CommonJS 与 ES 模块：从 require 到 import 的转变

CommonJS 与 ES 模块：从 require 到 import 的转变

介绍

本文的目的是阐明 JavaScript 模块系统的复杂性，重点关注区分它们的细微差别。我们将深入研究require与 CommonJS 模块相关的传统语法，将其与importES 模块 (ESM) 的现代语法进行对比，并探讨文件扩展名的重要性（.js与.mjs）。此外，我们将揭开type中属性的神秘面纱package.json，讨论它对 Node.js 等运行时环境如何解释 JavaScript 文件的影响。

JavaScript 模块的演变

JavaScript 模块的历史证明了该语言的发展以及社区为解决其局限性所做的持续努力。最初，JavaScript 没有内置的模块系统。开发人员依靠<script>在 HTML 文档中包含多个标签来加载脚本。这种方法很简单，但充满了挑战，包括名称空间污染、依赖管理问题以及缺乏封装。

从脚本标签到 AMD

随着 Web 应用程序变得越来越复杂，对一种更结构化的方式来组织 JavaScript 代码的需求变得显而易见。这导致了异步模块定义（AMD）的发展。 AMD 专为异步加载模块而设计，通过允许非阻塞行为来帮助提高网页性能。 RequireJS 等工具普及了 AMD 格式，使开发人员能够以更易于管理的方式定义模块及其依赖项。

CommonJS 的兴起

然而，AMD 对异步加载的关注并不完全适合所有用例，尤其是可以从文件系统同步加载模块的服务器端开发。 CommonJS 填补了这一空白，这是一个最初设计用于 Node.js 的模块系统。 CommonJS 模块允许更简单的语法和同步加载，使其成为服务器端应用程序的理想选择。该require功能module.exports成为 Node.js 中模块交互的支柱，在 npm 上培育了丰富的包生态系统。

ES模块的出现

JavaScript 模块发展的最新篇章是 ES 模块 (ESM) 的引入，在 ECMAScript 2015 (ES6) 中进行了标准化。 ESM 引入了importandexport语法，首次为 JavaScript 带来了原生模块系统。与 CommonJS 不同，ESM 设计为同时在浏览器和服务器上工作，提供静态分析优势、tree shake（消除未使用的代码）和更高效的加载机制。

为什么进化很重要

理解这种演变对于当今的 JavaScript 开发人员至关重要，原因如下：

• 跨环境兼容性： 了解模块系统之间的差异允许开发人员编写跨不同环境（例如 Node.js、Web 浏览器）兼容的代码。
• 性能优化： ESM 的静态特性允许进行诸如 Tree Shaking 之类的优化，这可以显着减小 Web 应用程序的大小。
• 面向未来的项目： 随着 JavaScript 生态系统继续采用 ESM，理解和采用此标准有助于确保项目保持可维护性和向前兼容。
• 社区和生态系统参与： 对 JavaScript 模块的深入了解可以增强您参与开源项目并为之做出贡献的能力，其中许多项目正在过渡到或已经在使用 ESM。

从脚本标签到 ES 模块的旅程不仅突显了 JavaScript 作为一种语言的技术进步，而且还突显了社区应对其挑战的承诺。对于开发人员来说，跟上这些变化不仅是历史利益的问题，也是掌握现代 JavaScript 开发实践的必要步骤。

CommonJS 和 ES 模块：主要区别

在 JavaScript 模块化领域，有两个系统脱颖而出：CommonJS (CJS) 和 ES Modules (ESM)。了解这些系统之间的差异对于开发人员探索 JavaScript 生态系统至关重要，尤其是在 Node.js 和浏览器等不同环境中工作时。下面详细介绍了主要区别。

语法差异

CommonJS 和 ES 模块之间最明显的区别是用于导入和导出模块的语法。

• CommonJS： 利用require()导入模块和module.exports/或exports导出模块的功能。这种语法对于许多 JavaScript 开发人员来说非常简单且熟悉，尤其是那些具有 Node.js 背景的开发人员。

// Importing with CommonJS
const express = require('express');

// Exporting with CommonJS
module.exports = function() {
  // Some functionality
};

• ES模块： 使用import导入语句和export导出语句。此语法更具声明性，支持导入和导出多个值，以及重命名导入和导出。

// Importing with ES Modules
import express from 'express';

// Exporting with ES Modules
export function myFunction() {
  // Some functionality
};

环境使用

• CommonJS： 主要用于 Node.js 中的服务器端开发。 CommonJS 的同步加载非常适合服务器，从本地文件系统加载模块，最大限度地减少同步 I/O 操作的影响。
• ES 模块： 设计为浏览器和服务器端 JavaScript 的通用模块系统。 ESM 的静态结构允许构建工具中的 tree-shaking，从而为前端应用程序提供可能更小的捆绑包。现代浏览器原生支持 ESM，Node.js 在最新版本中添加了对 ES 模块的支持，尽管在实现和文件解析方面存在一些差异。

动态与静态结构

• CommonJS： 提供动态导入，这意味着require()可以在函数或代码块内有条件地调用语句。这种动态特性提供了灵活性，但限制了某些优化，例如树摇动。
• ES 模块： 是静态的，这意味着import和export语句必须位于模块的顶层。此限制允许进行静态分析，从而实现诸如树摇动之类的优化以及通过工具和 IDE 更轻松地进行静态分析。

对开发人员的影响

CommonJS 和 ES 模块之间的选择会影响 JavaScript 项目的各个方面，从结构和构建过程到兼容性和性能优化。虽然 CommonJS 在 Node.js 环境中仍然很流行，但更广泛的 JavaScript 社区越来越多地采用 ES 模块，因为它在静态分析和跨环境兼容性方面具有优势。

对于开发人员来说，了解这些差异对于做出有关模块结构的明智决策至关重要，特别是在处理同时针对服务器端和浏览器环境的项目时。在模块系统之间进行转换或维护使用两者的代码可能具有挑战性，但通过清楚地掌握关键差异及其含义，开发人员可以更有信心地应对这些复杂性。

.js 与 .mjs：意义和用法

ES 模块（ESM）的引入不仅为 JavaScript 生态系统带来了新的语法，还带来了新的文件扩展名：.mjs..js和文件之间的这种区别.mjs对如何处理模块有影响，尤其是在 Node.js 中，理解这些差异对于开发人员来说至关重要。

.mjs 背后的目的

扩展.mjs名明确表示文件应被视为 ES 模块。由于 Node.js 现有对使用.js扩展的 CommonJS 模块的支持，因此这种区别变得必要。如果没有明确的区别，Node.js 无法可靠地确定如何解释给定的 JavaScript 文件------无论是作为 CommonJS 模块还是 ES 模块。

Node.js 如何处理 .js 和 .mjs 文件

• .js 文件： 默认情况下，Node.js 将.js文件视为 CommonJS 模块。此行为与 Node.js 的历史使用一致，并确保与绝大多数现有 JavaScript 项目的向后兼容性。
• .mjs 文件： 具有扩展名的文件.mjs始终被 Node.js 视为 ES 模块。这种清晰的界限使开发人员能够毫无歧义地使用现代模块语法。

对开发人员的影响

双文件扩展系统要求开发人员注意如何构建和命名模块文件，特别是在可能使用两种模块系统的项目中。以下是一些影响：

• 明确性和清晰度： 使用.mjs可以提供清晰度，使其他开发人员立即清楚该文件是 ES 模块。这种明确性在混合代码库项目中特别有用。
• 配置简单： 在以 ES 模块为标准的项目中，采用扩展.mjs可以简化配置，因为无需进行额外的设置package.json或编译器/捆绑器设置来将.js文件视为 ESM。
• 兼容性注意事项： 虽然现代环境支持.mjs，但某些工具或旧环境可能不支持。开发人员在决定是否使用.mjs.

在扩展之间转换

将项目转换为使用.mjs文件或将.mjs文件集成到现有项目中可能涉及多个步骤，包括更新构建流程、确保与第三方工具的兼容性以及可能修改导入语句以反映新的文件扩展名。

解释 type中的 属性package.json

在 JavaScript 模块和不断发展的生态系统的背景下，type项目中的属性package.json在确定 Node.js 如何解释文件方面发挥着关键作用.js。此属性提供了一种为项目中的 JavaScript 文件设置默认模块系统（CommonJS 或 ES 模块）的方法。对于使用 Node.js 和 JavaScript 模块的开发人员来说，理解并正确设置此属性至关重要。

了解该type领域

type中的字段可以package.json有两个可能的值：

• "commonjs" type ：如果未指定字段，这是默认行为。通过此设置，.js文件将被视为 CommonJS 模块。此设置与 Node.js 的传统模块系统保持一致，并且向后兼容绝大多数 Node.js 项目。
• "module" ：当该type字段设置为"module"时，.js文件将被视为 ES 模块。此设置允许开发人员直接在文件中使用import语法，而无需使用扩展名。这对于专门使用 ES 模块语法的项目特别有用。export``.js``.mjs

对开发人员的影响

包含该type属性提供了灵活性，但也需要仔细考虑：

• 项目配置 ：该type设置影响.js项目中（或文件范围内package.json）所有文件的解释方式。错误地设置该值可能会导致模块解析错误或意外行为。
• 混合模块类型 ：在 CommonJS 和 ES 模块文件共存的项目中，开发人员需要注意设置type。例如，如果type设置为"module"，CommonJS 文件必须使用.cjs扩展名才能被正确视为 CommonJS 模块。
• 兼容性和工具 ：虽然该type领域受到 Node.js 的尊重，并且越来越多地受到 JavaScript 生态系统中工具的尊重，但开发人员应该验证与其工具链的兼容性，包括捆绑器、linter 和转译器。

实际例子

设置type字段package.json：

{
  "type": "module"
}

此配置告诉 Node.js 将.js项目中的所有文件视为 ES 模块。相反，将其设置为"commonjs"会将它们视为 CommonJS 模块。

使用实用指南import和require

import对于跨不同环境和模块系统工作的开发人员来说，了解 JavaScript 之间和JavaScript 中的区别require至关重要。本节提供了有关何时以及如何使用这两种方法进行模块导入的实用指南，包括动态导入的注意事项，动态导入充当 CommonJS 和 ES 模块之间的桥梁。

何时使用import

• ES 模块中的静态导入 ：用于import静态导入 ES 模块 (ESM)。此语法非常适合支持 ES 模块的前端代码和服务器端 JavaScript。它允许进行诸如树摇动之类的优化，并确保静态分析工具可以有效地分析依赖关系。

// Importing a single export from a module
import { fetchData } from './dataFetcher.mjs';

// Importing the default export
import express from 'express';

• ES 模块中的动态导入：对于需要有条件或异步加载模块的情况，ES 模块提供动态导入语法。这会返回一个承诺，使其适合在需要代码分割或延迟加载的应用程序中使用。

if (condition) {
  import('./module.mjs').then((module) => {
    module.doSomething();
  });
}

何时使用require

• CommonJS 环境 ：require是在 Node.js 应用程序和其他 CommonJS 环境中导入模块的传统方式。它是同步且简单的，使其适合从本地文件系统加载模块的服务器端应用程序。

const fs = require('fs');

const data = fs.readFileSync('/path/to/file.txt', 'utf8');

• 条件导入 import()：虽然现在许多环境都支持动态导入，require但仍然可以用于 CommonJS 模块中的同步条件导入。

let library;
if (condition) {
  library = require('library');
}

缩小差距：动态导入

动态导入 ( import()) 提供了一种强大的机制来弥合 CommonJS 和 ES 模块之间的差距。它们允许异步和有条件地加载代码，适合各种用例，例如模块的延迟加载或基于运行时检查的条件加载。

实用技巧

• 从 CommonJS 重构为 ES 模块 ：迁移项目时，首先将模块语法require从import.如果您希望用于ES 模块，这还可能涉及重命名文件.mjs或调整type属性。package.json``.js
• 混合模块系统 ：虽然可以在同一项目中混合使用import，require但通常建议坚持使用一个模块系统以保持一致性。如果需要混合，请明确边界，并尽可能使用动态导入将 CommonJS 模块加载到 ES 模块代码中。
• 工具和转译：现代 JavaScript 工具通常提供将 ES 模块语法转译为 CommonJS 的选项，以与旧环境兼容。 Babel 和 Webpack 等工具可以配置为无缝处理这两种模块类型。

过渡和兼容性策略

随着 JavaScript 生态系统稳步向 ES 模块 (ESM) 作为标准发展，许多开发人员面临着将项目从 CommonJS (CJS) 过渡到 ESM 的挑战。这种转变可以增强模块管理，实现树摇动，并使项目与不断发展的 Web 开发标准保持一致。然而，过渡需要仔细规划和执行，以避免常见的陷阱。以下是成功从 CJS 过渡到 ESM 以及保持混合模块系统项目中的兼容性的一些策略和技巧。

渐进过渡法

1. 评估您的项目的依赖关系：在开始过渡之前，评估您的项目的外部依赖关系是否支持 ESM。此步骤至关重要，因为 CJS 和 ESM 依赖项的混合可能会使转换变得复杂。
2. 从叶模块开始：从"叶"模块（不依赖于项目中其他模块的模块）开始过渡，并逐渐过渡到"根"模块（应用程序入口点依赖的模块） 。这种自下而上的方法可以最大限度地减少干扰。
3. 使用互操作性功能 ：Node.js 提供互操作性功能，将 CJS 模块导入到 ESM 中，反之亦然。利用import()将 CJS 模块动态导入到 ESM 代码中，并使用需要保持原样的 CJS 文件的.cjs扩展名或声明。package.json "type": "commonjs"

确保兼容性

1. 双包危险：请注意双包危险，其中一个包可能会以不同的形式（CJS 和 ESM）加载两次，从而导致错误和不一致。通过不混合不同格式的同一包的导入来避免这种情况。
2. 发布双包 ：如果您正在维护一个库，请考虑将其发布为双包，支持 CJS 和 ESM。这可以通过在 中指定"main"（对于 CJS）和"module"（对于 ESM）字段package.json并仔细组织源文件以确保兼容性来实现。
3. 跨环境测试：在所有目标环境（例如 Node.js、浏览器、捆绑器）中测试您的项目以确保兼容性。自动化测试工具和持续集成 (CI) 服务可以帮助简化此流程。

避免常见的陷阱

1. 混合模块语法：避免在同一模块中混合 CJS 和 ESM 语法，因为它可能导致混乱的行为和兼容性问题。每个文件坚持一种模块格式。
2. 动态导入语法 ：记住import()返回一个承诺。确保您的代码正确处理异步加载，尤其是在从同步调用进行重构时require()。
3. 工具支持：确保您的构建工具、linter 和其他开发工具支持 ESM。大多数现代工具都可以，但配置可能需要更新。

保持兼容性的技巧

1. 代码分割和延迟加载：对于 Web 项目，请使用同时支持 CJS 和 ESM 的打包程序，例如 Webpack 或 Rollup。它们可以帮助进行代码分割和延迟加载，从而提高应用程序性能。
2. 旧环境的转译：使用 Babel 或 TypeScript 将 ESM 代码转译为 CJS，以与不支持 ESM 的旧 JavaScript 环境兼容。
3. 文档和团队沟通：清楚地记录项目的模块系统和任何互操作性注意事项。让您的团队了解您为模块使用而采用的标准和实践。

结论

JavaScript 模块错综复杂的旅程------从它们的演变、CommonJS 和 ES 模块之间的差异、扩展.js与扩展的重要性，到中属性.mjs的战略使用，以及转换和兼容性的实用指南------强调了 JavaScript 的动态本质发展。这种探索不仅揭示了技术考虑因素，还揭示了开发人员必须做出的战略决策，以确保他们的项目高效、可维护且面向未来。type``package.json