以下是关于 CommonJS 和 ECMAScript Modules(ESM)的详细对比分析,包含底层原理和示例说明:
🧩 核心差异对比表
| 特性 | CommonJS | ES Modules | 
|---|---|---|
| 来源 | Node.js 社区规范 | ECMAScript 语言标准 | 
| 加载方式 | 动态加载(运行时解析) | 静态加载(编译时解析) | 
| 加载环境 | Node.js 原生支持 | 浏览器原生支持,Node.js需开启 --experimental-modules(v13.2+已稳定) | 
| 语法格式 | require()/module.exports | import/export | 
| 加载行为 | 同步加载 | 异步加载 | 
| 模块解析 | 文件路径需完整 | 支持 bare module 说明符(需要导入映射) | 
| 变量访问 | 修改原始导出对象 | 绑定只读引用 | 
| 循环引用处理 | 部分加载(未完成的状态) | 引用预解析(存在TDZ) | 
| 顶层作用域 | 模块内 this指向module.exports | 顶层 this为undefined | 
| 静态分析 | 不支持 Tree-shaking | 支持 Tree-shaking 优化 | 
📦 底层加载机制差异(图示)
CommonJS 运行时解析流程
            
            
              bash
              
              
            
          
          1. 执行代码 → 2. 构建模块对象 → 3. 按需加载依赖 → 4. 包裹成函数执行Module Wrapper 伪代码:
            
            
              javascript
              
              
            
          
          function (exports, require, module, __filename, __dirname) {
  // 用户代码在此执行
  module.exports = ...;
}ESM 预解析流程
            
            
              bash
              
              
            
          
          1. 解析阶段 → 2. 建立模块关系图 → 3. 编译阶段 → 4. 实例化 → 5. 执行代码关键特性:
- 模块记录(Module Record):存储导入/导出关系
- 实时绑定(Live Bindings):导出值变化会同步到导入方
🛠️ 代码示例对比
模块导出差异
            
            
              javascript
              
              
            
          
          // CommonJS 动态修改
exports.a = 1;        // ⇨ { a: 1 }
module.exports = { b: 2 };  // 最终导出 { b: 2 }
// ESM 绑定不可变
export let count = 0;
export function increment() {
  count++;  // 所有导入模块都会看到更新后的值
}循环依赖处理
            
            
              javascript
              
              
            
          
          // commonjs/a.js
console.log('a开始');
exports.done = false;
const b = require('./b');  // 此时b尚未完成加载
console.log('在a中,b.done =', b.done);
exports.done = true;
console.log('a结束');
// commonjs/b.js
console.log('b开始');
exports.done = false;
const a = require('./a');  // 此时a导出{done: false}
console.log('在b中,a.done =', a.done);
exports.done = true;
console.log('b结束');
            
            
              bash
              
              
            
          
          # 执行结果:
a开始 → b开始 → 在b中,a.done = false → b结束 → 在a中,b.done = true → a结束⚡ 现代项目中的互操作性
混合使用解决方案
            
            
              javascript
              
              
            
          
          // 在 ESM 中引入 CJS
import cjsModule from './commonjs-module.cjs';
// 在 CJS 中引入 ESM(需异步)
const esModule = await import('./es-module.mjs');Package.json 配置
            
            
              json
              
              
            
          
          {
  "type": "module",       // 默认使用ESM
  "main": "./index.cjs",  // CJS入口
  "exports": {
    "import": "./esm/index.js",   // ESM入口
    "require": "./cjs/index.js"   // CJS入口
  }
}🔧 转译工具处理原理(以Babel为例)
            
            
              bash
              
              
            
          
          # 转换步骤示例
ESM → 解析为AST → 检测import/export → 替换为require语法 → 添加helper函数示例转换效果:
            
            
              javascript
              
              
            
          
          // 原始ESM
import { readFile } from 'fs';
export const data = readFile('./file.txt');
// 转换后CommonJS
const { readFile } = require('fs');
exports.data = readFile('./file.txt'); 🚀 性能优化差异
- 
CommonJS 优化难点 - 无法预知依赖关系,阻碍并行加载
- 动态表达式导致死代码难以消除
 javascriptrequire(condition ? 'a' : 'b'); // 无法静态分析
- 
ESM 优化空间 javascript// webpack利用静态分析实现的特性 import(/* webpackPrefetch: true */ './chart'); // 预取 import(/* webpackChunkName: "utils" */ './utils'); // 分块命名
🌐 浏览器支持情况
| 浏览器 | ESM支持版本 | 
|---|---|
| Chrome | 61+ | 
| Firefox | 60+ | 
| Safari | 10.1+ | 
| Edge | 16+ | 
            
            
              html
              
              
            
          
          <!-- 浏览器直接使用ESM -->
<script type="module" src="app.js"></script>💡 选用建议
- 
Node.js 服务端 - 新项目 > Node 14:优先使用ESM
- 旧项目迁移:逐步替换关键模块
 
- 
前端工程 - 统一使用ESM(配合webpack等打包工具)
- 第三方库需提供ESM版本(通过package.json的module字段)
 
- 
工具库开发 bash# 推荐双模式发布 lib/ ├── esm/ # ESM版本(支持Tree-shaking) ├── cjs/ # CommonJS版本 └── index.d.ts # 类型声明
两种模块系统在JavaScript生态中仍将长期共存,理解其底层机制有助于更高效地处理模块化问题。随着Node.js对ESM支持的完善,未来ESM会成为主流选择,但CommonJS仍将在老项目中持续存在。