概述如何实现一个简单的浏览器端js模块加载器

在es6之前，js不像其他语言自带成熟的模块化功能，页面只能靠插入一个个script标签来引入自己的或第三方的脚本，并且容易带来命名冲突的问题。js社区做了很多努力，在当时的运行环境中，实现"模块"的效果。

通用的js模块化标准有CommonJS与AMD，前者运用于node环境，后者在浏览器环境中由Require.js等实现。此外还有国内的开源项目Sea.js，遵循CMD规范。（目前随着es6的普及已经停止维护，不论是AMD还是CMD，都将是一段历史了）

浏览器端js加载器

实现一个简单的js加载器并不复杂，主要可以分为解析路径、下载模块、解析模块依赖、解析模块四个步骤。

首先定义一下模块。在各种规范中，通常一个js文件即表示一个模块。那么，我们可以在模块文件中，构造一个闭包，并传出一个对象，作为模块的导出：

define(factory() {
 var x = {
  a: 1
 };
 return x;
});

define函数接收一个工厂函数参数，浏览器执行该脚本时，define函数执行factory，并把它的return值存储在加载器的模块对象modules里。

如何标识一个模块呢？可以用文件的uri，它是唯一标识，是天然的id。

文件路径path有几种形式：

• 绝对路径：http://xxx, file://xxx
• 相对路径：./xxx ， ../xxx ， xxx(相对当前页面的文件路径)
• 虚拟绝对路径：/xxx /表示网站根目录

因此，需要一个resolvePath函数来将不同形式的path解析成uri，参照当前页面的文件路径来解析。

接着，假设我们需要引用a.js与b.js两个模块，并设置了需要a与b才能执行的回调函数f。我们希望加载器去拉取a与b，当a与b都加载完成后，从modules里取出a与b作为参数传给f，执行下一步操作。这里可以用观察者模式（即订阅/发布模式）实现，创建一个eventProxy，订阅加载a与加载b事件；define函数执行到最后，已经把导出挂载modules里之后，emit一个本模块加载完成的事件，eventProxy收到后检查a与b是否都加载完成，如果完成，就传参给f执行回调。

同理，eventProxy也可以实现模块依赖加载

// a.js
define([ 'c.js', 'd.js' ], factory (c, d) {
 var x = c + d;
 return x;
});

define函数的第一个参数可以传入一个依赖数组，表示a模块依赖c与d。define执行时，告诉eventProxy订阅c与d加载事件，加载好了就执行回调函数f存储a的导出，并emit事件a已加载。

浏览器端加载脚本的原始方法是插入一个script标签，指定src之后，浏览器开始下载该脚本。

那么加载器中的模块加载可以用dom操作实现，插入一个script标签并指定src，此时该模块为下载中状态。

PS：浏览器中，动态插入script标签与初次加载页面dom时的script加载方式不同：

初次加载页面，浏览器会从上到下顺序解析dom，碰到script标签时，下载脚本并阻塞dom解析，等到该脚本下载、执行完毕后再继续解析之后的dom（现代浏览器做了preload优化，会预先下载好多个脚本，但执行顺序与它们在dom中顺序一致，执行时阻塞其他dom解析）

动态插入script，

var a = document.createElement('script'); a.src='xxx'; document.body.appendChild(a);

浏览器会在该脚本下载完成后执行，过程是异步的。

下载完成后执行上述的操作，解析依赖->加载依赖->解析本模块->加载完成->执行回调。

模块下载完成后，如何在解析它时知道它的uri呢？有两种发发，一种是用srcipt.onload获取this对象的src属性；一种是在define函数中采用document.currentScript.src。

实现基本的功能比较简单，代码不到200行：

var zmm = {
 _modules: {},
 _configs: {
  // 用于拼接相对路径
  basePath: (function (path) {
   if (path.charAt(path.length - 1) === '/') {
    path = path.substr(0, path.length - 1);
   }
   return path.substr(path.indexOf(location.host) + location.host.length + 1);
  })(location.href),
  // 用于拼接相对根路径
  host: location.protocol + '//' + location.host + '/'
 }
};
zmm.hasModule = function (_uri) {
 // 判断是否已有该模块，不论加载中或已加载好
 return this._modules.hasOwnProperty(_uri);
};
zmm.isModuleLoaded = function (_uri) {
 // 判断该模块是否已加载好
 return !!this._modules[_uri];
};
zmm.pushModule = function (_uri) {
 // 新模块占坑，但此时还未加载完成，表示加载中；防止重复加载
 if (!this._modules.hasOwnProperty(_uri)) {
  this._modules[_uri] = null;
 }
};
zmm.installModule = function (_uri, mod) {
 this._modules[_uri] = mod;
};
zmm.load = function (uris) {
 var i, nsc;
 for (i = 0; i < uris.length; i++) {
  if (!this.hasModule(uris[i])) {
   this.pushModule(uris[i]);
   // 开始加载
   var nsc = document.createElement('script');
    nsc.src = uri;
   document.body.appendChild(nsc);
  }
 }
};
zmm.resolvePath = function (path) {
 // 返回绝对路径
 var res = '', paths = [], resPaths;
 if (path.match(/.*:\/\/.*/)) {
  // 绝对路径
  res = path.match(/.*:\/\/.*?\//)[0]; // 协议+域名
  path = path.substr(res.length);
 } else if (path.charAt(0) === '/') {
  // 相对根路径 /开头
  res = this._configs.host;
  path = path.substr(1);
 } else {
  // 相对路径 ./或../开头或直接文件名
  res = this._configs.host;
  resPaths = this._configs.basePath.split('/');
 }
 resPaths = resPaths || [];
 paths = path.split('/');
 for (var i = 0; i < paths.length; i++) {
  if (paths[i] === '..') {
   resPaths.pop();
  } else if (paths[i] === '.') {
   // do nothing
  } else {
   resPaths.push(paths[i]);
  }
 }
 res += resPaths.join('/');
 return res;
};
var define = zmm.define = function (dependPaths, fac) {
 var _uri = document.currentScript.src;
 if (zmm.isModuleLoaded(_uri)) {
  return;
 }
 var factory, depPaths, uris = [];
 if (arguments.length === 1) {
  factory = arguments[0];
  // 挂载到模块组中
  zmm.installModule(_uri, factory());
  // 告诉proxy该模块已装载好
  zmm.proxy.emit(_uri);
 } else {
  // 有依赖的情况
  factory = arguments[1];
  // 装载完成的回调函数
  zmm.use(arguments[0], function () {
   zmm.installModule(_uri, factory.apply(null, arguments));
   zmm.proxy.emit(_uri);
  });
 }
};
zmm.use = function (paths, callback) {
 if (!Array.isArray(paths)) {
  paths = [paths];
 }
 var uris = [], i;
 for (i = 0; i < paths.length; i++) {
  uris.push(this.resolvePath(paths[i]));
 }
 // 先注册事件，再加载
 this.proxy.watch(uris, callback);
 this.load(uris);
};
zmm.proxy = function () {
 var proxy = {};
 var taskId = 0;
 var taskList = {};
 var execute = function (task) {
  var uris = task.uris,
   callback = task.callback;
  for (var i = 0, arr = []; i < uris.length; i++) {
   arr.push(zmm._modules[uris[i]]);
  }
  callback.apply(null, arr);
 };
 var deal_loaded = function (_uri) {
  var i, k, task, sum;
  // 当一个模块加载完成时，遍历当前任务栈
  for (k in taskList) {
   if (!taskList.hasOwnProperty(k)) {
    continue;
   }
   task = taskList[k];
   if (task.uris.indexOf(_uri) > -1) {
    // 查看这个任务中的模块是否都已加载好
    for (i = 0, sum = 0; i < task.uris.length; i++) {
     if (zmm.isModuleLoaded(task.uris[i])) {
      sum ++;
     }
    }
    if (sum === task.uris.length) {
     // 都加载完成 删除任务
     delete(taskList[k]);
     execute(task);
    }
   }
  }
 };
 proxy.watch = function (uris, callback) {
  // 先检查一遍是否都加载好了
  for (var i = 0, sum = 0; i < uris.length; i++) {
   if (zmm.isModuleLoaded(uris[i])) {
    sum ++;
   }
  }
  if (sum === uris.length) {
   execute({
    uris: uris,
    callback: callback
   });
  } else {
   // 订阅新加载任务
   var task = {
    uris: uris,
    callback: callback
   };
   taskList['' + taskId] = task;
   taskId ++;
  }
 };
 proxy.emit = function (_uri) {
  console.log(_uri + ' is loaded!');
  deal_loaded(_uri);
 };
 return proxy;
}();

循环依赖问题

"循环加载"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。这是一种应该尽量避免的设计。

浏览器端

用上面的zmm工具加载模块a:

// main.html
zmm.use('/a.js', function(){...});
// a.js
define('/b.js', function(b) {
 var a = 1;
 a = b + 1;
 return a;
});
// b.js
define('/a.js', function(a) {
 var b = a + 1;
 return b;
});

就会陷入a等待b加载完成、b等待a加载完成的死锁状态。sea.js碰到这种情况也是死锁，也许是默认这种行为不应该出现。

seajs里可以通过require.async来缓解循环依赖的问题，但必须改写a.js：

// a.js
define('./js/a', function (require, exports, module) {
 var a = 1;
 require.async('./b', function (b) {
  a = b + 1;
  module.exports = a; //a= 3
 });
 module.exports = a; // a= 1
});
// b.js
define('./js/b', function (require, exports, module) {
 var a = require('./a');
 var b = a + 1;
 module.exports = b;
});
// main.html
seajs.use('./js/a', function (a) {
 console.log(a); // 1
});

但这么做a就必须先知道b会依赖自己，且use中输出的是b还没加载时a的值，use并不知道a的值之后还会改变。

在浏览器端，似乎没有很好的解决方案。node模块加载碰到的循环依赖问题则小得多。

node/CommonJS

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。CommonJS的做法是，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
var a = 1;
module.exports = a;
var b = require('./b');
a = b + 1;
module.exports = a;
// b.js
var a = require('./a');
var b = a + 1;
module.exports = b;
// main.js
var a = require('./a');
console.log(a); //3

上面main.js的代码中，先加载模块a，执行require函数，此时内存中已经挂了一个模块a，它的exports为一个空对象a.exports={}；接着执行a.js中的代码；执行var b = require('./b');之前，a.exports=1，接着执行require(b)；b.js被执行时，拿到的是a.exports=1，b加载完成后，执行权回到a.js；最后a模块的输出为3。

CommonJS与浏览器端的加载器有着实现上的差异。node加载的模块都是在本地，执行的是同步的加载过程，即按依赖关系依次加载，执行到加载语句就去加载另一个模块，加载完了再回到函数调用点继续执行；浏览器端加载scripts由于天生限制，只能采取异步加载，执行回调来实现。

ES6

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，而是只生成一个引用。等到真的需要用到时，再到模块里面去取值。因此，ES6模块是动态引用，不存在缓存值的问题，而且模块里面的变量，绑定其所在的模块。

这导致ES6处理"循环加载"与CommonJS有本质的不同。ES6根本不会关心是否发生了"循环加载"，只是生成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。

来看一个例子：

// 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);}
// main.js
import * as m from './even.js';
m.even(10); // true; m.counter = 6

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也会做类似作。

上面代码中，参数n从10变为0的过程中，foo()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，foo()一共会执行11次，加上前面的6次，所以变量counter等于17。

而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);
}
// main.js
var m = require('./even');
m.even(10); // TypeError: even is not a function

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。

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，同时也希望多多支持三水点靠木！