AMD、CMD和Common规范

1.名词解释
AMD：Asynchronous Modules Definition异步模块定义，提供定义模块及异步加载该模块依赖的机制。
CMD：Common Module Definition 通用模块定义，提供模块定义及按需执行模块

RequireJS 遵循 AMD（异步模块定义）规范，Sea.js 遵循 CMD （通用模块定义）规范。规范的不同，导致了两者 API 不同。

2. 提前执行：提前异步并行加载
优点：尽早执行依赖可以尽早发现错误；缺点：容易产生浪费
3. 延迟执行：延迟按需加载
优点：减少资源浪费 缺点：等待时间长、出错时间延后

2.1 AMD与CMD代码模式

AMD代码模式-运行策略

define(['./a', './b'], function(a, b) { //运行至此，a.js和b.js已经下载完成 a模块和b模块已经执行完，直接可用；
    a.doing();
    // 此处省略500行代码
    b.doing();
});

CMD代码模式-运行策略

define(function(require, exports, module) {
     var a = require("./a"); //等待a.js下载、执行完
     a.doing();
     // 此处省略500行代码
     var b = require("./b"); //依赖就近书写
     b.doing();
});

3. AMD 的 API 默认是一个当多个用，CMD 的 API 严格区分，推崇职责单一。比如 AMD 里，require 分全局 require 和局部 require，都叫 require。CMD 里，没有全局 require，而是根据模块系统的完备性，提供 seajs.use 来实现模块系统的加载启动。CMD 里，每个 API 都简单纯粹。

方案 | 优势 | 劣势 | 特点
AMD | 速度快 | 会浪费资源 | 预先加载所有的依赖，直到使用的时候才执行
CMD | 只有真正需要才加载依赖 | 性能较差 | 直到使用的时候才定义依赖

它们除了希望放在浏览器作为loader也能够放在服务端，提供加载功能。在我看来，AMD擅长在浏览器端、CMD擅长在服务器端。这是因为浏览器加载一个功能不像服务器那么快，有大量的网络消耗。所以一个异步loader是更接地气的。

或者，干脆使用YUI3的模块机制，在上线前进行压制。把互相依赖的模块压在一个文件中。

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每一个卓越的思想都有一份朴实的代码实现。所以无论AMD与CMD都要面临以下几个问题：

　　1、模块式如何注册的，define函数都做了什么？

　　2、他们是如何知道模块的依赖？

　　3、如何做到异步加载？尤其是seajs如何做到异步加载延迟执行的？

　　辩证法第一规律：事物之间具有有机联系。AMD与CMD都借鉴了CommonJs，宏观层面必有一致性，比如整体处理流程：

　　模块的加载解析到执行过程一共经历了6个步骤：

　　1、由入口进入程序

　　2、进入程序后首先要做的就是建立一个模块仓库（这是防止重复加载模块的关键），JavaScript原生的object对象最为适合，key代表模块Id，value代表各个模块，处理主模块

　　3、向模块仓库注册一模块，一个模块最少包含四个属性：id（唯一标识符）、deps（依赖项的id数组）、factory（模块自身代码）、status（模块的状态：未加载、已加载未执行、已执行等），放到代码中当然还是object最合适

　　4、模块即是JavaScript文件，使用无阻塞方式（动态创建script标签）加载模块

scriptElement= document.createElement('script');
scriptElement.src = moduleUrl;
scriptElement.async = true;
scriptElement.onload = function(){.........};
document.head.appendChild(scriptElement);

　　5、模块加载完毕后，获取依赖项（amd、cmd区别），改变模块status，由statuschange后，检测所有模块的依赖项。

　　由于requirejs与seajs遵循规范不同，requirejs在define函数中可以很容易获得当前模块依赖项。而seajs中不需要依赖声明，所以必须做一些特殊处理才能否获得依赖项。方法将factory作toString处理，然后用正则匹配出其中的依赖项，比如出现require(./a)，则检测到需要依赖a模块。

　　同时满足非阻塞和顺序执行就需要需要对代码进行一些预处理，这是由于CMD规范和浏览器环境特点所决定的。

　　6、如果模块的依赖项完全加载完毕（amd中需要执行完毕，cmd中只需要文件加载完毕，注意这时候的factory尚未执行，当使用require请求该模块时，factory才会执行，所以在性能上seajs逊于requirejs），执行主模块的factory函数；否则进入步骤3.

AMD规范定义了一个自由变量或者说是全局变量 define 的函数

define( id?, dependencies?, factory );

    第一个参数 id 为字符串类型，表示了模块标识，为可选参数。若不存在则模块标识应该默认定义为在加载器中被请求脚本的标识。如果存在，那么模块标识必须为顶层的或者一个绝对的标识。

    第二个参数，dependencies ，是一个当前模块依赖的，已被模块定义的模块标识的数组字面量。

    第三个参数，factory，是一个需要进行实例化的函数或者一个对象。

创建模块标识为 alpha 的模块，依赖于 require， export，和标识为 beta 的模块  

1. define("alpha", [ "require", "exports", "beta" ], function( require, exports, beta ){
2. export.verb = function(){
3. return beta.verb();
4. // or:
5. return require("beta").verb();
6. }
7. });

    一个返回对象字面量的异步模块

1. define(["alpha"], function( alpha ){
2. return {
3. verb : function(){
4. return alpha.verb() + 1 ;
5. }
6. }
7. });

    无依赖模块可以直接使用对象字面量来定义

1. define( {
2. add : function( x, y ){
3. return x + y ;
4. }
5. } );

require();

在 AMD 规范中的 require 函数与一般的 CommonJS中的 require 不同。由于动态检测依赖关系使加载异步，对于基于回调的 require 需求强烈。

局部 与 全局 的require

    局部的 require 需要在AMD模式中的 define 工厂函数中传入 require。

1. define( ['require'], function( require ){
2. // ...
3. } );
4. or：
5. define( function( require, exports, module ){
6. // ...
7. } );

    局部的 require 需要其他特定的 API 来实现。

    全局的 require 函数是唯一全局作用域下的变量，像 define一样。全局的 require 并不是规范要求的，但是如果实现全局的 require函数，那么其需要具有与局部 require 函数 一样的以下的限定：

    1. 模块标识视为绝对的，而不是相对的对应另一个模块标识。

    2. 只有在异步情况下，require的回调方式才被用来作为交互操作使用。因为他不可能在同步的情况下通过 require(String) 从顶层加载模块。

    依赖相关的API会开始模块加载。如果需要有互操作的多个加载器，那么全局的 reqiure 应该被加载顶层模块来代替。

1. require(String)
2. define( function( require ){
3. var a = require('a'); // 加载模块a
4. } );
5. require(Array, Function)
6. define( function( require ){
7. require( ['a', 'b'], function( a,b ){ // 加载模块a b 使用
8. // 依赖 a b 模块的运行代码
9. } );
10. } );
11. require.toUrl( Url )
12. define( function( require ){
13. var temp = require.toUrl('./temp/a.html'); // 加载页面
14. } );

define 和 require 这两个定义模块，调用模块的方法合称为AMD模式，定义模块清晰，不会污染全局变量，清楚的显示依赖关系。AMD模式可以用于浏览器环境并且允许非同步加载模块，也可以按需动态加载模块。

 

在CMD中，一个模块就是一个文件，格式为：

    define( factory );

全局函数define，用来定义模块。

    参数 factory  可以是一个函数，也可以为对象或者字符串。

    当 factory 为对象、字符串时，表示模块的接口就是该对象、字符串。

    定义JSON数据模块：

1. define({ "foo": "bar" });

    通过字符串定义模板模块：

1. define('this is {{data}}.');

    factory 为函数的时候，表示模块的构造方法，执行构造方法便可以得到模块向外提供的接口。

1. define( function(require, exports, module) {
2. // 模块代码
3. });

define( id?, deps?, factory );

    define也可以接受两个以上的参数，字符串id为模块标识，数组deps为模块依赖：

1. define( 'module', ['module1', 'module2'], function( require, exports, module ){
2. // 模块代码
3. } );

    其与 AMD 规范用法不同。

require 是 factory 的第一个参数。

    require( id );

    接受模块标识作为唯一的参数，用来获取其他模块提供的接口：

1. define(function( require, exports ){
2. var a = require('./a');
3. a.doSomething();
4. });

    require.async( id, callback? );

    require是同步往下执行的，需要的异步加载模块可以使用 require.async 来进行加载：

1. define( function(require, exports, module) {
2. require.async('.a', function(a){
3. a.doSomething();
4. });
5. });

    require.resolve( id )

    可以使用模块内部的路径机制来返回模块路径，不会加载模块。

    exports 是 factory 的第二个参数，用来向外提供模块接口。

1. define(function( require, exports ){
2. exports.foo = 'bar'; // 向外提供的属性
3. exports.do = function(){}; // 向外提供的方法
4. });

    当然也可以使用 return 直接向外提供接口。

1. define(function( require, exports ){
2. return{
3. foo : 'bar', // 向外提供的属性
4. do : function(){} // 向外提供的方法
5. }
6. });

    也可以简化为直接对象字面量的形式:

1. define({
2. foo : 'bar', // 向外提供的属性
3. do : function(){} // 向外提供的方法
4. });

与nodeJS中一样需要注意的是，一下方式是错误的：

1. define(function( require, exports ){
2. exports = {
3. foo : 'bar', // 向外提供的属性
4. do : function(){} // 向外提供的方法
5. }
6. });

    需要这么做

1. define(function( require, exports, module ){
2. module.exports = {
3. foo : 'bar', // 向外提供的属性
4. do : function(){} // 向外提供的方法
5. }
6. });

   传入的对象引用可以添加属性，一旦赋值一个新的对象，那么之前传递进来的对象引用就会失效了。开始之初，exports 是作为 module.exports 的一个引用存在，一切行为只有在这个引用上 factory 才得以正常运行，赋值新的对象后就会断开引用，exports就只是一个新的对象引用，对于factory来说毫无意义，就会出错。

    module 是factory的第三个参数，为一个对象，上面存储了一些与当前模块相关联的属性与方法。

        module.id 为模块的唯一标识。

        module.uri 根据模块系统的路径解析规则得到模块的绝对路径。

        module.dependencies 表示模块的依赖。

        module.exports 当前模块对外提供的接口。

CommonJS
这种方式通过一个叫做require的方法，同步加载依赖，然后返导出API供其它模块使用，一个模块可以通过exports或者module.exports导出API。CommonJS规范中，一个单独的文件就是一个模块。每一个模块都是一个单独的作用域，在一个文件中定义的变量，都是私有的，对其他文件是不可见的。
Well
服务端模块可以很好的复用
这种风格的模块已经很多了，比如npm上基本上都是这种风格的module
简单易用
Less Well
加载模块是同步的，所以只有加载完成才能执行后面的操作
多个模块不能并行加载
像Node.js主要用于服务器的编程，加载的模块文件一般都已经存在本地硬盘，所以加载起来比较快，不用考虑异步加载的方式，所以CommonJS规范比较适用。但如果是浏览器环境，要从服务器加载模块，这是就必须采用异步模式。所以就有了 AMD 、CMD 的解决方案。

CommonJS规范

 CommonJS是在浏览器环境之外构建JavaScript生态系统为目标产生的项目，比如服务器和桌面环境中。CommonJS规范是为了解决JavaScript的作用域问题而定义的模块形式，

可以使每个模块在它自身的命名空间中执行。该规范的主要内容是：模块必须通过  module.exports导出对外的变量或接口，通过require()来导入其他模块的输出到当前模块。

例子：

1. // moduleA.js
2. module.exports = function( value ){
3. return value * 2;
4. }

1. // moduleB.js
2. var multiplyBy2 = require('./moduleA');
3. var result = multiplyBy2(4);

CommonJS是同步加载模块，但其实也有浏览器端的实现，其原理是将所有模块都定义好并通过id进行索引，这样就可以浏览器进行解析了
 服务器端的Node.js遵循CommonJS规范。核心思想是允许模块通过require 方法来同步加载所要依赖的其他模块，然后通过 exports或module.exports来导出需要暴露的接口。

1. require("module");
2. require("../file.js");
3. exports.doStuff = function() {};
4. module.exports = someValue;

优点：

• 服务器端便于重用
• NPM中已经将近20w个模块包
• 简单并容易使用

缺点：

• 同步的模块方式不适合不适合在浏览器环境中，同步意味着阻塞加载，浏览器资源是异步加载的
• 不能非阻塞的并行加载多个模块

AMD

AMD规范其实只有一个主要接口 define(id,dependencies,factory)，它要在声明模块的时候指定所有的依赖dependencies，并且还要当做形参传到factory中，对于依赖的模块提前执行，依赖前置

1. define("module", ["dep1", "dep2"], function(d1, d2) {
2. return someExportedValue;
3. });
4. require(["module", "../file"], function(module, file) { /* ... */ });

优点：

• 适合在浏览器环境异步加载
• 并行加载多个模块

缺点：

• 提高开发成本，代码阅读和书写比较困难
• 不符合通用的模块思维方式，是一种妥协的实现

CMD

CMD规范和AMD相似，尽量保持简单，并且与CommonJS和NodeJS的Modules规范保持了很大的兼容性。

1. define(function(require, exports, module) {
2. var $ = require('jquery');
3. var Spinning = require('./spinning');
4. exports.doSomething = ...
5. module.exports = ...
6. })

优点：

• 依赖就近，延迟执行
• 很容易在node中运行

缺点：

• 依赖SPM打包，模块的加载逻辑偏重