2012年4月24日 星期二

初探 RequireJS


一直以來,我們都習慣使用 script 這個 HTML 標籤來載入 JavaScript 檔案。這種方式有兩種缺點:
  • 無法在 JavaScript 程式中直接管理相依性,必須在 HTML 中處理。
  • 雖然目前新式瀏覽器已經能夠以非同步的方式來載入 js 檔案,但是舊型瀏覽器還是會有阻塞 (blocking) 問題。
終於 CommonJS 提出了 AMD 這個 API 規範,用以讓我們的 JavaScript 程式可以模組化,並同時解決 js 檔案載入時的阻塞問題。
目前已經有許多實作 AMD 規範的 JavaScript Library 了,而 RequireJS 則是目前討論最多,應用最廣的其中一個實作。
以下是我在研究 RequireJS 時的筆記,若有謬誤還請大家指正。

起手式

先來看看我們的程式目錄架構:

├── index.html
├── js
│   ├── app.js
│   └── main.js
└── lib
    ├── backbone
    │   ├── backbone-min.js
    │   └── wrapper.js
    ├── jquery
    │   ├── jquery-min.js
    │   └── wrapper.js
    ├── underscore
    │   ├── underscore-min.js
    │   └── wrapper.js
    └── requirejs
        ├── order.js
        └── require.js
其中 index.html 的內容如下:
index.html
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<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="utf-8" />
  <title>Beginning Require.JS</title>
  <script data-main="js/main" src="/lib/requirejs/require.js"></script>
</head>
<body>
</body>
</html>
你會發現,我們只需要用一個 script 標籤來載入 lib/requirejs/require.js 即可,剩下的 js 檔案都可以讓 RequireJS 來幫我們載入。
可是 RequireJS 怎麼知道要載入哪些檔案呢?注意 script 標籤上的 data-main 屬性,它指向了js/main.js (可以將 js 副檔名省略) 。在 js/main.js 中,我們就可以指定我們要載入的模組:
js/main.js
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require([
  '../lib/jquery/jquery-min'
], function () {
  console.log($);
});
所以一切都是從 js/main.js 開始執行。
在 js/main.js 裡,我們用到了 require 這個 RequireJS 中最主要的 API ,它的基本用法如下:
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require(dependencies, callback); 
其中 dependencies 的格式必須為陣列, callback 則為函式。
dependencies 表示我們要載入的 js ,而其路徑則是相對於 js/main.js ,而且一樣不需要寫副檔名。
因此在 dependencies 中,我們就可以將所有會用到的 js 載入,然後在 callback 中撰寫我們真正要處理的程式邏輯。

模組化

當然把所有的程式邏輯都寫在 js/main.js 的 callback 裡面是沒問題的,但那就沒辦法達到我們想要的模組化了。
而 RequireJS 也實作 AMD 所定義的 define API 方法,所以我們就可以用它來實現程式的模組化。 define 的 API 如下:
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define(id?, dependencies?, factory);
其中 id 格式為字串,代表模組的名稱,可以不寫。如果要寫的話,就必須是相對於js/main.js 的檔案路徑,但不用加上 js 副檔名,例如 ../lib/foo 或 ./js/bar 。
而 dependencies 格式為陣列,作用與 require 中的 dependencies 相同。一般來說如果我們在 js/main.js 中定義好相依性後,這裡可以不需要特別指定。
最後的 factory 則為一個工廠方法,它必須回傳一個物件,也就是我們的模組。
接著我們把原來 require API 中的 callback 改成模組,並將它放到 js/app.js 中:
js/app.js
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define(function () {
  return {
    initialize: function () {
      console.log($);
    }
  }
});
js/app.js 會回傳一個包含 initialize 方法的物件模組,而這個方法就是我們前面的callback 。注意這個例子裡並沒有設定模組的 id 。
接下來我們把 js/app.js 加到 require 的第一個參數中,特別注意這裡的 app 是指js/app.js ,而不是模組名稱。
js/main.js
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require([
  'app',
  '../lib/jquery/jquery-min'
], function (App) {
  App.initialize();
});
在 callback 的第一個參數 App 會對應到 js/app.js 中所回傳的物件,這意謂著我們可以為該物件指定新的 namespace 。
到這裡其實可以應付很多基本的應用了,不過如果當 library 間有相依性問題時,這樣的寫法就可能會出錯了。

順序問題

因為使用非同步的載入方式,所以用 require 載入套件時,是有可能會造成相依性上的問題。 所幸 RequireJS 提供了一個 order plugin ,讓我們可以依序載入正確的套件。
以 Backbone 為例,我們需要依序載入 jQuery 、 underscore 及 Backbone 等三個套件,方法如下:
js/main.js
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require([
  'app',
  '../lib/requirejs/order!../lib/jquery/jquery-min',
  '../lib/requirejs/order!../lib/underscore/underscore-min',
  '../lib/requirejs/order!../lib/backbone/backbone-min'
], function (App) {
  App.initialize();
});
如上面的範例所示,在每一行載入 js 的字串中,我們先載入 plugin ,然後利用 ! 符號來將 library 的位置傳給 plugin 。
其他有用的 plugin ,可以在官方網站的 Plugins 頁找到。

路徑別名

不過每次都要輸入這麼長的路徑實在是很麻煩,還好 RequireJS 也提供了 paths 讓我們設定路徑的別名,就不需要輸入這麼多字:
js/main.js
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require({
  paths: {
    "order": "../lib/requirejs/order",
    "lib": "../lib"
  }
});

require([
  'app',
  'order!lib/jquery/jquery-min',
  'order!lib/underscore/underscore-min',
  'order!lib/backbone/backbone-min'
], function (App) {
  App.initialize();
});
要特別注意的是,這裡設定的別名,也會影響到其他模組裡所使用的 define API 。
require 還有其他設定,請參考官方文件的 Configuration Options 。

Namespace

前面提到 require API 可以讓我們對載入的 js 檔案所回傳的模組物件做 namespace 對應,也就是上述例子的 App 。事實上我們可以針對每個模組都設定一個 namespace ,例如:
js/main.js
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require([
  '../lib/a',
  '../lib/b',
  '../lib/c',
  '../lib/d'
], function (moduleA, moduleB, moduleC) {
  moduleA.doSomething();
  moduleB.doSomething();
  moduleC.doSomething();
  namespaceD.doSomething();
});
可以看到 '../lib/a' 這個模組對應到 moduleA 這個 namespace ,'../lib/b' 則對應到moduleB ,以此類推。
但是 namespaceD 並沒有在 require 方法的 callback 參數中,那為什麼我們可以取用呢?
回到一開始我們用 require 載入第三方套件的方式,其實可以看到我們是直接利用該套件定義好的 namespace ,例如 jQuery 的 $ 符號,或是 underscore.js 的 _ 符號。
而我們並沒有再為這些套件指定新的 namespace ,是因為這些 namespace 已經被綁在 global 變數裡了 (在瀏覽器環境下是指 window 變數) ,所以我們可以直接取用。
所以 namespaceD 其實就是 lib/d.js 裡已經定義好的,例如:
lib/d.js
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define(function () {
  var namespaceD = window.namespaceD = {
    doSomething: function () {
      console.log('namespaceD.doSomething()');
    }
  };
  return namespaceD;
});
瞭解這個回到我們前面所提到的 Backbone.js 範例,有些文章的例子會教大家這麼用:
js/main.js
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require([
  'order!lib/jquery/jquery-min',
  'order!lib/underscore/underscore-min',
  'order!lib/backbone/backbone-min',
  'order!app'
], function ($, _, Backbone, App) {
  console.log($);
  console.log(_);
  console.log(Backbone);
  console.log(App);
});
如果各位是使用 Underscore.js 及 Backbone.js 的官方版本時,這樣做是錯誤的,你會發現callback 裡的 _Backbone 都會是 null 值。為什麼呢?主要是因為這兩個套件目前不支援 AMD 架構,所以無法正確回傳對應的 Underscore.js 及 Backbone.js 物件回來。所以很多人在透過 RequireJS 使用這兩個套件時,就會在這裡卡關。
最簡單的方式就是不要再為這些第三方套件設定一個 namespace ,也就是一開始為大家介紹的用法。
另一種方式就是直接使用 RequireJS 所 fork 出來的 Underscore.js 及 Backbone.js 的 AMD 版本。
還有一種方法是為這些套件的官方版本定義一個 wrapper ,以 Underscore.js 為例:
lib/underscore/wrapper.js
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define([
  'lib/underscore/underscore-min'
], function(){
  return _.noConflict();
});
這樣在 js/main.js 裡就可以重新使用 Underscore.js 的 namespace 了,例如:
js/main.js
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require([
  'order!lib/underscore/wrapper'
], function (_) {
  console.log(_);
})
不過因為非同步載入的關係,要使用 wrapper 方法處理套件相依性時,其流程就稍微複雜些了,大家可以參考 Organizing your application using Modules (require.js) 一文的介紹。

編譯

當我們把 JavaScript 拆成這麼多模組檔案後,那麼不就會讓 HTTP Request 變多了嗎?有沒有什麼方法可以幫我們把這些檔案再組合成為一支檔案呢?
RequireJS 就提供了一個好用的工具,叫做 r.js 。它必須透過 node.js 的套件管理系統來安裝,也就是 npm ;安裝方法如下:
npm -g install requirejs
若無錯誤的話,應該會出現以下畫面:
npm http GET https://registry.npmjs.org/requirejs
npm http 200 https://registry.npmjs.org/requirejs
npm http GET https://registry.npmjs.org/requirejs/-/requirejs-1.0.7.tgz
npm http 200 https://registry.npmjs.org/requirejs/-/requirejs-1.0.7.tgz
/usr/local/bin/r.js -> /usr/local/lib/node_modules/requirejs/bin/r.js
requirejs@1.0.7 /usr/local/lib/node_modules/requirejs
r.js 會幫我們處理以 require 或 define 所定義的模組,再參照其相依性把所有檔案合併為單一的 JavaScript 檔案。用法如下:
r.js -o name=js/main out=js/main-built.js baseUrl=. paths.order="lib/requirejs/order"
其中 -o 為最佳化; name 則為要處理的 JavaScript 檔案; out 則是輸出的檔案名稱;baseUrl 為指定 r.js 在處理相依性時所要參考的相對路徑; paths.order 是路徑別名,但不相對於 js/main.js ,而是相對於 baseUrl 。
處理完成後,我們就可以直接改用以下方式載入:
index.html
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<script data-main="js/main-built" src="lib/requirejs/require.js"></script>
當然聰明如你,應該想到該怎麼讓開發和上線環境使用不同的 JavaScript 檔案了吧?

心得

以往在寫 JavaScript 時,雖然都會儘可能模組化,但變數的管理還有程式拆解不易的狀況,都是自己在維護 JavaScript 程式時很大的痛處。
在瞭解 RequireJS 的強大後,我相信以這樣的模組化方式再搭配 Backbone.js 的架構,一定可以讓系統在開發與維護上更為有組織性。

reference : http://www.openfoundry.org/index.php?option=com_content&task=view&id=8678&Itemid=4%3Bisletter%3D1

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