RequireJs運行原理

時間 2019-12-09

原文原文鏈接

在require中，根據AMD(Asynchronous Module Definition)的思想，即異步模塊加載機制，其思想就是把代碼分爲一個一個的模塊來分塊加載，這樣無疑能夠提升代碼的重用。javascript

在整個require中，主要的方法就兩個：require和define，咱們先來聊聊requirehtml

require

require做爲主函數來引入咱們的「模塊」，require會從自身的的存儲中去查找對應的defined模塊，若是沒有找到，則這時這個模塊有能夠存在三種狀態：loading, enabling, defining，這裏有可能就疑惑了，爲何還會有這麼多狀態呢？java

這就是require中要注意的地方，若是模塊尚未被加載，那麼它的這三種狀態出現的時機是：node

loading
文件尚未加載完畢
enabling
對該模塊的依賴進行加載和模塊化
defining
對正在處理的模塊進行加載，並運行模塊中的callback

有同窗就問了，爲何會出現這麼多的狀態呢？js不是單線程操做嗎？拿過來直接加載不就完了嗎？哪來這麼多事呢。而這就是require的神奇之處，咱們先來瞅一瞅require的load方法的主要代碼：正則表達式

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標籤去拿js，細心的同窗會注意到node上設定了 async 屬性（異步加載script標籤），而且在標籤上綁定了load等事件，當文件loading完成後，則要作的主要工做是執行 completeLoad 事件函數，可是要注意的是這時候把script加載完成後，當即執行的是script標籤內部的內容，執行完後才觸發的 completeLoad事件，而在咱們的模塊裏面，必定要用define函數來對模塊進行定義，因此這裏咱們先穿插着來說講define幹了什麼數組

define亂入

define顧名思義是去定義一個模塊，它只是單純的去定義嗎？錯， 我不會告訴你define作了你想象不到的最神奇的事情 ，來瞅瞅define的代碼app

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]);
  }
};

這就是define函數，代碼不是不少，可是新奇的東西倒是有一個！！！那就是代碼中對 callback.toString() 文原本進行 正則匹配 ，哇，這是什麼鬼呢？咱們看看這兩個replace中的正則表達式是什麼樣的異步

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

第一個正則是用來支掉callback中的註釋的，而第二個正則是用來匹配callback.toString() 文本中的 require(.....) ，並將 ..... 這個字段push到queue中，這個方法是否是很變態？如今讓咱們來接着回到require的completeLoad 函數async

require迴歸

rquire的compeleteLoad函數又作了什麼呢？二話不說，扔一段代碼來看看：模塊化

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();
}

這個函數主要是去作了從queue中拿出來define裏push進去的字符串，並調用callGetModule 去調用模塊， callGetModule 又去作了什麼

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內部，有一個 defined 全局變量來儲存已經定義好的模塊，若是這個模塊目前沒有定義，那就再作下面的 makeModuleMap ，這個方法則是用來實現對當前module信息的組裝，並生成一個Map，它將會返回如下的值：

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

而後再去調用 getModule ，這也是require裏面來組裝module的主要方法，在require內部定義了 Module類 ，而這個方法則會爲當前的 ModuleMap ，其中包含了這個模塊的路徑等信息。這裏要注意的是getModule方法裏面擁有一個 基於全局context的registry變量 ，這裏則是用來保存根據ModuleMap來實例化的Module，並將其保存在了 registry 變量中（當即保存的Module只是一個空殼，後面實例中介紹），後面會介紹代碼的重用如何實現的。

咱們直接來看看Module類是長什麼樣的：

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一個Module後，使用init來對Module對象進行初始化，並主要傳入其的依賴數組和工廠化方法。這這麼多的方法裏，主要的兩個方法則是 enable 和 check 方法，這兩個方法是對方法，當init裏調用enable後，下來將要進行的就是一個不斷重複的過程，可是過程的主角在一直改變。

遞歸

上面說的這個過程那就是在初始化Model的時候去查找它的依賴，再去 用load方法異步地去請求依賴 ，而依賴又是一個個Module，又會再對本身自身的依賴的依賴進行查找。因爲這個過程都是異步進行的，因此都是經過事件監聽回調來完成調用的，咱們來舉下面的例子：

如

A 的依賴有 B C
B 的依賴有 C D
C 的依賴有 A B

這是一個很繞的例子，如A，B，C都有本身的方法，而咱們在實現時都互相調用了各自的方法，咱們姑且不討論這種狀況的現實性。

當若是我去 require("A") 時，require去查找 defined 中是否有A模塊，若是沒有，則去調用 makeModuleMap 來爲即將調用的模塊實例一個 ModuleMap 並加入到defined中，再用ModuleMap實例化一個 Module 加入到registry中，可是這時候的Module是一個空殼，它是隻存儲了一些模塊相關的依賴等，模塊裏的exports或者callback是尚未被嵌進來，由於這個文件根本沒有被加載呀！

註冊時觸發 Module.init 方法去異步加載文件(使用script)。加載完畢後，觸發A裏的define函數，define函數經過參數或callback裏查找A模塊須要的依賴，即B和C模塊，將B，C加入到A的依賴數組中。這時則觸發 completeLoad 函數，這時complete再去從queue中遍歷，調用 callGetModule 去查找B、C模塊，這時則會建立B和C模塊的ModuleMap，根據ModuleMap去實例化空殼Module，（ 調用異步load加載，再觸發define等，繼續查找依賴………… ），再接下來會作 checkLoaded ，咱們看看這個函數：

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;
}

這個函數對全部已在 registry 中的Module進行遍歷，並來判斷其是否已經完成了定義（定義是在 Module.check 函數裏完成的，定義完成後 ModuleMap.isDefined = true ，並將其從registry中刪除，其會將真正的模塊內容注入到對應的defined中），注意這裏有一個重要的地方， checkoutLoadTimeoutId 是一個間隔爲50ms的setTimeout函數，即當在加載的時候會不斷輪詢去查看全部模塊是否已經加載好了，由於全部的模塊都是異步進行加載的，因此這樣能夠徹底保證全部模塊進行徹底加載，並進行了過時設定。

接着上面的例子講，當加載B模塊時，會去查找A和C模塊，這時候A模塊是已經加載的，可是不能肯定C是否已經加載好，可是這時的C模塊空殼Module已經加入到了registry中，因此這時會像上面去輪詢C模塊是否加載， C模塊不加載好，是沒法對B模塊進行注入的，B模塊在這一階段還是那一個registry裏的空殼Module ，直至C模塊已經定義，B模塊的depCount成爲0，才能夠繼續運行去注入本身。在對模塊進行define的時候，用上了defining，是爲了防止內部的factory進行加工時，再去嘗試去define這個Module，就像一個圈同樣，掐斷了它。

這就是整個require工做的流程，其中主要使用了異步加載，因此讓這個思想變得異常的複雜，可是帶來的倒是性能上的優化，須要咱們注意的是：

在使用require時，咱們須要注意依賴包的引入，若是咱們把B的改爲 define("B",[],callback) ，這時 B是沒有callback依賴預讀 ，那麼咱們在引入A模塊的時候異步加載了B和C模塊，可是B模塊裏使用了C模塊的方法，這裏的B是直接運行的， 並不去檢測其的依賴包是否加載完畢 ，因此這時的B運行時碰到 require("C") 時，C模塊是否加載好是不肯定的，這時候代碼會不會出問題就是網速的問題了……………………

當心

咱們在使用時要當心define()的用法：

define(name, dependencies, callback)
將依賴寫在參數dependencies中，這樣require時會對裏面的依賴進行加載，加載完後纔會執行callback
define(name, callback)
直接在callback中require依賴，會對 callback.toString() 進行正則查找require(....) ，一樣加載查找出的全部依賴並加載完後執行callback
define(callback)
同上

使用時千萬不能在第一種狀況下直接require依賴，這樣並不能保障該模塊是否已被定義下執行了callback。

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