javascript框架设计读书笔记之模块加载系统

模块加载，其实就是把js分成很多个模块，便于开发和维护。因此加载很多js模块的时候，需要动态的加载，以便提高用户体验。

在介绍模块加载库之前，先介绍一个方法。

动态加载js方法：

代码如下:

function loadJs(url , callback){
　　var node = document.createElement("script");
      node[window.addEventListener ? "onload":"onreadystatechange"] = function(){
            if(window.addEventListener || /loaded|complete/i.test(node.readyState)){
　　　　　　callback();
　　　　　　node.onreadystatechange = null;
　　　　}                                                                            
　　}
　　node.onerror = function(){};
     node.src = url;
　　var head = document.getElementsByTagName("head")[0];
　　head.insertBefore(node,head.firstChild);     //插入到head的第一个节点前，防止ie6下head标签没闭合前，使用appendChild报错。　
}

由于司徒正美使用了它写的mass框架来介绍模块加载，而业界用的最多的是require.js和sea.js。因此，我觉得他个性有点强。

我来讲下sea.js的模块加载过程吧：

页面chaojidan.jsp，在head标签中，引入sea.js，这时就会得到seajs对象。

同时引入index.js。

index.js的代码如下：

代码如下:

seajs.use(['./a','jquery'],function(a,$){
    var num = a.a;
    $('#J_A').text(num);
})

a.js :

代码如下:

define(function(require,exports,module){
    var b = require('./b');
    var a = function(){
        return 1 + parseInt(b.b());
    }
    exports.a = a;
})

b.js :

代码如下:

define(function(require,exports,module){
   var c = require('./c');

var b = function(){
        return 2 + parseInt(c.c());
    }
    exports.b = b;
})

c.js :

代码如下:

define(function(require,exports,module){
    var c = function(){
        return 3;
    }
    exports.c = c;
})

由上可知，a模块依赖b，b依赖c.

当程序进入到index.js，seajs将调用use方法。

代码如下:

seajs.use = function(ids, callback) {
　　globalModule._use(ids, callback)
}

说明： globalModule 为seajs初始化时（引入sea.js时），Module的实例 var globalModule = new Module(util.pageUri, STATUS.COMPILED)
此时 ids -> ['./a','jquery']， callback -> function(a,$){var num = a.a;$('#J_A').text(num);}

接下来将调用 globalModule._use(ids, callback)

代码如下:

Module.prototype._use = function(ids, callback) {　　
　　var uris = resolve(ids, this.uri);      //解析['./a','jquery']
    this._load(uris, function() {    //把解析出来的a，jquery模块的地址[url1,url2]，调用_load方法。
      　　　　　　　　　　//util.map : 让数据成员全部执行一次一个指定的函数，并返回一个新的数组，该数组为原数组成员执行回调后的结果
      var args = util.map(uris, function(uri) {

return uri ? cachedModules[uri]._compile() : null;//如果存在url，就调用_compile方法。
　　　})
 　　 if (callback) { callback.apply(null, args) }　
　　})
   }

因为调用_load方法后，会出现两个回调函数，因此我们将function(a,$){var num = a.a;$('#J_A').text(num);}标志为callback1,
把this._load(uris, function() { })回调方法标志为callback2. 
resolve方法就是解析模块地址的，这里我就不细讲了。
最终var uris = resolve(ids, this.uri)中 的uris被解析成了['http://localhost/test/SEAJS/a.js','http://localhost/test/SEAJS/lib/juqery/1.7.2/juqery-debug.js']，模块路径解析已经完毕。

而接下来将执行this._load

代码如下:

// _load()方法主要会先判断哪些资源文件还没有ready，如果全部资源文件都处于ready状态就执行callback2
  // 在这其中还会做循环依赖的判断，以及对没有加载的js执行加载
  Module.prototype._load = function(uris, callback2) {　　
　　//util.filter : 让数据成员全部执行一次一个指定的函数，并返回一个新的数组，该数组为原数组成员执行回调后返回为true的成员
    //unLoadedUris是那些没有被编译的模块uri数组
    var unLoadedUris = util.filter(uris, function(uri) {
      //返回执行函数布尔值为true的成员，在uri存在并且在内部变量cacheModules中不存在或者它在存储信息中status的值小于STATUS.READY时返回true
      // STATUS.READY值为4，小于四则可能的情况是获取中，下载中。
      return uri && (!cachedModules[uri] ||
          cachedModules[uri].status < STATUS.READY)
    });  　　
　　//如果uris中的模块全部都ready好了，执行回调并退出函数体（这时就会调用模块的_compile方法了）。
　　var length = unLoadedUris.length
　　if (length === 0) { callback2() return }
　　//还未加载的模块个数
    var remain = length
    //创建闭包，尝试去加载那些没有加载的模块
    for (var i = 0; i < length; i++) {
      (function(uri) {
        //判断如果在内部变量cachedModules里面并不存在该uri的存储信息则实例化一个Module对象
        var module = cachedModules[uri] ||
            (cachedModules[uri] = new Module(uri, STATUS.FETCHING))
        //如果模块的状态值大于等于2，也就意味着模块已经被下载好并已经存在于本地了，这个时候执行onFetched()
        //否则则调用fetch(uri, onFetched) ，尝试下载资源文件，资源文件下载后会触发onload，onload中会执行回调onFetched的方法。
        module.status >= STATUS.FETCHED ? onFetched() : fetch(uri, onFetched)
        function onFetched() {
          module = cachedModules[uri]
          //当模块的状态值为大于等于STATUS.SAVED的时候，也就意味着该模块所有的依赖信息已经被拿到
          if (module.status >= STATUS.SAVED) {
            //getPureDependencies：得到不存在循环依赖的依赖数组
            var deps = getPureDependencies(module)
            //如果依赖数组不为空
            if (deps.length) {
              //再次执行_load()方法，直到全部依赖加载完成后执行回调
              Module.prototype._load(deps, function() {
                cb(module)
              })
            }
            //如果依赖数组为空的情况下，直接执行cb(module)
            else {
              cb(module)            
            }
          }
          // 如果获取失败后，比如404或者不符合模块化规范
          //在这种情形下，module.status会维持在 FETCHING 或者 FETCHED
          else {
            cb()
          }
        }
      })(unLoadedUris[i])
    }
    // cb 方法 - 加载完所有模块执行回调
    function cb(module) {
      // 如果module的存储信息存在，那么修改它的module存储信息中的status的值，修改为 STATUS.READY
      module && (module.status = STATUS.READY)
      // 只有当所有模块加载完毕后执行回调。
      --remain === 0 && callback2()
    }
  }
}

这里unLoadedUris的数组长度为2 ，['http://localhost/test/SEAJS/a.js','http://localhost/test/SEAJS/lib/juqery/1.7.2/juqery-debug.js']，所以 接下来会产生两个以 js路径为名称的闭包。

以http://localhost/test/SEAJS/a.js为例
接下来 ： 首先会创建一个Module：

代码如下:

cachedModules('http://localhost/test/SEAJS/a.js') = new Module('http://localhost/test/SEAJS/a.js',1)
module.status >= STATUS.FETCHED ? onFetched() : fetch(uri, onFetched)

因为此时a模块并没有加载 所以接下来将会执行 fetch(uri, onFetched) 即fetch('http://localhost/test/SEAJS/a.js',onFetched)。

代码如下:

function fetch(uri, onFetched) {
    // 根据map中的规则替换uri为新的请求地址
    var requestUri = util.parseMap(uri)
    // 首先在已获取列表中查找是否含有requestUri记录
    if (fetchedList[requestUri]) {
      // 这个时候将原始uri的module存储信息刷新到通过map重定义的requestUri上
      cachedModules[uri] = cachedModules[requestUri]
      // 执行onFetched 并返回，意味着模块已经获取成功了
      onFetched()
      return
    }
    //在获取列表中查询 requestUri 的存储信息
    if (fetchingList[requestUri]) {
      //在callbacklist中加入该uri对应下的callback，并返回
      callbackList[requestUri].push(onFetched)    //如果正在获取中，就把此模块的onFetched回调方法push进数组中，并返回。
      return
    }
    // 如果尝试获取的模块都未出现在fetchedList和fetchingList中，则分别在请求列表和回调列表中添加其信息
    fetchingList[requestUri] = true
    callbackList[requestUri] = [onFetched]
    // Fetches it
    Module._fetch(
        requestUri,
        function() {
          fetchedList[requestUri] = true
          // Updates module status
          // 如果 module.status 等于 STATUS.FECTCHING ,则修改module状态为FETCHED
          var module = cachedModules[uri]
          if (module.status === STATUS.FETCHING) {
            module.status = STATUS.FETCHED
          }
          if (fetchingList[requestUri]) {
            delete fetchingList[requestUri]
          }
          // Calls callbackList 统一执行回调
          if (callbackList[requestUri]) {
            util.forEach(callbackList[requestUri], function(fn) {
              fn()    //fn就是模块a对应的onFeched方法。
            })
            delete callbackList[requestUri]
          }
        },
        config.charset
    )
  }

接下来 将会执行 Module._fetch()，这里的回调函数我们称作为callback3.

此方法就是调用loadJs方法动态下载a.js文件。（因为有a和jquery，所以会新建两个script）,这里有一个疑问，新建a的script，并添加到head中，就会下载js文件，但是在seajs中，并没有下载，而是等jquery的script建立好，并添加到head中，才会下载（谷歌调试器设断点，一直显示pending等待中）。这是为毛？
（推荐看这里：http://ux.sohu.com/topics/50972d9ae7de3e752e0081ff，这里我说下额外的问题，大家可能知道为什么我们要少用table来布局，因为table在呈现树布局的时候，需要多次计算，而div只需要一次。同时，美的电商面试官告诉我：table需要全部解析完才会显示出来，而div解析多少就显示多少。经查证table中如果有tbody标签，就会按照tbody来分段显示。因此在IE6,7,8中，如果你用innerHTML来创建一个"<table></table>"，会自动在里面添加<tbody></tbody>。）。
下载成功后，就会解析执行，执行的是define方法。这里会先执行a模块的代码。
define(id,deps,function(){})方法解析

代码如下:

//define 定义 ,id : 模块id , deps : 模块依赖 , factory
  Module._define = function(id, deps, factory) {
　　 //解析依赖关系 // 如果deps不是数组类型，同时factory是函数
　　 if (!util.isArray(deps) && util.isFunction(factory)) { // 函数体内正则匹配require字符串，并形成数组返回赋值给deps
　　　　 deps = util.parseDependencies(factory.toString())
　　 }
　　//设置元信息
　　 var meta = { id: id, dependencies: deps, factory: factory }　
　　 if (document.attachEvent) {
　　　　 // 得到当前script的节点
　　　　 var script = util.getCurrentScript()
　　　　　　 // 如果script节点存在
　　　　 if (script) {
　　　　　　　　 // 得到原始uri地址
　　　　　　　　 derivedUri = util.unParseMap(util.getScriptAbsoluteSrc(script)) }
　　　　　　　　 if (!derivedUri) {
　　　　　　　　　　　　 util.log('Failed to derive URI from interactive script for:', factory.toString(), 'warn')
　　　　　　　　 }
　　　　 }
　.........
 }

define首先会对factory执行一个判断 ，判断它是否为一个函数（原因是因为define内也可以包括文件，对象）

如果是函数 ， 那么 就会通过factory.toString()，得到函数，并通过正则匹配得 a.js的依赖，并把依赖保存在 deps 中

对于 a.js 而言， 它的依赖 是 b.js 所以 deps为 ['./b']

并对 a.js 的信息进行保存 var meta = { id: id, dependencies: deps, factory: factory }

针对a.js meta = { id : undefined , dependencies : ['./b'] , factory : function(xxx){xxx}}

在 ie 6-9 浏览器中可以拿到当前运行js的路径 但是在标准浏览器中 ，这不可行 ，所以暂时先把元信息赋值给anonymousModuleMeta = meta。

然后触发onload，这时就会调用回调方法callback3，此回调方法就会修改当前回调模块（a.js）的状态值,将其设置为 module.status = STATUS.FETCHED。

再接下来 ,将统一 执行回调队列 callbackList 中的 a.js所对应的回调,也就是onFetched。

onFetched方法会检查a模块是否有依赖模块，因为a依赖于b，所以对模块a所依赖的b.js 执行_load()。

会去下载b模块，这时会先执行jquery的define方法。因为jquery没依赖模块，所以onload回调后。onFetched调用cb方法。

当b按照a一样的过程实现后，就会下载c模块。最终c,b,a模块都下载执行define，并onload结束后，也会调用cb方法，（先c,再b，后c）

所有模块都为ready之后，就会调用callback2方法。
最终回调到callback2,执行a和jquery模块的_compile方法：

首先编译a.js模块，模块a的function执行，因为a里面有require(b.js)，因此会去执行b模块的function.
模块 a 的function开始执行
模块 b 的function开始执行
模块 c 的function开始执行
模块 c 的function执行完毕
模块 b 的function执行完毕
模块 a 的function执行完毕

最后执行jquery的function。

编译结束后，就执行callback1,就可以使用a和jquery对象了。

PS：seajs版本已经更新，现在没有_compile方法了。（大家自行去看，我也要去看下）

接着讲下seajs的模块编译_compile过程。

首先是a.js的编译

代码如下:

Module.prototype._compile = function() {
126     var module = this         
127     // 如果该模块已经编译过，则直接返回module.exports
128     if (module.status === STATUS.COMPILED) {
129       return module.exports
130     }
133     //  1. the module file is 404.
134     //  2. the module file is not written with valid module format.
135     //  3. other error cases.
136     // 这里是处理一些异常情况，此时直接返回null
137     if (module.status < STATUS.SAVED && !hasModifiers(module)) {
138       return null
139     }
140     // 更改模块状态为COMPILING，表示模块正在编译
141     module.status = STATUS.COMPILING
142
143     // 模块内部使用，是一个方法，用来获取其他模块提供（称之为子模块）的接口，同步操作
144     function require(id) {
145       　　// 根据id解析模块的路径
146       　　var uri = resolve(id, module.uri)
147       　　// 从模块缓存中获取模块（注意，其实这里子模块作为主模块的依赖项是已经被下载下来的）
148       　　var child = cachedModules[uri]
149
150       　　// Just return null when uri is invalid.
151       　　// 如果child为空，只能表示参数填写出错导致uri不正确，那么直接返回null
152       　　if (!child) {
153         　　return null
154       　　}
155
156       　　// Avoids circular calls.
157       　　// 如果子模块的状态为STATUS.COMPILING，直接返回child.exports，避免因为循环依赖反复编译模块
158       　　if (child.status === STATUS.COMPILING) {
159         　　return child.exports
160       　　}
161       　　// 指向初始化时调用当前模块的模块。根据该属性，可以得到模块初始化时的Call Stack.
162       　　child.parent = module
163       　　// 返回编译过的child的module.exports
164       　　return child._compile()
165     }
166     // 模块内部使用，用来异步加载模块，并在加载完成后执行指定回调。
167     require.async = function(ids, callback) {
168       module._use(ids, callback)
169     }
170     // 使用模块系统内部的路径解析机制来解析并返回模块路径。该函数不会加载模块，只返回解析后的绝对路径。
171     require.resolve = function(id) {
172       return resolve(id, module.uri)
173     }
174     // 通过该属性，可以查看到模块系统加载过的所有模块。
175     // 在某些情况下，如果需要重新加载某个模块，可以得到该模块的 uri, 然后通过 delete require.cache[uri] 来将其信息删除掉。这样下次　　　　　　　　　　使用时，就会重新获取。
176     require.cache = cachedModules
177
178     // require是一个方法，用来获取其他模块提供的接口。
179     module.require = require
180     // exports是一个对象，用来向外提供模块接口。
181     module.exports = {}
182     var factory = module.factory
183
184     // factory 为函数时，表示模块的构造方法。执行该方法，可以得到模块向外提供的接口。
185     if (util.isFunction(factory)) {
186       compileStack.push(module)
187       runInModuleContext(factory, module)
188       compileStack.pop()
189     }
190     // factory 为对象、字符串等非函数类型时，表示模块的接口就是该对象、字符串等值。
191     // 如：define({ "foo": "bar" });
192     // 如：define('I am a template. My name is {{name}}.');
193     else if (factory !== undefined) {
194       module.exports = factory
195     }
196
197     // 更改模块状态为COMPILED，表示模块已编译
198     module.status = STATUS.COMPILED
199     // 执行模块接口修改，通过seajs.modify()
200     execModifiers(module)
201     return module.exports
202   }

代码如下:

if (util.isFunction(factory)) {
186       compileStack.push(module)
187       runInModuleContext(factory, module)
188       compileStack.pop()
189     }

这里就是把module.export进行初始化。runInModuleContext方法：

代码如下:

// 根据模块上下文执行模块代码
489   function runInModuleContext(fn, module) {
490     // 传入与模块相关的两个参数以及模块自身
491     // exports用来暴露接口
492     // require用来获取依赖模块（同步）（编译）
493     var ret = fn(module.require, module.exports, module)
494     // 支持返回值暴露接口形式，如：
495     // return {
496     //   fn1 : xx
497     //   ,fn2 : xx
498     //   ...
499     // }
500     if (ret !== undefined) {
501       module.exports = ret
502     }
503   }

执行a.js中的function方法，这时会调用var b = require("b.js"),
require方法会返回b的compile方法的返回值，b模块中又有var c = require('c.js')。
这时会调用c的compile方法，然后调用c的function，c中，如果要暴露对象，或者是return 对象c，则模块c的exports = c。或者直接是module.export = c；总之最后会返回module c.export = c;所以var c = module c.export = c,模块b中，就可以使用变量c调用模块c中的c对象的方法和属性。
以此类推，最终a模块也能调用b模块中b对象的属性和方法。
不管什么模块，只要使用了module.export = xx模块，其他模块就可以使用require("xx模块")，调用xx模块中的各种方法了。
最终模块的状态会变成module.status = STATUS.COMPILED。

代码如下:

Module.prototype._use = function(ids, callback) {　　
　　var uris = resolve(ids, this.uri);      //解析['./a','jquery']
    this._load(uris, function() {    //把解析出来的a，jquery模块的地址[url1,url2]，调用_load方法。
      　　　　　　　　　　//util.map : 让数据成员全部执行一次一个指定的函数，并返回一个新的数组，该数组为原数组成员执行回调后的结果
      var args = util.map(uris, function(uri) {

return uri ? cachedModules[uri]._compile() : null;//如果存在url，就调用_compile方法。
　　　})
 　　 if (callback) { callback.apply(null, args) }　
　　})
   }

这时args = [module a.export, module jquery.export];

代码如下:

seajs.use(['./a','jquery'],function(a,$){
    var num = a.a;
    $('#J_A').text(num);
})

这时function中的a和$就是module a.export和module jquery.export。

因为本人现在在研究jquery源码和jquery框架设计，因此共享一些经验：
jquery源码，我在网上看了很多解析，看着看着就看不下去了。意义不大，推荐妙味课堂的jquery源码解析。

司徒正美的javascript框架设计，个人觉得难度大，但是精读后，你就是高级前端工程师了。

玉伯的sea.js，我建议去学习，去用，毕竟是中国人自己做的。我们公司新的项目或者重构，都会使用seajs来做。

接下来就是模块化handbars以及mvc的backbone或者mvvm的angular的源码精读。这里我希望有人给我提建议，看什么书，看什么网站，看什么视频能够快速的学习。