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技术 2022年11月23日
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本文将深度剖析require.js代码,为了是大家更高效、正确的去使用它,本文不会介绍require的基本使用!

概要


先来一个流程图来概要一下大概流程

在require中,根据AMD(Asynchronous Module Definition)的思想,即异步模块加载机制,其思想就是把代码分为一个一个的模块来分块加载,这样无疑可以提高代码的重用。

在整个require中,主要的方法就两个:require和define,我们先来聊聊require

require


require作为主函数来引入我们的“模块”,require会从自身的的存储中去查找对应的defined模块,如果没有找到,则这时这个模块有可以存在三种状态:loading, enabling, defining,这里有可能就疑惑了,为什么还会有这么多状态呢?

这就是require中要注意的地方,如果模块还没有被加载,那么它的这三种状态出现的时机是:

  1. loading

    文件还没有加载完毕

  2. enabling

    对该模块的依赖进行加载和模块化

  3. defining

    对正在处理的模块进行加载,并运行模块中的callback

有同学就问了,为什么会出现这么多的状态呢?js不是单线程操作吗?拿过来直接加载不就完了吗?哪来这么多事呢。而这就是require的神奇之处,我们先来瞅一瞅require的load方法的主要代码:

req.load = function (context, moduleName, url) {
var config = (context && context.config) || {},
node;
if (isBrowser) {
//create a async script element
node = req.createNode(config, moduleName, url); //add Events [onreadystatechange,load,error]
..... //set url for loading
node.src = url; //insert script element to head and start load
currentlyAddingScript = node;
if (baseElement) {
head.insertBefore(node, baseElement);
} else {
head.appendChild(node);
}
currentlyAddingScript = null; return node;
} else if (isWebWorker) {
.........
}
};req.createNode = function (config, moduleName, url) {
var node = config.xhtml ?
document.createElementNS('http://www.w3.org/1999/xhtml', 'html:script') :
document.createElement('script');
node.type = config.scriptType || 'text/javascript';
node.charset = 'utf-8';
node.async = true;
return node;
};

rquire使用的是script标签去拿js,细心的同学会注意到node上设定了async属性(异步加载script标签),并且在标签上绑定了load等事件,当文件loading完成后,则要做的主要工作是执行completeLoad事件函数,但是要注意的是这时候把script加载完成后,立即执行的是script标签内部的内容,执行完后才触发的completeLoad事件,而在我们的模块里面,一定要用define函数来对模块进行定义,所以这里我们先穿插着来讲讲define干了什么

define乱入


define顾名思义是去定义一个模块,它只是单纯的去定义吗?错,我不会告诉你define做了你想象不到的最神奇的事情,来瞅瞅define的代码

define = function (name, deps, callback) {
var node,
context; //do for multiple constructor
...... //If no name, and callback is a function, then figure out if it a
//CommonJS thing with dependencies.
if (!deps && isFunction(callback)) {
deps = [];
//Remove comments from the callback string,
//look for require calls, and pull them into the dependencies,
//but only if there are function args.
if (callback.length) {
callback
.toString()
.replace(commentRegExp, '')
.replace(cjsRequireRegExp, function (match, dep) {
deps.push(dep);
}); deps = (callback.length === 1 ? ['require'] : ['require', 'exports', 'module']).concat(deps);
}
} //If in IE 6-8 and hit an anonymous define() call, do the interactive work.
if (useInteractive) {
node = currentlyAddingScript || getInteractiveScript();
if (node) {
if (!name) {
name = node.getAttribute('data-requiremodule');
}
context = contexts[node.getAttribute('data-requirecontext')];
}
} //add to queue line
if (context) {
context.defQueue.push([name, deps, callback]);
context.defQueueMap[name] = true;
} else {
globalDefQueue.push([name, deps, callback]);
}
};

这就是define函数,代码不是很多,但是新奇的东西却是有一个!!!那就是代码中对callback.toString()文本来进行正则匹配,哇,这是什么鬼呢?我们看看这两个replace中的正则表达式是什么样的

commentRegExp = /(\/\*([\s\S]*?)\*\/|([^:]|^)\/\/(.*)$)/mg;
cjsRequireRegExp = /[^.]\s*require\s*\(\s*["']([^'"\s]+)["']\s*\)/g;

第一个正则是用来支掉callback中的注释的,而第二个正则是用来匹配callback.toString()文本中的require(.....),并将.....这个字段push到queue中,这个方法是不是很变态?现在让我们来接着回到require的completeLoad函数

require回归


rquire的compeleteLoad函数又做了什么呢?二话不说,扔一段代码来看看:

completeLoad : function (moduleName) {
var found,
args,
mod,
shim = getOwn(config.shim, moduleName) || {},
shExports = shim.exports; takeGlobalQueue();
while (defQueue.length) {
args = defQueue.shift();
if (args[0] === null) {
args[0] = moduleName;
//If already found an anonymous module and bound it
//to this name, then this is some other anon module
//waiting for its completeLoad to fire.
if (found) {
break;
}
found = true;
} else if (args[0] === moduleName) {
//Found matching define call for this script!
found = true;
} callGetModule(args);
}
context.defQueueMap = {}; //Do this after the cycle of callGetModule in case the result
//of those calls/init calls changes the registry.
mod = getOwn(registry, moduleName); if (!found && !hasProp(defined, moduleName) && mod && !mod.inited) {
if (config.enforceDefine && (!shExports || !getGlobal(shExports))) {
if (hasPathFallback(moduleName)) {
return;
} else {
return onError(makeError('nodefine',
'No define call for ' + moduleName,
null,
[moduleName]));
}
} else {
//A script that does not call define(), so just simulate
//the call for it.
callGetModule([moduleName, (shim.deps || []), shim.exportsFn]);
}
} checkLoaded();
}

这个函数主要是去做了从queue中拿出来define里push进去的字符串,并调用callGetModule去调用模块,callGetModule又去做了什么

function callGetModule(args) {
//Skip modules already defined.
if (!hasProp(defined, args[0])) {
getModule(makeModuleMap(args[0], null, true)).init(args[1], args[2]);
}
}

在require内部,有一个defined全局变量来储存已经定义好的模块,如果这个模块目前没有定义,那就再做下面的makeModuleMap,这个方法则是用来实现对当前module信息的组装,并生成一个Map,它将会返回以下的值:

return {
prefix : prefix,
name : normalizedName,
parentMap : parentModuleMap,
unnormalized : !!suffix,
url : url,
originalName : originalName,
isDefine : isDefine,
id : (prefix ?
prefix + '!' + normalizedName :
normalizedName) + suffix
};

然后再去调用getModule,这也是require里面来组装module的主要方法,在require内部定义了Module类,而这个方法则会为当前的ModuleMap,其中包含了这个模块的路径等信息。这里要注意的是getModule方法里面拥有一个基于全局context的registry变量,这里则是用来保存根据ModuleMap来实例化的Module,并将其保存在了registry变量中(立即保存的Module只是一个空壳,后面实例中介绍),后面会介绍代码的重用如何实现的。

我们直接来看看Module类是长什么样的:

Module = function (map) {
this.events = getOwn(undefEvents, map.id) || {};
this.map = map;
this.shim = getOwn(config.shim, map.id);
this.depExports = [];
this.depMaps = [];
this.depMatched = [];
this.pluginMaps = {};
this.depCount = 0;
};Module.prototype = {
//init Module
init : function (depMaps, factory, errback, options) {}, //define dependencies
defineDep : function (i, depExports) {}, //call require for plugins
fetch : function () {}, //use script to load js
load : function () {}, //Checks if the module is ready to define itself, and if so, define it.
check : function () {}, //call Plugins if them exist and defines them
callPlugin : function () {}, //enable dependencies and call defineDep
enable : function () {}, //register event
on : function (name, cb) {}, //trigger event
emit : function (name, evt) {}
}

new一个Module后,使用init来对Module对象进行初始化,并主要传入其的依赖数组和工厂化方法。这这么多的方法里,主要的两个方法则是enablecheck方法,这两个方法是对方法,当init里调用enable后,下来将要进行的就是一个不断重复的过程,但是过程的主角在一直改变。

递归


上面说的这个过程那就是在初始化Model的时候去查找它的依赖,再去用load方法异步地去请求依赖,而依赖又是一个个Module,又会再对自己自身的依赖的依赖进行查找。由于这个过程都是异步进行的,所以都是通过事件监听回调来完成调用的,我们来举下面的例子:

  • A 的依赖有 B C
  • B 的依赖有 C D
  • C 的依赖有 A B

这是一个很绕的例子,如A,B,C都有自己的方法,而我们在实现时都互相调用了各自的方法,我们姑且不讨论这种情况的现实性。

当如果我去require("A")时,require去查找defined中是否有A模块,如果没有,则去调用makeModuleMap来为即将调用的模块实例一个ModuleMap并加入到defined中,再用ModuleMap实例化一个Module加入到registry中,但是这时候的Module是一个空壳,它是只存储了一些模块相关的依赖等,模块里的exports或者callback是还没有被嵌进来,因为这个文件根本没有被加载呀!

注册时触发Module.init方法去异步加载文件(使用script)。加载完毕后,触发A里的define函数,define函数通过参数或callback里查找A模块需要的依赖,即B和C模块,将B,C加入到A的依赖数组中。这时则触发completeLoad函数,这时complete再去从queue中遍历,调用callGetModule去查找B、C模块,这时则会创建B和C模块的ModuleMap,根据ModuleMap去实例化空壳Module,(调用异步load加载,再触发define等,继续查找依赖…………),再接下来会做checkLoaded,我们看看这个函数:


function checkLoaded() {
var err,
usingPathFallback,
waitInterval = config.waitSeconds * 1000,
//It is possible to disable the wait interval by using waitSeconds of 0.
expired = waitInterval && (context.startTime + waitInterval) < new Date().getTime(),
noLoads = [],
reqCalls = [],
stillLoading = false,
needCycleCheck = true; //Do not bother if this call was a result of a cycle break.
if (inCheckLoaded) {
return;
} inCheckLoaded = true; //Figure out the state of all the modules.
eachProp(enabledRegistry, function (mod) {
var map = mod.map,
modId = map.id; //Skip things that are not enabled or in error state.
if (!mod.enabled) {
return;
} if (!map.isDefine) {
reqCalls.push(mod);
} if (!mod.error) {
//If the module should be executed, and it has not
//been inited and time is up, remember it.
if (!mod.inited && expired) {
if (hasPathFallback(modId)) {
usingPathFallback = true;
stillLoading = true;
} else {
noLoads.push(modId);
removeScript(modId);
}
} else if (!mod.inited && mod.fetched && map.isDefine) {
stillLoading = true;
if (!map.prefix) {
//No reason to keep looking for unfinished
//loading. If the only stillLoading is a
//plugin resource though, keep going,
//because it may be that a plugin resource
//is waiting on a non-plugin cycle.
return (needCycleCheck = false);
}
}
}
}); if (expired && noLoads.length) {
//If wait time expired, throw error of unloaded modules.
err = makeError('timeout', 'Load timeout for modules: ' + noLoads, null, noLoads);
err.contextName = context.contextName;
return onError(err);
} //Not expired, check for a cycle.
if (needCycleCheck) {
each(reqCalls, function (mod) {
breakCycle(mod, {}, {});
});
} if ((!expired || usingPathFallback) && stillLoading) {
//Something is still waiting to load. Wait for it, but only
//if a timeout is not already in effect.
if ((isBrowser || isWebWorker) && !checkLoadedTimeoutId) {
checkLoadedTimeoutId = setTimeout(function () {
checkLoadedTimeoutId = 0;
checkLoaded();
}, 50);
}
} inCheckLoaded = false;
}

这个函数对所有已在registry中的Module进行遍历,并来判断其是否已经完成了定义(定义是在Module.check函数里完成的,定义完成后ModuleMap.isDefined = true,并将其从registry中删除,其会将真正的模块内容注入到对应的defined中),注意这里有一个重要的地方,checkoutLoadTimeoutId是一个间隔为50ms的setTimeout函数,即当在加载的时候会不断轮询去查看所有模块是否已经加载好了,因为所有的模块都是异步进行加载的,所以这样可以完全保证所有模块进行完全加载,并进行了过期设定。

接着上面的例子讲,当加载B模块时,会去查找A和C模块,这时候A模块是已经加载的,但是不能确定C是否已经加载好,但是这时的C模块空壳Module已经加入到了registry中,所以这时会像上面去轮询C模块是否加载,C模块不加载好,是无法对B模块进行注入的,B模块在这一阶段仍是那一个registry里的空壳Module,直至C模块已经定义,B模块的depCount成为0,才可以继续运行去注入自己。在对模块进行define的时候,用上了defining,是为了防止内部的factory进行加工时,再去尝试去define这个Module,就像一个圈一样,掐断了它。

这就是整个require工作的流程,其中主要使用了异步加载,所以让这个思想变得异常的复杂,但是带来的却是性能上的优化,需要我们注意的是:

在使用require时,我们需要注意依赖包的引入,如果我们把B的改成define("B",[],callback),这时B是没有callback依赖预读,那么我们在引入A模块的时候异步加载了B和C模块,但是B模块里使用了C模块的方法,这里的B是直接运行的,并不去检测其的依赖包是否加载完毕,所以这时的B运行时碰到require("C")时,C模块是否加载好是不确定的,这时候代码会不会出问题就是网速的问题了……………………

小心


我们在使用时要小心define()的用法:

  • define(name, dependencies, callback)

    将依赖写在参数dependencies中,这样require时会对里面的依赖进行加载,加载完后才会执行callback

  • define(dependencies, callback)

    同上

  • define(name, callback)

    直接在callback中require依赖,会对callback.toString()进行正则查找require(....),同样加载查找出的所有依赖并加载完后执行callback

  • define(callback)

    同上

使用时千万不能在第一、二种情况下直接require依赖,这样并不能保障该模块是否已被定义下执行了callback

在使用后两种情况时,必须要注意的一点是,在require中对callback使用了callback.length判断,如果回调中没有加参数,则不会进行callback.toString()进行查找,所以我们在这两种情况使用时务必要加上参数,哪怕是没用的,如define(function(require){})

可以看出,require总是在自动的分析对模块的依赖并去加载它们,如果我们一次性在文件中都互相引入了所有模块,那就会使得整个模块化过程变得累赘不堪,就是说即使当前只需要两三个模块来完成页面,而其它很十几二十个模块都会被加载进来,虽然模块化达成了,但是效率却是下降了。所以在使用的使用我们要去智能地判断目前立即需要的模块,而非立即的模块我们可以在空闲时间进行加载,而并是不去影响主页面的加载和渲染这在实现单页面应用时及其重要

Finish.

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