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。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 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，导致完全没办法在编译时做“静态优化”。

// CommonJS 模块就是对象，输入时必须查找对象属性。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。
let { stat, exists, readfile } = require('fs');

// 等同于
let _fs = require('fs');
let stat = _fs.stat;
let exists = _fs.exists;
let readfile = _fs.readfile;

// 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 命令输入指定方法，其他方法不加载。这种加载称为“编译时加载”或者静态加载。
import { stat, exists, readFile } from 'fs';

ES6 模块还有以下好处：

• 静态加载
• 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
• 将来浏览器的新 API 就能用模块格式提供，不再必须做成全局变量或者 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

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。import 和 export 命令只能在模块的顶层，不能在代码块之中。

export 命令用于规定模块的对外接口，必须与模块内部的变量建立一一对应关系，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 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。可以用 as 重命名，可以用不同的名字输出两次。export default 命令，为模块指定默认输出，一个模块只能有一个默认输出，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。

export var firstName = 'Michael';
export var lastName = 'Jackson';
export var year = 1958;

var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;

export { firstName, lastName, year };

export {
  firstName as f,
  lastName as l,
  lastName as L
};

export function multiply(x, y) {
  return x * y;
};
// 默认输出
export default function () {
  console.log('foo');
}
// 因为 export default 命令的本质是将后面的值，赋给 default 变量，所以可以直接将一个值写在 export default 之后
export default 42;

import 命令用于输入其他模块提供的功能。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 命令输入的变量都是只读的，因为它的本质是输入接口。如果输入的变量是一个对象，改写属性是允许的。import 命令具有提升效果，会提升到整个模块的头部，首先执行。由于 import 是静态执行，所以不能使用表达式和变量、if 语句，这些只有在运行时才能得到结果的语法结构。import 语句会执行所加载的模块。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。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，这个对象应该是可以静态分析的，所以不允许运行时改变。加载默认模块时，import 命令可以为该匿名函数指定任意名字。

import { firstName, lastName, year } from './profile.js';

import { lastName as surname } from './profile.js';

import 'lodash';

import * as circle from './circle';
// 加载默认输出
import customName from './export-default';

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。但需要注意的是，写成一行以后，foo 和 bar 实际上并没有被导入当前模块，只是相当于对外转发了这两个接口，导致当前模块不能直接使用 foo 和 bar。

export { foo, bar } from 'my_module';

export { foo as myFoo } from 'my_module';
// 忽略 my_module 模块的 default 方法
export * from 'my_module';

export { default } from 'foo';

export { es6 as default } from './someModule';

export { default as es6 } from './someModule';

export * as ns from "mod";
// 等同于
import * as ns from "mod";
export {ns};

ES2020提案 引入 import() 函数，支持动态加载模块。import 命令能够接受什么参数，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。 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。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。import() 适用于按需加载、条件加载、动态的模块路径。import() 加载模块成功以后，这个模块会作为一个对象，当作 then 方法的参数。

const main = document.querySelector('main');

import(`./section-modules/${someVariable}.js`)
  .then(module => {
    module.loadPageInto(main);
  })
  .catch(err => {
    main.textContent = err.message;
  });

HTML 网页中，浏览器通过 <script> 标签加载 JavaScript 脚本，默认情况下，浏览器是同步加载 JavaScript 脚本。这显然是很不好的体验，所以浏览器允许脚本异步加载，下面就是两种异步加载的语法。

<script src="path/to/myModule.js" defer></script>
<script src="path/to/myModule.js" async></script>

defer 与 async 的区别是：defer 要等到整个页面在内存中正常渲染结束（DOM 结构完全生成，以及其他脚本执行完成），才会执行；async 一旦下载完，渲染引擎就会中断渲染，执行这个脚本以后，再继续渲染。一句话，defer 是“渲染完再执行”，async 是“下载完就执行”。另外，如果有多个 defer 脚本，会按照它们在页面出现的顺序加载，而多个 async 脚本是不能保证加载顺序的。

浏览器加载 ES6 模块，也使用 <script> 标签，但是要加入 type="module" 属性。浏览器对于带有 type="module" 的 <script>，都是异步加载，不会造成堵塞浏览器，即等到整个页面渲染完，再执行模块脚本，等同于打开了 <script> 标签的 defer 属性。<script> 标签的 async 属性也可以打开，这时只要加载完成，渲染引擎就会中断渲染立即执行。

<script type="module" src="./foo.js"></script>

代码是在模块作用域之中运行，而不是在全局作用域运行。模块内部的顶层变量，外部不可见。模块脚本自动采用严格模式，不管有没有声明use strict。模块之中，顶层的 this 关键字返回 undefined，而不是指向 window。也就是说，在模块顶层使用 this 关键字，是无意义的。同一个模块如果加载多次，将只执行一次。利用顶层的 this 等于 undefined 这个语法点，可以侦测当前代码是否在 ES6 模块之中。

ES6 模块与 CommonJS 模块完全不同：

• CommonJS 模块输出的是一个值的拷贝，ES6 模块输出的是值的引用
• CommonJS 模块是运行时加载，ES6 模块是编译时输出接口

Node.js 要求，.mjs 文件总是以 ES6 模块加载，.cjs 文件总是以 CommonJS 模块加载，.js 文件的加载取决于 package.json 里面 type 字段的设置，取值为 module 或 commonjs。

package.json 文件有两个字段可以指定模块的入口文件：main 和 exports，exports 字段的优先级高于 main 字段。exports 有多种用法：

• 可以指定脚本或子目录的别名
• 别名如果是.，就代表模块的主入口，优先级高于 main 字段，可以简写成 exports字段的值
• 条件加载，利用 . 这个别名，可以为 ES6 模块和 CommonJS 指定不同的入口

// 指定脚本或子目录的别名
{
  "exports": {
    "./submodule": "./src/submodule.js"
  }
}
import submodule from 'es-module-package/submodule';

// 模块的主入口
{
  "exports": {
    ".": "./main.js"
  }
}
// 等同于
{
  "exports": "./main.js"
}

// 条件加载
{
  "type": "module",
  "exports": {
    ".": {
      "require": "./main.cjs",
      "default": "./main.js"
    }
  }
}
// 等同于，如果同时还有其他别名，就不能采用简写
{
  "exports": {
    "require": "./main.cjs",
    "default": "./main.js"
  }
}

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，以后需要用到这个模块的时候，就会到这个对象上面取值，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。

// a.js
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');

// b.js
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');

// main.js
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);

// 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

// a.mjs
import {bar} from './b';
console.log('a.mjs');
console.log(bar);
export let foo = 'foo';

// b.mjs
import {foo} from './a';
console.log('b.mjs');
console.log(foo);
export let bar = 'bar';

// $ node --experimental-modules a.mjs
// b.mjs
// ReferenceError: foo is not defined

ES6 处理循环加载时，首先，执行 a.mjs 以后，引擎发现它加载了 b.mjs，因此会优先执行 b.mjs，然后再执行 a.mjs。接着，执行 b.mjs 的时候，已知它从 a.mjs 输入了 foo 接口，这时不会去执行 a.mjs，而是认为这个接口已经存在了，继续往下执行。执行到第三行 console.log(foo) 的时候，才发现这个接口根本没定义，因此报错。解决这个问题的方法，就是让 b.mjs 运行的时候，foo 已经有定义了，这可以通过将 foo 写成函数来解决，因为函数具有提升作用。