探讨 JavaScript ES6 Module (ESM) 的静态性 (Static Nature) 如何促进 Tree Shaking (摇树优化)，以及与 CommonJS 的本质区别。

好嘞，各位观众老爷们，咱们今天来聊聊JavaScript模块化这档子事儿，尤其是ES6 Module (ESM) 那个静态性，怎么就跟摇树优化（Tree Shaking）勾搭上了，还顺便diss一下CommonJS老前辈。准备好瓜子饮料小板凳，咱们开讲啦！

开场白：模块化那点事儿

话说啊，在JavaScript的世界里，代码越来越多，功能越来越复杂，要是没有个好的组织方式，那代码就跟一堆乱麻似的，让人头大。所以，模块化就应运而生了。模块化就是把代码拆分成一个个独立的模块，每个模块负责一部分功能，模块之间可以相互引用，这样代码就更清晰、易于维护了。

在JavaScript发展史上，涌现出了各种模块化方案，比如：

原始人的方案： 直接把代码写在<script>标签里，简单粗暴，但污染全局变量，容易冲突，维护起来简直是噩梦。
CommonJS： Node.js采用的模块化方案，用require导入模块，module.exports导出模块。
AMD (Asynchronous Module Definition)： 为浏览器环境设计的异步模块加载方案，用define定义模块，require导入模块。
UMD (Universal Module Definition)： 兼容CommonJS和AMD的模块化方案。
ES6 Module (ESM)： ES6（ECMAScript 2015）推出的官方模块化方案，用import导入模块，export导出模块。

今天咱们重点聊ESM，因为它在Tree Shaking方面有着独特的优势。

第一幕：静态性，ESM的独门绝技

要说ESM最牛的地方，就是它的静态性（Static Nature）。啥叫静态性？简单来说，就是在编译时就能确定模块之间的依赖关系。这跟CommonJS的动态性（Dynamic Nature）形成了鲜明对比。

CommonJS的require是运行时执行的，也就是说，只有在代码运行到require语句时，才能知道要加载哪个模块。这就导致工具无法在编译时分析模块之间的依赖关系。

ESM的import和export语句是静态声明，在编译时就能确定模块的依赖关系。编译器可以扫描代码，分析出哪些模块被导入，哪些模块被导出，以及模块之间的依赖关系。

举个栗子：

// CommonJS (dynamic)
const moduleName = process.env.NODE_ENV === 'production' ? './prod-module' : './dev-module';
const myModule = require(moduleName); // 运行时才能确定加载哪个模块

// ESM (static)
import myModule from './my-module'; // 编译时就能确定加载哪个模块

看到区别了吧？CommonJS的模块名是动态的，取决于环境变量，只有在运行时才能确定。而ESM的模块名是静态的，在编译时就能确定。

第二幕：Tree Shaking，摇掉没用的代码

有了静态性，ESM就能实现Tree Shaking。Tree Shaking，顾名思义，就是摇树优化，把没用的代码像树叶一样摇掉。

啥叫没用的代码？就是在程序中定义了，但是没有被使用的代码。这些代码白白占地方，浪费资源，影响性能。

Tree Shaking的原理很简单：

分析模块依赖关系： 编译器根据ESM的import和export语句，分析出模块之间的依赖关系，构建出一个依赖图。
标记活跃代码： 从入口文件开始，递归地标记所有被使用的代码为活跃代码。
移除未标记代码： 移除所有未被标记为活跃代码的代码，也就是没用的代码。

举个更详细的栗子：

// math.js
export function add(a, b) {
  return a + b;
}

export function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

export function multiply(a, b) {
  return a * b;
}

export function divide(a, b) {
  return a / b;
}

// main.js
import { add, subtract } from './math.js';

console.log(add(1, 2));
console.log(subtract(3, 1));

在这个例子中，math.js模块导出了四个函数：add、subtract、multiply和divide。但是，main.js模块只使用了add和subtract函数，multiply和divide函数并没有被使用。

如果没有Tree Shaking，打包后的代码会包含math.js模块的所有代码，包括multiply和divide函数。

但是，如果使用了Tree Shaking，编译器会分析出multiply和divide函数没有被使用，然后把它们从打包后的代码中移除。这样，打包后的代码体积就变小了，加载速度也更快了。

第三幕：CommonJS，有心无力

为啥CommonJS不能实现Tree Shaking呢？原因就在于它的动态性。

由于CommonJS的require是运行时执行的，编译器无法在编译时分析模块之间的依赖关系。也就是说，编译器不知道哪些模块会被加载，哪些模块不会被加载。

因此，编译器只能把所有模块都打包进去，即使有些模块没有被使用。

这就好比你去超市买东西，你明明只需要买一瓶牛奶和一包饼干，但是超市非要你把所有商品都买走，因为他们不知道你会买哪些东西。

CommonJS虽然也想实现Tree Shaking，但是心有余而力不足啊！

第四幕：ESM vs. CommonJS，巅峰对决

为了更直观地对比ESM和CommonJS的差异，咱们来一张表格：

特性	ESM	CommonJS
模块导入导出	`import`和`export`	`require`和`module.exports`
静态性	静态的，编译时确定模块依赖关系	动态的，运行时确定模块依赖关系
Tree Shaking	支持	不支持
适用环境	浏览器和Node.js（需要使用转译器，如Babel）	Node.js
循环依赖	处理循环依赖更健壮，ESM在遇到循环依赖时，会先执行所有导入的模块，再执行导出模块。CommonJS在遇到循环依赖时，可能会出现未定义变量的错误。	处理循环依赖较为复杂，可能会导致未定义变量的错误。
性能	由于静态性，ESM可以进行更高效的优化，如Tree Shaking，因此在加载和执行速度方面通常优于CommonJS。	由于动态性，CommonJS的性能相对较差。
代码示例	`javascript // math.mjs export function add(a, b) { return a + b; } // main.mjs import { add } from './math.mjs'; console.log(add(1, 2));` \| `javascript // math.js module.exports.add = function(a, b) { return a + b; } // main.js const math = require('./math.js'); console.log(math.add(1, 2));`

从表格中可以看出，ESM在静态性、Tree Shaking、性能等方面都优于CommonJS。

第五幕：实战演练，Tree Shaking的正确姿势

理论讲了一大堆，咱们来点实际的。下面咱们通过一个简单的例子，演示一下Tree Shaking的正确姿势。

准备工作：
- 安装Node.js和npm。
- 创建一个项目目录，并在目录下初始化一个npm项目：npm init -y
- 安装webpack和webpack-cli：npm install webpack webpack-cli --save-dev
- 安装babel相关依赖，用于转译ES6代码：npm install @babel/core @babel/preset-env babel-loader --save-dev

创建源文件：

src/math.js

export function add(a, b) {
  return a + b;
}

export function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

export function multiply(a, b) {
  return a * b;
}

export function divide(a, b) {
  return a / b;
}

src/index.js

import { add, subtract } from './math.js';

console.log(add(1, 2));
console.log(subtract(3, 1));

配置webpack：

webpack.config.js

const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
  },
  mode: 'production', // 启用 production 模式，会自动启用 Tree Shaking
  module: {
    rules: [
      {
        test: /.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['@babel/preset-env'],
          },
        },
      },
    ],
  },
};

.babelrc (或者在webpack.config.js的babel-loader中配置)

{
  "presets": ["@babel/preset-env"]
}

打包：
- 在项目目录下执行：npx webpack
查看打包结果：
- 打开dist/bundle.js文件，你会发现multiply和divide函数已经被移除了。

看到了吧？这就是Tree Shaking的威力！

第六幕：注意事项，小心驶得万年船

虽然Tree Shaking很强大，但是也有一些需要注意的地方：

确保使用ESM： 只有使用ESM才能进行Tree Shaking。
启用production模式： 在webpack中，只有在production模式下才会启用Tree Shaking。
避免副作用代码： 副作用代码指的是在模块中执行的，可能会影响全局状态的代码，比如修改全局变量、添加事件监听器等。Tree Shaking会尽可能地移除未使用的代码，但是如果模块中包含副作用代码，可能会导致Tree Shaking失效。
小心import *： 尽量避免使用import * as xxx from './module'，因为它会导入模块的所有导出，即使你只使用了其中的一部分。这样会降低Tree Shaking的效果。最好使用具名导入：import { a, b } from './module'。

第七幕：总结，ESM才是未来

总而言之，ESM凭借其静态性，成为了Tree Shaking的完美搭档，能够有效地减少打包后的代码体积，提高加载速度，提升用户体验。

虽然CommonJS曾经辉煌一时，但是在模块化的大潮中，ESM才是未来！

各位观众老爷们，今天的讲座就到这里了，咱们下期再见！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复