JavaScript模块化及SeaJs源码分析

网页的结构越来越复杂，简直可以看做一个简单APP，如果还像以前那样把所有的代码都放到一个文件里面会有一些问题：

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全局变量互相影响
JavaScript文件变大，影响加载速度
结构混乱、很难维护

和后端（比如Java）比较就可以看出明显的差距。2009年Ryan Dahl创建了node.js项目，将JavaScript用于服务器编程，这标志“JS模块化编程”正式诞生。

基本原理

模块就是一些功能的集合，那么可以将一个大文件分割成一些小文件，在各个文件中定义不同的功能，然后在HTML中引入：

 
 
  
  var module1 = new Object({
  
      _count : 0,
  
      m1 : function (){
  
          //...
  
      },
  
      m2 : function (){
  
          //...
  
      }
  
  });

这样做的坏处是：把模块中所有的成员都暴露了！我们知道函数的本地变量是没法从外面进行访问的，那么可以用立即执行函数来优化：

 
 
  
  var module1 = (function(){
  
      var _count = 0;
  
      var m1 = function(){
  
          //...
  
      };
  
      var m2 = function(){
  
          //...
  
      };
  
      return {
  
          m1 : m1, m2 : m2
  
      };
  
  })();

大家定义模块的方式可能五花八门，如果都能按照一定的规范来，那好处会非常大：可以互相引用！

模块规范

在node.js中定义math.js模块如下：

 
 
  
  function add(a, b){
  
      return a + b;
  
  }
  
  exports.add = add;

在其他模块中使用的时候使用全局require函数加载即可：

 
 
  
  var math = require('math');
  
  math.add(2,3);

在服务器上同步require是没有问题的，但是浏览器在网络环境就不能这么玩了，于是有了异步的AMD规范：

 
 
  
  require(['math'], function (math) {// require([module], callback);
  
      math.add(2, 3);
  
  });

模块的定义方式如下（模块可以依赖其他的模块）：

 
 
  
  define(function (){ // define([module], callback);
  
      var add = function (x,y){
  
          return x+y;
  
      };
  
      return { add: add };
  
  });

用RequireJS可以加载很多其他资源（看这里），很好很强大！在工作中用的比较多的是SeaJS，所使用的规范称为CMD，推崇（应该是指异步模式）：

as lazy as possible！

对于依赖的模块的处理方式和AMD的区别在于：

AMD是提前执行（依赖前置），CMD是延迟执行（依赖就近）。

在CMD中定义模块的方式如下：

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

使用方式直接看文档，这里就不赘述了！

SeaJS源码分析

刚接触模块化的时候感觉这个太简单了，不就是：

创建script标签的时候设置一下onload和src！

事实上是这样的，但也不完全是！下面来开始看SeaJS的代码（sea-debug.js）。一个模块在加载的过程中可能经历下面几种状态：

 
 
  
  var STATUS = Module.STATUS = {
  
      // 1 - The `module.uri` is being fetched
  
      FETCHING: 1,
  
      // 2 - The meta data has been saved to cachedMods
  
      SAVED: 2,
  
      // 3 - The `module.dependencies` are being loaded
  
      LOADING: 3,
  
      // 4 - The module are ready to execute
  
      LOADED: 4,
  
      // 5 - The module is being executed
  
      EXECUTING: 5,
  
      // 6 - The `module.exports` is available
  
      EXECUTED: 6,
  
      // 7 - 404
  
      ERROR: 7
  
  }

内存中用Modul对象来维护模块的信息：

 
 
  
  function Module(uri, deps) {
  
      this.uri = uri
  
      this.dependencies = deps || [] // 依赖模块ID列表
  
      this.deps = {} // 依赖模块Module对象列表
  
      this.status = 0 // 状态
  
      this._entry = [] // 在模块加载完成之后需要调用callback的模块
  
  }

在页面上启动模块系统需要使用seajs.use方法：

 
 
  
  seajs.use(‘./main’, function(main) {// 依赖及回调方法
  
      main.init();
  
  });

加载过程的整体逻辑可以在Module.prototype.load中看到：

 
 
  
  Module.prototype.load = function() {
  
      var mod = this
  
      if (mod.status >= STATUS.LOADING) {
  
          return
  
      }
  
      mod.status = STATUS.LOADING
  
      var uris = mod.resolve() // 解析依赖模块的URL地址
  
      emit("load", uris)
  
      for (var i = 0, len = uris.length; i < len; i++) {
  
          mod.deps[mod.dependencies[i]] = Module.get(uris[i])// 从缓存取或创建
  
      }
  
      mod.pass(); // 将entry传递给依赖的但还没加载的模块
  
      if (mod._entry.length) {// 本模块加载完成
  
          mod.onload()
  
          return
  
      }
  
      var requestCache = {};
  
      var m;
  
      // 加载依赖的模块
  
      for (i = 0; i < len; i++) {
  
          m = cachedMods[uris[i]]
  
          if (m.status < STATUS.FETCHING) {
  
              m.fetch(requestCache)
  
          } else if (m.status === STATUS.SAVED) {
  
              m.load()
  
          }
  
      }
  
      for (var requestUri in requestCache) {
  
          if (requestCache.hasOwnProperty(requestUri)) {
  
              requestCache[requestUri]()
  
          }
  
      }
  
  }

总体上逻辑很顺就不讲了，唯一比较绕的就是_entry数组了。网上没有找到比较通俗易懂的文章，于是看着代码连蒙带猜地大概看懂了，其实只要记住它的目标即可：

当依赖的所有模块加载完成后执行回调函数！

换种说法：

数组_entry中保存了当前模块加载完成之后、哪些模块的依赖可能加载完成的列表（依赖的反向关系）！

举个例子，模块A依赖于模块B、C、D，那么经过pass之后的状态如下：

此时A中的remain为3，也就是说它还有三个依赖的模块没有加载完成！而如果模块B依赖模块E、F，那么在它load的时候会将A也传递出去：

有几个细节：

已经加载完成的模块不会被传播；
已经传播过一次的模块不会再次传播；
如果依赖的模块正在加载那么会递归传播；

维护好依赖关系之后就可以通过Module.prototype.fetch来加载模块，有两种sendRequest的实现方式：

importScripts
script

然后根据结果执行load或者error方法。依赖的所有模块都加载完成后就会执行onload方法：

 
 
  
  Module.prototype.onload = function() {
  
      var mod = this
  
      mod.status = STATUS.LOADED
  
      for (var i = 0, len = (mod._entry || []).length; i < len; i++) {
  
          var entry = mod._entry[i]
  
          if (--entry.remain === 0) {
  
              entry.callback()
  
          }
  
      }
  
      delete mod._entry
  
  }

其中--entry.remain就相当于告诉entry对应的模块：你的依赖列表里面已经有一个完成了！而entry.remain === 0则说明它所依赖的所有的模块都已经加载完成了！那么此时将执行回调函数：

 
 
  
  for (var i = 0, len = uris.length; i < len; i++) {
  
      exports[i] = cachedMods[uris[i]].exec();
  
  }
  
  if (callback) {
  
      callback.apply(global, exports)// 执行回调函数
  
  }

脚本下载完成之后会马上执行define方法来维护模块的信息：

没有显式地指定dependencies时会用parseDependencies来用正则匹配方法中的require()片段（指定依赖列表是个好习惯）。

接着执行factory方法来生成模块的数据：

 
 
  
  var exports = isFunction(factory) ?
  
      factory.call(mod.exports = {}, require, mod.exports, mod) :
  
      factory

然后执行你在seajs.use中定义的callback方法：

 
 
  
  if (callback) {
  
      callback.apply(global, exports)
  
  }

当你写的模块代码中require时，每次都会执行factory方法：

 
 
  
  function require(id) {
  
      var m = mod.deps[id] || Module.get(require.resolve(id))
  
      if (m.status == STATUS.ERROR) {
  
          throw new Error('module was broken: ' + m.uri)
  
      }
  
      return m.exec()
  
  }

到这里核心的逻辑基本上讲完了，补一张状态的转换图：

以后在用的时候就可以解释一些诡异的问题了！

总结

模块化非常好用，因此在ECMAScript 6中也开始支持，但是浏览器支持还是比较堪忧的~~

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