全面解析 Module 模式

簡(jiǎn)介

Module 模式是 JavaScript 編程中一個(gè)非常通用的模式，一般情況下，大家都知道基本用法，本文嘗試著給大家更多該模式的高級(jí)使用方式。

首先我們來看看 Module 模式的基本特征：

1. 模塊化，可重用
2. 封裝了變量和 function，和全局的 namaspace 不接觸，松耦合
3. 只暴露可用 public 的方法，其它私有方法全部隱藏

關(guān)于 Module 模式，最早是由 YUI 的成員 Eric Miraglia 在 4 年前提出了這個(gè)概念，我們將從一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來解釋一下基本的用法（如果你已經(jīng)非常熟悉了，請(qǐng)忽略這一節(jié)）。

基本用法

先看一下最簡(jiǎn)單的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，代碼如下：

var Calculator = function (eq) {
    //這里可以聲明私有成員
    var eqCtl = document.getElementById(eq);
    return {
        // 暴露公開的成員
        add: function (x, y) {
            var val = x + y;
            eqCtl.innerHTML = val;
        }
    };
};

我們可以通過如下的方式來調(diào)用：

var calculator = new Calculator('eq');
calculator.add(2, 2);

大家可能看到了，每次用的時(shí)候都要 new 一下，也就是說每個(gè)實(shí)例在內(nèi)存里都是一份 copy，如果你不需要傳參數(shù)或者沒有一些特殊苛刻的要求的話，我們可以在最后一個(gè)}后面加上一個(gè)括號(hào)，來達(dá)到自執(zhí)行的目的，這樣該實(shí)例在內(nèi)存中只會(huì)存在一份 copy，不過在展示他的優(yōu)點(diǎn)之前，我們還是先來看看這個(gè)模式的基本使用方法吧。

匿名閉包

匿名閉包是讓一切成為可能的基礎(chǔ)，而這也是 JavaScript 最好的特性，我們來創(chuàng)建一個(gè)最簡(jiǎn)單的閉包函數(shù)，函數(shù)內(nèi)部的代碼一直存在于閉包內(nèi)，在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，該閉包都保證了內(nèi)部的代碼處于私有狀態(tài)。

(function () {
    // ... 所有的變量和function都在這里聲明，并且作用域也只能在這個(gè)匿名閉包里
    // ...但是這里的代碼依然可以訪問外部全局的對(duì)象
}());

注意，匿名函數(shù)后面的括號(hào)，這是 JavaScript 語言所要求的，因?yàn)槿绻悴宦暶鞯脑?，JavaScript 解釋器默認(rèn)是聲明一個(gè) function 函數(shù)，有括號(hào)，就是創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)表達(dá)式，也就是自執(zhí)行，用的時(shí)候不用和上面那樣在 new 了，當(dāng)然你也可以這樣來聲明：

(function () {/* 內(nèi)部代碼 */})();

不過我們推薦使用第一種方式，關(guān)于函數(shù)自執(zhí)行，我后面會(huì)有專門一篇文章進(jìn)行詳解，這里就不多說了。

引用全局變量

JavaScript 有一個(gè)特性叫做隱式全局變量，不管一個(gè)變量有沒有用過，JavaScript 解釋器反向遍歷作用域鏈來查找整個(gè)變量的 var 聲明，如果沒有找到 var，解釋器則假定該變量是全局變量，如果該變量用于了賦值操作的話，之前如果不存在的話，解釋器則會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建它，這就是說在匿名閉包里使用或創(chuàng)建全局變量非常容易，不過比較困難的是，代碼比較難管理，尤其是閱讀代碼的人看著很多區(qū)分哪些變量是全局的，哪些是局部的。

不過，好在匿名函數(shù)里我們可以提供一個(gè)比較簡(jiǎn)單的替代方案，我們可以將全局變量當(dāng)成一個(gè)參數(shù)傳入到匿名函數(shù)然后使用，相比隱式全局變量，它又清晰又快，我們來看一個(gè)例子：

(function ($, YAHOO) {
    // 這里，我們的代碼就可以使用全局的jQuery對(duì)象了，YAHOO也是一樣
} (jQuery, YAHOO));

現(xiàn)在很多類庫里都有這種使用方式，比如 jQuery 源碼。

不過，有時(shí)候可能不僅僅要使用全局變量，而是也想聲明全局變量，如何做呢？我們可以通過匿名函數(shù)的返回值來返回這個(gè)全局變量，這也就是一個(gè)基本的 Module 模式，來看一個(gè)完整的代碼：

var blogModule = (function () {
    var my = {}, privateName = "博客園";
    function privateAddTopic(data) {
        // 這里是內(nèi)部處理代碼
    }
    my.Name = privateName;
    my.AddTopic = function (data) {
        privateAddTopic(data);
    };
    return my;
} ());

上面的代碼聲明了一個(gè)全局變量 blogModule，并且?guī)в?2 個(gè)可訪問的屬性：blogModule.AddTopic 和 blogModule.Name，除此之外，其它代碼都在匿名函數(shù)的閉包里保持著私有狀態(tài)。同時(shí)根據(jù)上面?zhèn)魅肴肿兞康睦樱覀円部梢院芊奖愕貍魅肫渌娜肿兞俊?/p>

高級(jí)用法

上面的內(nèi)容對(duì)大多數(shù)用戶已經(jīng)很足夠了，但我們還可以基于此模式延伸出更強(qiáng)大，易于擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，讓我們一個(gè)一個(gè)來看。

擴(kuò)展

Module 模式的一個(gè)限制就是所有的代碼都要寫在一個(gè)文件，但是在一些大型項(xiàng)目里，將一個(gè)功能分離成多個(gè)文件是非常重要的，因?yàn)榭梢远嗳撕献饕子陂_發(fā)。再回頭看看上面的全局參數(shù)導(dǎo)入例子，我們能否把 blogModule 自身傳進(jìn)去呢？答案是肯定的，我們先將 blogModule 傳進(jìn)去，添加一個(gè)函數(shù)屬性，然后再返回就達(dá)到了我們所說的目的，上代碼：

var blogModule = (function (my) {
    my.AddPhoto = function () {
        //添加內(nèi)部代碼  
    };
    return my;
} (blogModule)); 

這段代碼，看起來是不是有 C#里擴(kuò)展方法的感覺？有點(diǎn)類似，但本質(zhì)不一樣哦。同時(shí)盡管 var 不是必須的，但為了確保一致，我們?cè)俅问褂昧怂?，代碼執(zhí)行以后，blogModule 下的 AddPhoto 就可以使用了，同時(shí)匿名函數(shù)內(nèi)部的代碼也依然保證了私密性和內(nèi)部狀態(tài)。

松耦合擴(kuò)展

上面的代碼盡管可以執(zhí)行，但是必須先聲明 blogModule，然后再執(zhí)行上面的擴(kuò)展代碼，也就是說步驟不能亂，怎么解決這個(gè)問題呢？我們來回想一下，我們平時(shí)聲明變量都是這樣的：

var cnblogs = cnblogs || {} ;

這是確保 cnblogs 對(duì)象，在存在的時(shí)候直接用，不存在的時(shí)候直接賦值為{}，我們來看看如何利用這個(gè)特性來實(shí)現(xiàn) Module 模式的任意加載順序：

var blogModule = (function (my) {
    // 添加一些功能       
    return my;
} (blogModule || {}));  

通過這樣的代碼，每個(gè)單獨(dú)分離的文件都保證這個(gè)結(jié)構(gòu)，那么我們就可以實(shí)現(xiàn)任意順序的加載，所以，這個(gè)時(shí)候的 var 就是必須要聲明的，因?yàn)椴宦暶?，其它文件讀取不到哦。

緊耦合擴(kuò)展

雖然松耦合擴(kuò)展很牛叉了，但是可能也會(huì)存在一些限制，比如你沒辦法重寫你的一些屬性或者函數(shù)，也不能在初始化的時(shí)候就是用 Module 的屬性。緊耦合擴(kuò)展限制了加載順序，但是提供了我們重載的機(jī)會(huì)，看如下例子：

var blogModule = (function (my) {
    var oldAddPhotoMethod = my.AddPhoto;
    my.AddPhoto = function () {
        // 重載方法，依然可通過oldAddPhotoMethod調(diào)用舊的方法
    };
    return my;
} (blogModule));

通過這種方式，我們達(dá)到了重載的目的，當(dāng)然如果你想在繼續(xù)在內(nèi)部使用原有的屬性，你可以調(diào)用 oldAddPhotoMethod 來用。

克隆與繼承

var blogModule = (function (old) {
    var my = {},
        key;
    for (key in old) {
        if (old.hasOwnProperty(key)) {
            my[key] = old[key];
        }
    }
    var oldAddPhotoMethod = old.AddPhoto;
    my.AddPhoto = function () {
        // 克隆以后，進(jìn)行了重寫，當(dāng)然也可以繼續(xù)調(diào)用oldAddPhotoMethod
    };
    return my;
} (blogModule));

這種方式靈活是靈活，但是也需要花費(fèi)靈活的代價(jià)，其實(shí)該對(duì)象的屬性對(duì)象或 function 根本沒有被復(fù)制，只是對(duì)同一個(gè)對(duì)象多了一種引用而已，所以如果老對(duì)象去改變它，那克隆以后的對(duì)象所擁有的屬性或 function 函數(shù)也會(huì)被改變，解決這個(gè)問題，我們就得是用遞歸，但遞歸對(duì) function 函數(shù)的賦值也不好用，所以我們?cè)谶f歸的時(shí)候 eval 相應(yīng)的 function。不管怎么樣，我還是把這一個(gè)方式放在這個(gè)帖子里了，大家使用的時(shí)候注意一下就行了。

跨文件共享私有對(duì)象

通過上面的例子，我們知道，如果一個(gè) module 分割到多個(gè)文件的話，每個(gè)文件需要保證一樣的結(jié)構(gòu)，也就是說每個(gè)文件匿名函數(shù)里的私有對(duì)象都不能交叉訪問，那如果我們非要使用，那怎么辦呢？ 我們先看一段代碼：

var blogModule = (function (my) {
    var _private = my._private = my._private || {},       
        _seal = my._seal = my._seal || function () {
            delete my._private;
            delete my._seal;
            delete my._unseal;           
        },
        _unseal = my._unseal = my._unseal || function () {
            my._private = _private;
            my._seal = _seal;
            my._unseal = _unseal;
        };      
    return my;
} (blogModule || {}));

任何文件都可以對(duì)他們的局部變量_private 設(shè)屬性，并且設(shè)置對(duì)其他的文件也立即生效。一旦這個(gè)模塊加載結(jié)束，應(yīng)用會(huì)調(diào)用 blogModule._seal()"上鎖"，這會(huì)阻止外部接入內(nèi)部的_private。如果這個(gè)模塊需要再次增生，應(yīng)用的生命周期內(nèi)，任何文件都可以調(diào)用_unseal() ”開鎖”，然后再加載新文件。加載后再次調(diào)用 _seal()”上鎖”。

子模塊

最后一個(gè)也是最簡(jiǎn)單的使用方式，那就是創(chuàng)建子模塊

blogModule.CommentSubModule = (function () {
    var my = {};
    // ...
    return my;
} ());

盡管非常簡(jiǎn)單，我還是把它放進(jìn)來了，因?yàn)槲蚁胝f明的是子模塊也具有一般模塊所有的高級(jí)使用方式，也就是說你可以對(duì)任意子模塊再次使用上面的一些應(yīng)用方法。

總結(jié)

上面的大部分方式都可以互相組合使用的，一般來說如果要設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可能會(huì)用到松耦合擴(kuò)展，私有狀態(tài)和子模塊這樣的方式。另外，我這里沒有提到性能問題，但我認(rèn)為 Module 模式效率高，代碼少，加載速度快。使用松耦合擴(kuò)展允許并行加載，這更可以提升下載速度。不過初始化時(shí)間可能要慢一些，但是為了使用好的模式，這是值得的。