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JavaSript模块规范:AMD规范与CMD规范介绍

JavaSript模块化

在了解AMD,CMD规范前,还是需要先来简单地了解下什么是模块化,模块化开发?

模块化是指在解决某一个复杂问题或者一系列的杂糅问题时,依照一种分类的思维把问题进行系统性的分解以之处理。模块化是一种处理复杂系统分解为代码结构更合理,可维护性更高的可管理的模块的方式。可以想象一个巨大的系统代码,被整合优化分割成逻辑性很强的模块时,对于软件是一种何等意义的存在。对于软件行业来说:解耦软件系统的复杂性,使得不管多么大的系统,也可以将管理,开发,维护变得“有理可循”。

还有一些对于模块化一些专业的定义为:模块化是软件系统的属性,这个系统被分解为一组高内聚,低耦合的模块。那么在理想状态下我们只需要完成自己部分的核心业务逻辑代码,其他方面的依赖可以通过直接加载被人已经写好模块进行使用即可。

首先,既然是模块化设计,那么作为一个模块化系统所必须的能力:

  1. 定义封装的模块。
  2. 定义新模块对其他模块的依赖。
  3. 可对其他模块的引入支持。

好了,思想有了,那么总要有点什么来建立一个模块化的规范制度吧,不然各式各样的模块加载方式只会将局搅得更为混乱。那么在JavaScript中出现了一些非传统模块开发方式的规范 CommonJS的模块规范,AMD(Asynchronous Module Definition),CMD(Common Module Definition)等。

AMD 与 RequireJS

AMD

Asynchronous Module Definition,用白话文讲就是异步模块定义,对于 JSer 来说,异步是再也熟悉不过的词了,所有的模块将被异步加载,模块加载不影响后面语句运行。所有依赖某些模块的语句均放置在回调函数中。

AMD规范定义了一个自由变量或者说是全局变量 define 的函数。

define( id?, dependencies?, factory );

第一个参数 id 为字符串类型,表示了模块标识,为可选参数。若不存在则模块标识应该默认定义为在加载器中被请求脚本的标识。如果存在,那么模块标识必须为顶层的或者一个绝对的标识。

第二个参数,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。

第三个参数,factory,是一个需要进行实例化的函数或者一个对象。

创建模块标识为 alpha 的模块,依赖于 require, export,和标识为 beta 的模块

define("alpha", [ "require", "exports", "beta" ], function( require, exports, beta ){
    export.verb = function(){
        return beta.verb();
        // or:
        return require("beta").verb();
    }
});

一个返回对象字面量的异步模块

define(["alpha"], function( alpha ){
    return {
        verb : function(){
            return alpha.verb() + 1 ;
        }
    }
});

无依赖模块可以直接使用对象字面量来定义

define( {
    add : function( x, y ){
        return x + y ;
    }
});

类似与 CommonJS 方式定义

define( function( require, exports, module){
    var a = require('a'),
          b = require('b');

    exports.action = function(){};
});

require();

在 AMD 规范中的 require 函数与一般的 CommonJS中的 require 不同。由于动态检测依赖关系使加载异步,对于基于回调的 require 需求强烈。

局部 与 全局 的require

局部的 require 需要在AMD模式中的 define 工厂函数中传入 require。

define( ['require'], function( require ){
  // ...
});

or:

define( function( require, exports, module ){
  // ...
});

局部的 require 需要其他特定的 API 来实现。

全局的 require 函数是唯一全局作用域下的变量,像 define一样。全局的 require 并不是规范要求的,但是如果实现全局的 require函数,那么其需要具有与局部 require 函数 一样的以下的限定:

  1. 模块标识视为绝对的,而不是相对的对应另一个模块标识。
  2. 只有在异步情况下,require的回调方式才被用来作为交互操作使用。因为他不可能在同步的情况下通过 require(String) 从顶层加载模块。

依赖相关的API会开始模块加载。如果需要有互操作的多个加载器,那么全局的 reqiure 应该被加载顶层模块来代替。

require(String)
define( function( require ){
    var a = require('a'); // 加载模块a
});

require(Array, Function)
define( function( require ){
    require( ['a', 'b'], function( a,b ){ // 加载模块a b 使用
        // 依赖 a b 模块的运行代码
    }); 
});

require.toUrl( Url )
define( function( require ){
    var temp = require.toUrl('./temp/a.html'); // 加载页面
});

RequireJS

RequireJS 是一个前端的模块化管理的工具库,遵循AMD规范,它的作者就是AMD规范的创始人 James Burke。所以说RequireJS是对AMD规范的阐述一点也不为过。

RequireJS 的基本思想为:通过一个函数来将所有所需要的或者说所依赖的模块实现装载进来,然后返回一个新的函数(模块),我们所有的关于新模块的业务代码都在这个函数内部操作,其内部也可无限制的使用已经加载进来的以来的模块。

<script data-main='scripts/main' src='scripts/require.js'></script>

那么scripts下的main.js则是指定的主代码脚本文件,所有的依赖模块代码文件都将从该文件开始异步加载进入执行。

defined用于定义模块,RequireJS要求每个模块均放在独立的文件之中。按照是否有依赖其他模块的情况分为独立模块和非独立模块。

  1. 独立模块,不依赖其他模块。直接定义:
define({
    method1: function(){},
    method2: function(){}
});

也等价于

define(function(){
    return{
        method1: function(){},
        method2: function(){}
    }
});
  1. 非独立模块,对其他模块有依赖。
define([ 'module1', 'module2' ], function(m1, m2){
    ...
});

或者:

define( function( require ){
    var m1 = require( 'module1' ),
          m2 = require( 'module2' );
    ...
});

简单看了一下RequireJS的实现方式,其 require 实现只不过是将 function 字符串然后提取 require 之后的模块名,将其放入依赖关系之中。

require 方法调用模块

在require进行调用模块时,其参数与define类似。

require( ['foo', 'bar'], function( foo, bar ){
    foo.func();
    bar.func();
});

在加载 foo 与 bar 两个模块之后执行回调函数实现具体过程。

当然还可以如之前的例子中的,在define定义模块内部进行require调用模块

define( function( require ){
    var m1 = require( 'module1' ),
          m2 = require( 'module2' );
    ...
});

define 和 require 这两个定义模块,调用模块的方法合称为AMD模式,定义模块清晰,不会污染全局变量,清楚的显示依赖关系。AMD模式可以用于浏览器环境并且允许非同步加载模块,也可以按需动态加载模块。

CMD 与 seaJS

CMD

在CMD中,一个模块就是一个文件,格式为:

define( factory );

全局函数define,用来定义模块。

参数 factory 可以是一个函数,也可以为对象或者字符串。

当 factory 为对象、字符串时,表示模块的接口就是该对象、字符串。

定义JSON数据模块:

define({ "foo": "bar" });

通过字符串定义模板模块:

define('this is {{data}}.');

factory 为函数的时候,表示模块的构造方法,执行构造方法便可以得到模块向外提供的接口。

define( function(require, exports, module) { 
    // 模块代码
});

define( id?, deps?, factory );

define也可以接受两个以上的参数,字符串id为模块标识,数组deps为模块依赖:

define( 'module', ['module1', 'module2'], function( require, exports, module ){
    // 模块代码
});

其与 AMD 规范用法不同。

require 是 factory 的第一个参数。

require( id );

接受模块标识作为唯一的参数,用来获取其他模块提供的接口:

define(function( require, exports ){
    var a = require('./a');
    a.doSomething();
});

require.async( id, callback? );

require是同步往下执行的,需要的异步加载模块可以使用 require.async 来进行加载:

define( function(require, exports, module) { 
    require.async('.a', function(a){
        a.doSomething();
    });
});

require.resolve( id )

可以使用模块内部的路径机制来返回模块路径,不会加载模块。

exports 是 factory 的第二个参数,用来向外提供模块接口。

define(function( require, exports ){
    exports.foo = 'bar'; // 向外提供的属性
    exports.do = function(){}; // 向外提供的方法
});

当然也可以使用 return 直接向外提供接口。

define(function( require, exports ){
    return{
        foo : 'bar', // 向外提供的属性
        do : function(){} // 向外提供的方法
    }
});

也可以简化为直接对象字面量的形式:

define({
    foo : 'bar', // 向外提供的属性
    do : function(){} // 向外提供的方法
});
```js

与nodeJS中一样需要注意的是,一下方式是错误的:

```js
define(function( require, exports ){
    exports = {
        foo : 'bar', // 向外提供的属性
        do : function(){} // 向外提供的方法
    }
});

需要这么做

define(function( require, exports, module ){
    module.exports = {
        foo : 'bar', // 向外提供的属性
        do : function(){} // 向外提供的方法
    }
});

传入的对象引用可以添加属性,一旦赋值一个新的对象,那么值钱传递进来的对象引用就会失效了。开始之初,exports 是作为 module.exports 的一个引用存在,一切行为只有在这个引用上 factory 才得以正常运行,赋值新的对象后就会断开引用,exports就只是一个新的对象引用,对于factory来说毫无意义,就会出错。

module 是factory的第三个参数,为一个对象,上面存储了一些与当前模块相关联的属性与方法。
– module.id 为模块的唯一标识。
– module.uri 根据模块系统的路径解析规则得到模块的绝对路径。
– module.dependencies 表示模块的依赖。
– module.exports 当前模块对外提供的接口。

seaJS

sea.js 核心特征:

  1. 遵循CMD规范,与NodeJS般的书写模块代码。
  2. 依赖自动加载,配置清晰简洁。

兼容 Chrome 3+,Firefox 2+,Safari 3.2+,Opera 10+,IE 5.5+。

seajs.use

用来在页面中加载一个或者多个模块

// 加载一个模块 
seajs.use('./a');
// 加载模块,加载完成时执行回调
seajs.use('./a',function(a){
    a.doSomething();
});
// 加载多个模块执行回调
seajs.use(['./a','./b'],function(a , b){
    a.doSomething();
    b.doSomething();
});

其define 与 require 使用方式基本就是CMD规范中的示例。

AMD 与 CMD 区别到底在哪里?

看了以上 AMD,requireJS 与 CMD, seaJS的简单介绍会有点感觉模糊,总感觉较为相似。因为像 requireJS 其并不是只是纯粹的AMD固有思想,其也是有CMD规范的思想,只不过是推荐 AMD规范方式而已, seaJS也是一样。

下面是玉伯对于 AMD 与 CMD 区别的解释:

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。

类似的还有 CommonJS Modules/2.0 规范,是 BravoJS 在推广过程中对模块定义的规范化产出还有不少??

这些规范的目的都是为了 JavaScript 的模块化开发,特别是在浏览器端的。

目前这些规范的实现都能达成浏览器端模块化开发的目的。

区别:

  1. 对于依赖的模块,AMD 是提前执行,CMD 是延迟执行。不过 RequireJS 从 2.0 开始,也改成可以延迟执行(根据写法不同,处理方式不同)。CMD 推崇 as lazy as possible.
  2. CMD 推崇依赖就近,AMD 推崇依赖前置。看代码:
// 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()
    // ...
})

虽然 AMD 也支持 CMD 的写法,同时还支持将 require 作为依赖项传递,但 RequireJS 的作者默认是最喜欢上面的写法,也是官方文档里默认的模块定义写法。

  1. AMD 的 API 默认是一个当多个用,CMD 的 API 严格区分,推崇职责单一。比如 AMD 里,require 分全局 require 和局部 require,都叫 require。CMD 里,没有全局 require,而是根据模块系统的完备性,提供 seajs.use 来实现模块系统的加载启动。CMD 里,每个 API 都简单纯粹。

  2. 还有一些细节差异,具体看这个规范的定义就好,就不多说了。
    另外,SeaJS 和 RequireJS 的差异,可以参考:https://github.com/seajs/seajs/issues/277

总结

本文主要是介绍了一下 AMD CMD的规范,顺便简单的讲述了一下 requireJS 与 seaJS。讲的较为笼统,下面的扩展阅读可以更好的帮助你理解模块化以及各个规范。

扩展阅读

原文链接:JavaSript模块规范 – AMD规范与CMD规范介绍

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