加载 ES6 模块、AMD 模块和 CommonJS 模块,将其转为 ES5 格式。它在后台调用的是 Google 的 Traceur 转码器。
使用时,先在网页内载入system.js
文件。
<script src="system.js"></script>
然后,使用System.import
方法加载模块文件。
<script>
System.import('./app.js');
</script>
上面代码中的./app
,指的是当前目录下的app.js文件。它可以是ES6模块文件,System.import
会自动将其转码。
需要注意的是,System.import
使用异步加载,返回一个 Promise 对象,可以针对这个对象编程。下面是一个模块文件。
// app/es6-file.js:
export class q {
constructor() {
this.es6 = 'hello';
}
}
然后,在网页内加载这个模块文件。
<script>
System.import('app/es6-file').then(function(m) {
console.log(new m.q().es6); // hello
});
</script>
上面代码中,System.import
方法返回的是一个 Promise 对象,所以可以用then
方法指定回调函数。
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