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

  • evalarguments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.callerfn.arguments获取函数调用的堆栈

  • 增加了保留字(比如protectedstaticinterface


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:exportimportexport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v1v2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,functionclass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foobar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areacircumference


// 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(
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