深入浅出 ES Module

概述

在 JavaScript 模块化发展历程中,为解决全局变量污染,代码依赖管理等问题,先后出现了 CommonJS(CJS)、AMD、CMD、UMD、ES6 Module(ESM)五大主流方案。不同方案因设计目标、运行环境(浏览器 / Node)的差异,形成了各自的语法特性与生态定位。

其中ES6 Module是 ES6 官方定义的标准化模块化方案,旨在统一浏览器与服务器端的模块化语法,解决传统模块化方案(如 CommonJS、AMD)的碎片化问题。

核心特性

  • 静态化设计:模块的导入(import)与导出(export)声明必须在模块顶层,且导入导出的模块标识符(如文件路径)需是静态字符串,不能动态拼接(如 ·import('./' + path)· 是不允许的)。这一特性让 JavaScript 引擎在编译阶段就能分析模块依赖关系,实现 Tree-Shaking(摇树优化,剔除未使用的代码)。
  • 独立模块作用域:每个 ESM 模块都是一个独立的作用域,模块内声明的变量、函数、类默认不对外暴露,需通过export显式导出后,其他模块才能通过import导入使用,这样可以避免全局变量污染。
  • 值引用特性:ESM 导入的模块成员是 "值的引用"(而非 CommonJS 的值的拷贝),若导出模块修改了导出的变量(如导出一个 let 声明的变量并后续修改),导入模块会同步感知到变化(需注意:基础类型值若用const声明,因不可修改,不会有此特性)。
  • 异步加载 :在浏览器环境中,ESM 默认通过 <script type="module"> 标签异步加载(相当于给 <script> 加了defer属性),不会阻塞 HTML 解析,且模块加载完成后会按依赖顺序执行。

基础语法

导出(export)

  • 命名导出:导出多个独立的模块成员,导入时需用相同的名称接收(可通过as重命名);
  • 默认导出:每个模块最多只能有一个默认导出,导入时可自定义接收名称(无需加大括号)。
javascript 复制代码
// 模块A:moduleA.js
// 1. 命名导出(方式1:声明时导出)
export const name = 'ES6 Module';
export function add(a, b) {
  return a + b;
}

// 2. 命名导出(方式2:集中导出)
const age = 6;
const multiply = (a, b) => a * b;
export { age, multiply as multiplyFn }; // as重命名导出

// 3. 默认导出(方式1:直接导出)
export default class ModuleClass {
  constructor() {
    this.version = '1.0.0';
  }
}

// 4. 默认导出(方式2:先声明后导出)
const defaultObj = { type: 'module' };
export default defaultObj;

导入语法(import)

  • 导入命名成员:需用大括号包裹导入的成员名称,与导出名称一致(可通过as重命名);
  • 导入默认成员:无需大括号,可自定义接收名称;
  • 整体导入 :用 * as 模块名 导入整个模块的所有导出成员,访问时需通过 模块名.成员名 的方式;
  • 导入执行 :若导入模块仅需执行其代码(如执行初始化逻辑,无需使用其导出成员),可直接使用 import './moduleA.js'。'
javascript 复制代码
// 模块B:moduleB.js
// 1. 导入命名成员(原样接收)
import { name, add } from './moduleA.js';
console.log(name); // 输出:ES6 Module
console.log(add(2, 3)); // 输出:5

// 2. 导入命名成员(重命名接收)
import { age, multiplyFn as multiply } from './moduleA.js';
console.log(age); // 输出:6
console.log(multiply(2, 3)); // 输出:6

// 3. 导入默认成员(自定义名称)
import ModuleClass from './moduleA.js'; // 无需大括号
const instance = new ModuleClass();
console.log(instance.version); // 输出:1.0.0

// 4. 混合导入(命名成员+默认成员)
import ModuleClass, { name as moduleName } from './moduleA.js';
console.log(moduleName); // 输出:ES6 Module

// 5. 整体导入
import * as ModuleA from './moduleA.js';
console.log(ModuleA.name); // 输出:ES6 Module
console.log(ModuleA.add(2, 3)); // 输出:5
console.log(new ModuleA.default().version); // 输出:1.0.0(默认成员需通过.default访问)

// 6. 导入执行
import './moduleA.js'; // 仅执行moduleA.js的代码,不使用其导出成员

模块方案对比

CJS(CommonJS)

Node.js 原生支持的模块化方案,面向服务端,采用运行时动态加载,通过require导入、module.exports导出;

  • 设计目标
    ◦ 解决 Node.js 服务端模块依赖管理问题,避免全局变量污染;
    ◦ 基于文件即模块理念,每个文件是独立模块,通过module.exports暴露成员,require加载模块。
  • 特点
    • 运行时加载:运行时动态加载,代码执行到require语句时,才会读取目标文件、执行模块代码、返回module.exports对象;
    • 值传递:基础类型是值的拷贝, 对象类型则是引用传递,require时会将module.exports的属性值拷贝,后续导出模块修改基础类型值,导入模块不会同步变化;
    • 缓存模块:模块首次加载后,会缓存module.exports对象,后续require同一模块时,直接返回缓存结果,避免重复执行模块代码;
    • 运行环境:主要用于 Node.js,浏览器端需通过 Browserify、Webpack 等工具转换为全局变量或 ESM。

AMD(Asynchronous Module Definition)

面向浏览器端的异步模块化方案,解决浏览器加载模块时 "阻塞页面渲染" 问题,代表实现为 RequireJS;

  • 设计目标
    • 解决浏览器端同步加载模块阻塞页面渲染问题,通过异步方式加载模块,加载完成后执行回调函数;
    • 支持依赖前置(提前声明所有依赖),确保模块执行时依赖已加载完成。
  • 特点
    • 异步加载 : 通过 <script> 标签动态创建请求加载模块,加载完成后触发回调函数,不阻塞 HTML 解析与页面渲染;
    • 依赖前置:模块定义时需提前声明所有依赖,如define(['jquery'], ...),RequireJS 会先加载依赖模块,所有依赖加载完成后,再执行当前模块的工厂函数;
    • 运行环境:仅支持浏览器端,Node 端需通过amd-loader等工具转换;
    • 支持多种路径写法:支持相对路径(如./moduleA)、绝对路径(如/js/moduleA)、模块别名(如jquery)。

UMD(Universal Module Definition)

通用模块定义,兼容 ESM、CJS、AMD 三种方案,可在浏览器与 Node 端通用,主要用于第三方库发布。

  • 设计目标
    ◦ 解决第三方库需适配多模块方案的问题,使用一套代码就能够同时兼容 ESM、CJS、AMD 三种方案,可在浏览器与 Node 端通用,避免为不同模块方案单独发布代码,降低维护成本。
  • 特点
    • 多环境适配 :可在Node和浏览器端使用,检测方式为 typeof define === 'function' && define.amd 检测 AMD 环境,typeof module === 'object' && module.exports 检测 CJS 环境,否则降级为全局变量;

ESM(ES6 Module)

ES6 官方标准化方案,兼顾浏览器与 Node 端,采用编译时静态加载,支持 Tree-Shaking,通过 import/export 语法实现。

  • 设计目标
    • ES6 官方统一浏览器与 Node 端的模块化方案,解决传统方案碎片化问题;
    • 基于编译时静态加载设计,支持 Tree-Shaking。
  • 特点
    • 编译时静态加载:JavaScript 引擎在编译阶段分析模块依赖,构建依赖树,不执行模块代码,因为是静态编译的时候做了分析,所以很自然的支持 Tree Shaking。
    • 值的引用传递:导入的成员是对导出模块成员的引用,若导出模块修改非const变量,导入模块会同步变化。
    • 默认启用严格模式:禁止未声明的变量使用。