阮一峰:JavaScript 模塊的循環(huán)加載
"循環(huán)加載"(circular dependency)指的是,a腳本的執(zhí)行依賴b腳本,而b腳本的執(zhí)行又依賴a腳本。
- // a.js
- var b = require('b');
- // b.js
- var a = require('a');
通常,"循環(huán)加載"表示存在強(qiáng)耦合,如果處理不好,還可能導(dǎo)致遞歸加載,使得程序無法執(zhí)行,因此應(yīng)該避免出現(xiàn)。
但是實(shí)際上,這是很難避免的,尤其是依賴關(guān)系復(fù)雜的大項(xiàng)目,很容易出現(xiàn)a依賴b,b依賴c,c又依賴a這樣的情況。這意味著,模塊加載機(jī)制必須考慮"循環(huán)加載"的情況。
本文介紹JavaScript語言如何處理"循環(huán)加載"。目前,最常見的兩種模塊格式CommonJS和ES6,處理方法是不一樣的,返回的結(jié)果也不一樣。
CommonJS模塊
CommonJS模塊的重要特性是加載時執(zhí)行,即腳本代碼在require的時候,就會全部執(zhí)行。因此,CommonJS規(guī)定,一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊被"循環(huán)加載",就立即停止加載,只輸出已經(jīng)執(zhí)行的部分。
讓我們來看,官方文檔里面的例子。腳本文件a.js代碼如下。
- 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 執(zhí)行完畢');
上面代碼之中,a.js腳本先輸出一個done變量,然后加載另一個腳本文件b.js。注意,此時a.js代碼就停在這里,等待b.js執(zhí)行完畢,再往下執(zhí)行。
再看b.js的代碼。
- 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 執(zhí)行完畢');
上面代碼之中,b.js執(zhí)行到第二行,就會去加載a.js,這時,就發(fā)生了"循環(huán)加載"。為了避免無窮遞歸,執(zhí)行引擎不會去再次執(zhí)行a.js,而是只返回已經(jīng)執(zhí)行的部分。
a.js已經(jīng)執(zhí)行的部分,只有一行。
- exports.done = false;
因此,對于b.js來說,它從a.js只輸入一個變量done,值為false。
然后,b.js接著往下執(zhí)行,等到全部執(zhí)行完畢,再把執(zhí)行權(quán)交還給a.js。于是,a.js接著往下執(zhí)行,直到執(zhí)行完畢。我們寫一個腳本main.js,驗(yàn)證這個過程。
- 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);
執(zhí)行main.js,運(yùn)行結(jié)果如下。
- $ node main.js
- 在 b.js 之中,a.done = false
- b.js 執(zhí)行完畢
- 在 a.js 之中,b.done = true
- a.js 執(zhí)行完畢
- 在 main.js 之中, a.done=true, b.done=true
上面的代碼證明了兩件事。一是,在b.js之中,a.js沒有執(zhí)行完畢,只執(zhí)行了***行。二是,main.js執(zhí)行到第二行時,不會再次執(zhí)行b.js,而是輸出緩存的b.js的執(zhí)行結(jié)果,即它的第四行。
- exports.done = true;
ES6模塊
ES6模塊的運(yùn)行機(jī)制與CommonJS不一樣,它遇到模塊加載命令import時,不會去執(zhí)行模塊,而是只生成一個引用。等到真的需要用到時,再到模塊里面去取值。
因此,ES6模塊是動態(tài)引用,不存在緩存值的問題,而且模塊里面的變量,綁定其所在的模塊。請看下面的例子。
- // m1.js
- export var foo = 'bar';
- setTimeout(() => foo = 'baz', 500);
- // m2.js
- import {foo} from './m1.js';
- console.log(foo);
- setTimeout(() => console.log(foo), 500);
上面代碼中,m1.js的變量foo,在剛加載時等于bar,過了500毫秒,又變?yōu)榈扔赽az。
讓我們看看,m2.js能否正確讀取這個變化。
- $ babel-node m2.js
- bar
- baz
上面代碼表明,ES6模塊不會緩存運(yùn)行結(jié)果,而是動態(tài)地去被加載的模塊取值,以及變量總是綁定其所在的模塊。
這導(dǎo)致ES6處理"循環(huán)加載"與CommonJS有本質(zhì)的不同。ES6根本不會檢查是否發(fā)生了"循環(huán)加載",只是生成一個指向被加載模塊的引用,需要開發(fā)者自己保證,真正取值的時候能夠取到值。
請看下面的例子(摘自 Dr. Axel Rauschmayer 的《Exploring ES6》)。
- // a.js
- import {bar} from './b.js';
- export function foo() {
- bar();
- console.log('執(zhí)行完畢');
- }
- foo();
- // b.js
- import {foo} from './a.js';
- export function bar() {
- if (Math.random() > 0.5) {
- foo();
- }
- }
按照CommonJS規(guī)范,上面的代碼是沒法執(zhí)行的。a先加載b,然后b又加載a,這時a還沒有任何執(zhí)行結(jié)果,所以輸出結(jié)果為null,即對于b.js來說,變量foo的值等于null,后面的foo()就會報錯。
但是,ES6可以執(zhí)行上面的代碼。
- $ babel-node a.js
- 執(zhí)行完畢
a.js之所以能夠執(zhí)行,原因就在于ES6加載的變量,都是動態(tài)引用其所在的模塊。只要引用是存在的,代碼就能執(zhí)行。
我們再來看ES6模塊加載器SystemJS給出的一個例子。
- // 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);
- }
上面代碼中,even.js里面的函數(shù)foo有一個參數(shù)n,只要不等于0,就會減去1,傳入加載的odd()。odd.js也會做類似操作。
運(yùn)行上面這段代碼,結(jié)果如下。
- $ babel-node
- > import * as m from './even.js';
- > m.even(10);
- true
- > m.counter
- 6
- > m.even(20)
- true
- > m.counter
- 17
上面代碼中,參數(shù)n從10變?yōu)?的過程中,foo()一共會執(zhí)行6次,所以變量counter等于6。第二次調(diào)用even()時,參數(shù)n從20變?yōu)?,foo()一共會執(zhí)行11次,加上前面的6次,所以變量counter等于17。
這個例子要是改寫成CommonJS,就根本無法執(zhí)行,會報錯。
- // 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');
- exports.odd = function(n) {
- return n != 0 && even(n - 1);
- }
上面代碼中,even.js加載odd.js,而odd.js又去加載even.js,形成"循環(huán)加載"。這時,執(zhí)行引擎就會輸出even.js已經(jīng)執(zhí)行的部分(不存在任何結(jié)果),所以在odd.js之中,變量even等于null,等到后面調(diào)用even(n-1)就會報錯。
- $ node
- > var m = require('./even');
- > m.even(10)
- TypeError: odd is not a function
(完)