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CommonJS vs ESM：循环引用（Circular Dependency）的处理差异深度解析

各位开发者、架构师，以及对JavaScript模块化深感兴趣的朋友们，大家好！

今天，我将带领大家深入探讨一个在复杂应用开发中时常遇到的挑战：循环引用（Circular Dependency）。我们将聚焦于JavaScript生态中最主流的两种模块系统——CommonJS和ES Modules (ESM)——来剖析它们在处理循环引用时的核心差异、内在机制、潜在陷阱以及应对策略。理解这些差异，对于我们编写健壮、可维护的代码至关重要。

一、模块化与循环引用：问题的缘起

在现代JavaScript应用开发中，模块化是构建可伸缩、可维护代码库的基石。它允许我们将代码分割成独立的、可重用的单元，每个单元负责特定的功能。然而，当模块之间的依赖关系变得错综复杂时，一个棘手的问题就浮出水面：循环引用。

什么是循环引用？

简单来说，循环引用是指两个或多个模块之间形成了一个相互依赖的环路。最直接的形式是模块A依赖于模块B，而模块B又反过来依赖于模块A（A -> B -> A）。更复杂的情况可能涉及多个模块，例如A -> B -> C -> A。

为什么会出现循环引用？

  1. 设计不当或职责不清： 当模块的职责划分不清晰，或者两个模块过度耦合时，它们可能都试图拥有对方的某些功能或数据。
  2. 演进和重构： 在项目演进过程中，随着功能的增加和代码的重构，原有的清晰依赖关系可能被打破，不经意间引入循环。
  3. 共享工具或配置： 有时，两个看似独立的模块可能都需要访问一个共同的配置对象或工具函数，但如果这个共享模块又依赖于其中一个或两个模块，就可能形成循环。

循环引用为什么是问题？

循环引用不仅会使代码的逻辑难以理解和维护，更重要的是，它可能导致运行时错误，例如：

  • undefined 值的访问： 在模块初始化过程中，某个模块可能尝试访问另一个模块尚未完全导出的属性或函数。
  • 不完整的对象： 模块导出的对象在被其他模块引用时，可能尚未完成所有属性的初始化。
  • 无限递归： 如果处理不当，循环引用可能导致函数调用的无限递归。

理解了问题的本质，接下来我们就要深入 CommonJS 和 ESM 的内部，看看它们是如何应对这个挑战的。

二、CommonJS 与循环引用：快照机制的权衡

CommonJS 是 Node.js 环境下广泛使用的模块系统，它采用同步加载的方式。其核心机制是 require() 和 module.exports。

CommonJS 模块加载机制回顾

  1. 同步加载： 当一个模块调用 require() 另一个模块时，被请求的模块会立即被加载并执行，然后返回其 module.exports 对象。
  2. 模块缓存： 一旦模块被加载，其 module.exports 对象就会被缓存起来。后续对同一模块的 require() 调用将直接从缓存中返回，而不会重新执行模块代码。
  3. module.exports 对象： 每个模块都有一个 module.exports 对象。模块内的代码通过修改这个对象来导出内容。默认情况下，module.exports 是一个空对象 {}。

CommonJS 处理循环引用的机制：快照与不完整对象

CommonJS 在处理循环引用时，其策略是：当 require() 一个模块时，如果该模块已经在加载过程中（即它自身或其依赖链中的某个模块又反过来 require() 了当前模块），require() 不会等待该模块完全执行完毕，而是立即返回该模块 module.exports 对象当前已有的内容。这个“当前已有的内容”可以理解为一个“快照”。

这意味着，如果一个模块在导出其全部内容之前就被循环依赖的模块 require() 了，那么被 require() 的模块将得到一个不完整或部分初始化的对象。

我们通过一个例子来深入理解：

示例 1：CommonJS 循环引用

假设我们有三个文件：a.js、b.js 和 main.js。

a.js

console.log('a.js: 模块 A 开始加载');
const b = require('./b'); // A 依赖 B
console.log('a.js: 模块 A 收到 B 的导出:', b);

module.exports = {
  aProperty: 100,
  getBProperty: () => b.bProperty, // 延迟访问 bProperty
  getB: () => b // 延迟获取完整的 b
};
console.log('a.js: 模块 A 导出完成');

b.js

console.log('b.js: 模块 B 开始加载');
const a = require('./a'); // B 依赖 A
console.log('b.js: 模块 B 收到 A 的导出:', a);

module.exports = {
  bProperty: 200,
  getAProperty: () => a.aProperty, // 延迟访问 aProperty
  getA: () => a // 延迟获取完整的 a
};
console.log('b.js: 模块 B 导出完成');

main.js

console.log('main.js: 主入口开始');
const aModule = require('./a');
const bModule = require('./b');

console.log('main.js: 收到 A 的最终导出:', aModule);
console.log('main.js: 收到 B 的最终导出:', bModule);

// 尝试直接访问属性
console.log('main.js: aModule.aProperty:', aModule.aProperty); // 100
console.log('main.js: bModule.bProperty:', bModule.bProperty); // 200

// 尝试通过延迟函数访问属性
console.log('main.js: aModule.getBProperty():', aModule.getBProperty()); // 200
console.log('main.js: bModule.getAProperty():', bModule.getAProperty()); // 100

// 观察延迟获取的完整对象
const fullBFromA = aModule.getB();
const fullAFromB = bModule.getA();
console.log('main.js: A 内部拿到的 B:', fullBFromA);
console.log('main.js: B 内部拿到的 A:', fullAFromB);

执行流程分析：

  1. main.js 执行 require('./a')。
    • a.js 开始执行。
    • a.js 打印 a.js: 模块 A 开始加载。
    • a.js 执行 require('./b')。
  2. b.js 开始执行。
    • b.js 打印 b.js: 模块 B 开始加载。
    • b.js 执行 require('./a')。
    • 此处是关键： a.js 此时正在加载中。CommonJS 会返回 a.js 当前 module.exports 的内容。在 require('./b') 之后，a.js 还没有执行到 module.exports = { ... } 这一行，所以 a.js 的 module.exports 仍然是默认的 {}。
    • 因此，b.js 中的 const a = require('./a') 会得到 {}。
    • b.js 打印 b.js: 模块 B 收到 A 的导出: {}。
    • b.js 继续执行，设置 module.exports = { bProperty: 200, ... }。
    • b.js 打印 b.js: 模块 B 导出完成。
    • b.js 执行完毕，将 { bProperty: 200, ... } 返回给 a.js。
  3. a.js 继续执行。
    • a.js 中的 const b = require('./b') 得到了 { bProperty: 200, ... }。
    • a.js 打印 a.js: 模块 A 收到 B 的导出: { bProperty: 200, ... }。
    • a.js 继续执行，设置 module.exports = { aProperty: 100, ... }。
    • a.js 打印 a.js: 模块 A 导出完成。
    • a.js 执行完毕，将 { aProperty: 100, ... } 返回给 main.js。
  4. main.js 继续执行。
    • main.js 中的 const aModule = require('./a') 得到了 { aProperty: 100, ... }。
    • main.js 执行 const bModule = require('./b')。由于 b.js 已经被加载并缓存，所以直接返回其缓存的 module.exports 对象 { bProperty: 200, ... }。
    • main.js 打印最终结果。

输出结果：

main.js: 主入口开始
a.js: 模块 A 开始加载
b.js: 模块 B 开始加载
b.js: 模块 B 收到 A 的导出: {}
b.js: 模块 B 导出完成
a.js: 模块 A 收到 B 的导出: { bProperty: 200, getAProperty: [Function: getAProperty], getA: [Function: getA] }
a.js: 模块 A 导出完成
main.js: 收到 A 的最终导出: { aProperty: 100, getBProperty: [Function: getBProperty], getB: [Function: getB] }
main.js: 收到 B 的最终导出: { bProperty: 200, getAProperty: [Function: getAProperty], getA: [Function: getA] }
main.js: aModule.aProperty: 100
main.js: bModule.bProperty: 200
main.js: aModule.getBProperty(): 200
main.js: bModule.getAProperty(): 100
main.js: A 内部拿到的 B: { bProperty: 200, getAProperty: [Function: getAProperty], getA: [Function: getA] }
main.js: B 内部拿到的 A: {}

核心发现：

  • b.js 在加载过程中 require('./a') 时，得到的 a 是一个空对象 {}。
  • 尽管 a.js 最终导出了 { aProperty: 100, ... }，但这个完整的对象只在 main.js 收到，以及 a.js 内部在 require('./b') 之后才可用。
  • b.js 内部通过 getA() 访问到的 a 仍然是那个初始的空对象 {}。这意味着 b.js 内部如果直接访问 a.aProperty 会得到 undefined。

CommonJS 处理循环引用的优缺点：

  • 优点： 简单直接，易于理解。在多数情况下，它能确保程序不会因为死循环而崩溃，至少会返回一个不完整的对象。
  • 缺点：
    • 容易出现 undefined 错误： 如果模块在初始化阶段就尝试访问循环依赖模块的属性，而这些属性尚未被添加到 module.exports 中，就会得到 undefined。
    • 顺序敏感： 模块的加载顺序（谁先 require 谁）对最终的结果有显著影响，这使得代码的行为难以预测和调试。
    • 不完整的对象： 即使通过函数延迟访问，也需要非常小心地管理，因为函数内部引用的可能仍然是不完整或过时的对象快照。

缓解 CommonJS 循环引用的策略：

  1. 延迟访问： 将对循环依赖模块属性的访问封装在函数中，确保这些函数在所有模块都完成初始化之后再被调用。
  2. 导出函数而非对象： 如果可能，让模块导出函数而不是直接导出对象。函数可以在调用时才计算或获取依赖，从而避免早期访问 undefined。
  3. 部分导出： 避免使用 module.exports = { ... } 这种一次性导出的方式，而是逐步添加属性：module.exports.prop1 = value1; module.exports.prop2 = value2;。这样，在循环引用发生时，至少已经导出的属性是可用的。
  4. 重构： 这是最根本的解决方案。通过重新设计模块职责、引入事件系统或中间层来打破循环依赖。

三、ES Modules (ESM) 与循环引用：实时绑定机制的优势

ES Modules (ESM) 是 JavaScript 官方的模块系统，它在浏览器和现代 Node.js 环境中都得到了支持。ESM 采用静态加载和“实时绑定”（Live Bindings）的机制，这使其在处理循环引用时表现出与 CommonJS 截然不同的行为。

ESM 模块加载机制回顾

  1. 静态分析： ESM 在代码执行前进行模块解析和依赖分析，构建一个完整的模块依赖图。这使得工具可以在运行时之前进行优化和错误检查。
  2. 异步加载与同步执行： 模块的加载过程是异步的，但模块代码的执行顺序是同步且确定的。
  3. 模块实例： 每个模块只加载和执行一次，并生成一个模块实例。
  4. 实时绑定（Live Bindings）： 这是 ESM 最核心的特性之一。当一个模块 import 另一个模块的导出时，它并不是获取一个值的副本，而是获取一个指向原始导出变量的“实时绑定”或“引用”。这意味着如果导出模块中的变量值发生变化，导入模块中对应的绑定也会随之更新。

ESM 处理循环引用的机制：预解析与实时绑定

ESM 在检测到循环引用时，并不会像 CommonJS 那样简单地返回一个快照。相反，它会：

  1. 解析模块图： 首先，ESM 解析器会构建完整的模块依赖图，识别出所有循环。
  2. 模块实例化： 为图中的每个模块创建一个模块实例，其中包含其导出的所有变量的占位符（这些占位符最初是未初始化的）。
  3. 执行模块代码： 按照一个深度优先遍历的顺序执行模块代码。当一个模块 import 另一个模块的导出时，它会获得一个指向该导出变量的实时绑定。
    • 如果导入的变量尚未在导出模块中初始化，那么此时导入模块会看到 undefined。
    • 一旦导出模块执行到该变量的初始化语句，该变量的值就会被赋给其占位符，并且由于是实时绑定，所有导入该变量的模块都会自动反映这个最新值。

我们通过一个例子来深入理解：

示例 2：ESM 循环引用

假设我们有三个文件：a.mjs、b.mjs 和 main.mjs（注意 .mjs 扩展名或在 package.json 中配置 "type": "module"）。

a.mjs

// a.mjs
console.log('a.mjs: 模块 A 开始加载');
import { bProperty, getBProperty, getB } from './b.mjs'; // A 依赖 B

export let aProperty = 100; // 使用 let 才能被实时绑定更新
export const getBPropertyInA = () => {
  console.log('a.mjs: getBPropertyInA 调用，bProperty:', bProperty);
  return bProperty;
};
export const getBInA = () => {
  console.log('a.mjs: getBInA 调用，getB():', getB());
  return getB();
};

console.log('a.mjs: aProperty 初始化完成:', aProperty);
console.log('a.mjs: bProperty 在 A 中当前值:', bProperty); // 此时 bProperty 可能仍然是 undefined

b.mjs

// b.mjs
console.log('b.mjs: 模块 B 开始加载');
import { aProperty, getAPropertyInB, getAInB } from './a.mjs'; // B 依赖 A

export let bProperty = 200; // 使用 let 才能被实时绑定更新
export const getAPropertyInB = () => {
  console.log('b.mjs: getAPropertyInB 调用，aProperty:', aProperty);
  return aProperty;
};
export const getAInB = () => {
  console.log('b.mjs: getAInB 调用，getA():', getAInB()); // 注意：这里如果直接调用 getAInB 会导致无限递归
  return getAInB(); // 错误示例，应避免在模块初始化时直接调用循环依赖的函数
};

console.log('b.mjs: bProperty 初始化完成:', bProperty);
console.log('b.mjs: aProperty 在 B 中当前值:', aProperty); // 此时 aProperty 可能仍然是 undefined

main.mjs

// main.mjs
console.log('main.mjs: 主入口开始');
import { aProperty, getBPropertyInA, getBInA } from './a.mjs';
import { bProperty, getAPropertyInB } from './b.mjs'; // 移除 getAInB 的导入以避免错误

console.log('main.mjs: 收到 A 的最终导出: aProperty =', aProperty);
console.log('main.mjs: 收到 B 的最终导出: bProperty =', bProperty);

// 此时所有模块都已初始化完成，实时绑定应该已经更新
console.log('main.mjs: 调用 getBPropertyInA():', getBPropertyInA());
console.log('main.mjs: 调用 getAPropertyInB():', getAPropertyInB());

// 演示实时绑定更新
console.log('--- 实时绑定演示 ---');
// 假设 aProperty 在其他地方被修改（通常不推荐在模块外部修改导出的 let 变量，但用于演示）
// aProperty = 500; // 这行代码会报错，因为 import 的变量是只读的
// 要修改导出变量，必须在导出模块内部
// 为了演示，我们假设 a.mjs 内部有某个逻辑会修改 aProperty

// 我们可以通过一个函数来模拟在模块加载后，值被更新
// 假设 a.mjs 最终设置了一个函数来更新 aProperty
// 但更常见的是，当导入的是一个对象或class时，对象内部的属性可以在后期被修改。

// 对于基本类型（let），一旦导出模块完成执行，其值就确定了
// 但如果导入的是一个函数，并且这个函数依赖于另一个模块，那么在函数被调用时，它会获取最新的值。

// 演示函数实时绑定
console.log('n--- 函数实时绑定演示 ---');

// 假设我们有一个函数 foo 导出，它内部调用 bar
// 假设 bar 也导出，它内部调用 foo (但避免直接在初始化时调用)

// foo.mjs
/*
import { bar } from './bar.mjs';
export const foo = () => {
  console.log('foo.mjs: foo 被调用');
  // bar(); // 如果直接调用 bar，可能导致无限递归，除非有退出条件
};
*/

// bar.mjs
/*
import { foo } from './foo.mjs';
export const bar = () => {
  console.log('bar.mjs: bar 被调用');
};
*/

// main.mjs
/*
import { foo } from './foo.mjs';
import { bar } from './bar.mjs';
foo(); // 调用 foo，它内部会通过实时绑定调用 bar
bar(); // 调用 bar
*/

// 上述示例更好地展示了函数如何利用实时绑定：函数本身是固定的，但它所引用的变量或函数会是其最新的值。

执行流程分析：

  1. main.mjs 开始执行，import a.mjs 和 b.mjs。
    • ESM 解析器首先识别出 a.mjs 和 b.mjs 之间的循环。
    • 它会实例化这两个模块，为 aProperty 和 bProperty 创建占位符。
  2. 假设执行顺序先进入 a.mjs。
    • a.mjs 打印 a.mjs: 模块 A 开始加载。
    • a.mjs 执行 import { bProperty, ... } from './b.mjs';，此时 bProperty 绑定了一个指向 b.mjs 中 bProperty 占位符的引用。由于 b.mjs 尚未执行到 export let bProperty = 200;，所以此时 bProperty 在 a.mjs 内部的值是 undefined。
    • a.mjs 执行 export let aProperty = 100;。此时 a.mjs 的 aProperty 占位符被赋值为 100。
    • a.mjs 打印 a.mjs: aProperty 初始化完成: 100。
    • a.mjs 打印 a.mjs: bProperty 在 A 中当前值: undefined。
    • a.mjs 执行完毕。
  3. 接下来，执行 b.mjs。
    • b.mjs 打印 b.mjs: 模块 B 开始加载。
    • b.mjs 执行 import { aProperty, ... } from './a.mjs';，此时 aProperty 绑定了一个指向 a.mjs 中 aProperty 占位符的引用。因为 a.mjs 已经执行到 export let aProperty = 100;，所以 aProperty 在 b.mjs 内部的值是 100。
    • b.mjs 执行 export let bProperty = 200;。此时 b.mjs 的 bProperty 占位符被赋值为 200。
    • 由于 a.mjs 中 bProperty 的绑定是实时的，它现在会自动更新为 200。
    • b.mjs 打印 b.mjs: bProperty 初始化完成: 200。
    • b.mjs 打印 b.mjs: aProperty 在 B 中当前值: 100。
    • b.mjs 执行完毕。
  4. main.mjs 继续执行。
    • 所有模块都已初始化完毕。main.mjs 打印最终结果。
    • 当 main.mjs 调用 getBPropertyInA() 时，a.mjs 内部的 bProperty 已经通过实时绑定更新为 200，所以会返回正确的值。
    • 当 main.mjs 调用 getAPropertyInB() 时，b.mjs 内部的 aProperty 也已经通过实时绑定更新为 100，所以会返回正确的值。

输出结果：

main.mjs: 主入口开始
a.mjs: 模块 A 开始加载
a.mjs: aProperty 初始化完成: 100
a.mjs: bProperty 在 A 中当前值: undefined
b.mjs: 模块 B 开始加载
b.mjs: bProperty 初始化完成: 200
b.mjs: aProperty 在 B 中当前值: 100
main.mjs: 收到 A 的最终导出: aProperty = 100
main.mjs: 收到 B 的最终导出: bProperty = 200
main.mjs: 调用 getBPropertyInA():
a.mjs: getBPropertyInA 调用，bProperty: 200
200
main.mjs: 调用 getAPropertyInB():
b.mjs: getAPropertyInB 调用，aProperty: 100
100

核心发现：

  • 在模块初始化阶段，如果导入的变量尚未在导出模块中初始化，它确实会是 undefined。
  • 关键是： 一旦导出模块初始化了该变量，所有导入它的模块中的绑定都会自动更新为最新值。这意味着你可以在模块代码执行完毕后，通过函数等方式安全地访问这些相互依赖的值。
  • ESM 的实时绑定解决了 CommonJS 中“快照”导致的不完整对象问题，特别是对于函数、类和动态更新的变量。

ESM 处理循环引用的优缺点：

  • 优点：
    • 实时绑定： 提供了更健壮的循环引用处理机制。导入的模块最终会得到正确的、完整的导出值，只要在值初始化之后才尝试使用。
    • 更少 undefined 错误： 对于函数和类，只要它们在被调用时其依赖项已经初始化，就不会有问题。
    • 静态分析： 模块图在编译时就已确定，有助于工具检测潜在问题和优化。
  • 缺点：
    • 初始化阶段仍需谨慎： 尽管有实时绑定，但在模块自身的顶层作用域中，如果尝试直接使用一个尚未初始化的循环依赖变量，仍然会得到 undefined。
    • 无限递归的风险： 如果循环依赖的函数在模块初始化阶段就互相调用，仍然可能导致无限递归，例如 b.mjs 中的 getAInB 错误示例。
    • default 导出： 对于 default export 的对象字面量，其行为可能更接近 CommonJS 的快照，因为 default 导出的通常是一个值，而不是一个变量的实时绑定。例如 export default { a: someVar }，如果 someVar 在导出时是 undefined，那么导入方得到的对象中的 a 就会是 undefined。

四、CommonJS 与 ESM 循环引用处理差异对比

为了更直观地理解两者的差异，我们用表格进行总结：

特性 / 机制 CommonJS (CJS) ES Modules (ESM)
加载方式 同步加载 (Runtime) 异步加载，但执行顺序是同步且预先确定 (Parse time)
导出机制 module.exports 是一个可变对象 export 关键字创建具名或默认导出，是变量的绑定（引用）
导入机制 require() 返回一个值的副本（快照） import 关键字导入的是变量的实时绑定（引用）
循环引用处理 返回正在加载模块的 module.exports 当前状态（快照或不完整对象） 返回实时绑定。导入的变量会先是 undefined，待导出模块初始化后，绑定会自动更新为正确值。
undefined 风险 较高。直接访问不完整对象属性会得到 undefined。 较低。在模块初始化时直接访问可能得到 undefined，但一旦导出模块完成初始化，后续访问会得到正确值。函数和类尤其受益。
顺序敏感性 较高。require() 调用的顺序会影响结果。 较低。模块图在执行前确定，但模块内代码执行顺序仍影响变量初始化时机。
调试复杂度 较高。快照行为难以追踪。 较低。实时绑定更易于推理。
适用场景 Node.js 环境，动态 require，遗留代码。 浏览器及现代 Node.js，静态导入，编译时优化。

核心差异点深入：

  1. 快照 vs. 实时绑定： 这是 CommonJS 和 ESM 在处理循环引用时最根本的区别。CommonJS 就像拍了一张照片，记录下那一刻 module.exports 的状态。而 ESM 则像建立了一个实时监控，始终指向原始变量，一旦原始变量更新，监控也随之更新。
  2. 同步 vs. 静态分析： CommonJS 的同步加载和按需执行，导致其在循环中只能提供一个“预备”或“半成品”的导出。ESM 的静态分析能力允许它提前构建整个模块图，并知晓哪些是循环引用，从而能更好地安排执行顺序和管理绑定。
  3. module.exports 对象 vs. 具名绑定： CommonJS 导出的是一个对象，你可以替换这个对象 (module.exports = {}) 或者修改其属性 (module.exports.foo = bar)。ESM 导出的是具名绑定，导入方得到的是一个只读的引用，不能直接修改。这使得 ESM 的模块结构更加稳定和可预测。

五、管理循环引用的实用策略

尽管 CommonJS 和 ESM 在处理循环引用方面有所不同，但一个共同的真理是：循环引用通常是代码设计上的“坏味道”（Code Smell）。理想情况下，我们应该尽量避免它们。当无法完全避免时，我们需要有策略地管理它们。

1. 架构重构：从根本上解决问题

这是处理循环引用的最佳方法，因为它解决了问题的根源，而不是仅仅缓解症状。

  • 提取共享逻辑/反向依赖： 找出导致循环的公共功能或数据，将其提取到一个独立的、不依赖于任何一方的“核心”或“工具”模块中。然后，原先循环依赖的模块都转而依赖这个新模块。
    • 示例： User 和 Order 都需要一个 Logger。如果 Logger 又依赖 User 或 Order，就成了循环。正确的做法是 Logger 不依赖任何业务模块，User 和 Order 都依赖 Logger。
  • 事件驱动/发布-订阅模式： 使用事件系统解耦模块。A 模块完成某项操作后，发布一个事件；B 模块监听这个事件并执行相应的逻辑。这样，A 不直接依赖 B，B 也不直接依赖 A。
  • 依赖注入 (Dependency Injection, DI)： 将模块所需的依赖项作为参数传递给它，而不是让模块内部自行 require() 或 import。这使得依赖关系更加明确，并且更容易在外部（通常是应用的入口点）管理和控制，从而打破模块间的直接循环。
  • 单一职责原则 (Single Responsibility Principle, SRP)： 确保每个模块只负责一个明确的功能。当模块职责过于庞大或模糊时，更容易引入不必要的循环依赖。

2. 延迟访问与函数封装 (CommonJS 尤其适用)

如前所述，CommonJS 的快照机制意味着如果直接访问属性，可能会得到 undefined。

  • 将属性访问封装在函数中： 
    // a.js
let b;
module.exports = {
  getPropertyB: () => b.someProperty // 只有当 getPropertyB 被调用时，b 才可能完整
};
b = require('./b'); // 在 module.exports 之后 require

    这种方式利用了 JavaScript 的闭包和运行时特性，确保在函数执行时，b 引用的是一个最终完整的对象。

  • 在 module.exports 之后进行 require： 尽管不是万能药，但有时将 require 语句放在 module.exports 之后，可以确保当前模块的 module.exports 至少先被初始化，从而避免循环依赖的模块得到一个空对象。但这可能导致当前模块内部对循环依赖的模块的访问仍然是延迟的。

3. 利用 ESM 的实时绑定 (ESM 专属)

ESM 的实时绑定虽然强大，但仍需注意：

  • 避免在模块顶层作用域直接使用未初始化的循环依赖变量： 尽管绑定会更新，但在模块执行期间，如果变量尚未被赋值，它就是 undefined。
  • 小心无限递归： 如果两个函数在模块初始化阶段就直接通过循环依赖互相调用，会进入无限递归。确保函数调用发生在模块完全加载并初始化之后（例如，通过事件触发、用户操作或主入口文件协调）。
  • 默认导出对象字面量的限制： 如果你 export default { foo: bar }，而 bar 是一个循环依赖且在 export 语句执行时是 undefined，那么导入方得到的 foo 就会是 undefined，并且不会随着 bar 后续的初始化而更新，因为它是一个值，而不是一个变量绑定。

4. 统一入口文件或协调器

在应用启动时，可以有一个主入口文件（或一个专门的协调器模块）来 require/import 所有模块。然后，它负责将各个模块连接起来，将必要的依赖传递给它们。这有助于将模块间的直接循环依赖转化为由入口文件协调的单向依赖。

5. 工具和静态分析

  • ESLint 插件： 例如 eslint-plugin-import 提供了 no-cycle 规则，可以在编译时检测出循环依赖并发出警告或错误。
  • 依赖图可视化工具： madge 或 dependency-cruiser 等工具可以分析你的代码库，生成模块依赖图，帮助你直观地发现和理解循环依赖。

六、对理解的深化

循环引用是模块化编程中一个经典而复杂的问题。它并非无法解决，但其处理方式深刻地体现了 CommonJS 和 ESM 在设计哲学上的根本差异：

  • CommonJS 的运行时动态性： CommonJS 模块系统的设计更偏向于 Node.js 服务端的同步文件系统操作。它的循环引用处理机制是务实的，提供一个“当前最好”的快照，将后续的完整性问题留给开发者去解决，通常通过延迟访问来弥补。
  • ESM 的静态分析与未来导向： ESM 从一开始就考虑到了浏览器环境和优化，强调静态分析和确定性。实时绑定是其强大之处，它承诺了最终的一致性，即使在初始化过程中暂时不可用，但最终会更新。这使得 ESM 在处理函数和类这种需要完整上下文才能执行的导出时，表现得更为优雅。

无论使用哪种模块系统，理解其底层机制是关键。当你在 CommonJS 项目中遇到 undefined 错误时，你应该立刻想到可能是快照导致的不完整对象。当你在 ESM 项目中看到一个变量在初始化时是 undefined，但在后续调用中却正常时，你应该理解这是实时绑定的功劳。

最终，避免和管理循环引用的最佳实践，总是倾向于更好的代码架构和设计。模块化是为了降低耦合，提高内聚，而循环引用恰恰是这种目标的违背。通过深入理解模块系统的行为，我们可以更好地设计出清晰、可维护、无循环依赖的现代 JavaScript 应用。

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