深入理解JavaScript系列（3）：全面解析Module模式(註釋)

簡介

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

首先我們來看看Module模式的基本特徵：

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

關於Module模式，最早是由YUI的成員Eric Miraglia在4年前提出了這個概念，我們將從一個簡單的例子來解釋一下基本的用法（如果你已經非常熟悉了，請忽略這一節）。

基本用法

先看一下最簡單的一個實現，代碼如下：

var Calculator = function (eq) {

    //這裏可以聲明私有成員


    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用：

var calculator = new Calculator('eq');

calculator.add(2, 2);

大家可能看到了，每次用的時候都要new一下，也就是說每個實例在內存裏都是一份copy，如果你不需要傳參數或者沒有一些特殊苛刻的要求的話，我們可以在最後一個}後面加上一個括號，來達到自執行的目的，這樣該實例在內存中只會存在一份copy，不過在展示他的優點之前，我們還是先來看看這個模式的基本使用方法吧。

匿名閉包

匿名閉包是讓一切成爲可能的基礎，而這也是JavaScript最好的特性，我們來創建一個最簡單的閉包函數，函數內部的代碼一直存在於閉包內，在整個運行週期內，該閉包都保證了內部的代碼處於私有狀態。

(function () {

    // ... 所有的變量和function都在這裏聲明，並且作用域也只能在這個匿名閉包裏

    // ...但是這裏的代碼依然可以訪問外部全局的對象

}());

注意，匿名函數後面的括號，這是JavaScript語言所要求的，因爲如果你不聲明的話，JavaScript解釋器默認是聲明一個function函數，有括號，就是創建一個函數表達式，也就是自執行，用的時候不用和上面那樣在new了，當然你也可以這樣來聲明：

(function () {/* 內部代碼 */})();

不過我們推薦使用第一種方式，關於函數自執行，我後面會有專門一篇文章進行詳解，這裏就不多說了。

引用全局變量

JavaScript有一個特性叫做隱式全局變量，不管一個變量有沒有用過，JavaScript解釋器反向遍歷作用域鏈來查找整個變量的var聲明，如果沒有找到var，解釋器則假定該變量是全局變量，如果該變量用於了賦值操作的話，之前如果不存在的話，解釋器則會自動創建它，這就是說在匿名閉包裏使用或創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着很多區分哪些變量是全局的，哪些是局部的。

不過，好在在匿名函數裏我們可以提供一個比較簡單的替代方案，我們可以將全局變量當成一個參數傳入到匿名函數然後使用，相比隱式全局變量，它又清晰又快，我們來看一個例子：

(function ($, YAHOO) {

    // 這裏，我們的代碼就可以使用全局的jQuery對象了，YAHOO也是一樣

} (jQuery, YAHOO));

現在很多類庫裏都有這種使用方式，比如jQuery源碼。

不過，有時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的返回值來返回這個全局變量，這也就是一個基本的Module模式，來看一個完整的代碼：

var blogModule = (function () {

    var my = {}, privateName = "博客園";

    function privateAddTopic(data) {

        // 這裏是內部處理代碼
    }


    my.Name = privateName;
    my.AddTopic = function (data) {
        privateAddTopic(data);
    };

    return my;

} ());

上面的代碼聲明瞭一個全局變量blogModule，並且帶有2個可訪問的屬性：blogModule.AddTopic和blogModule.Name，除此之外，其它代碼都在匿名函數的閉包裏保持着私有狀態。同時根據上面傳入全局變量的例子，我們也可以很方便地傳入其它的全局變量。

高級用法

上面的內容對大多數用戶已經很足夠了，但我們還可以基於此模式延伸出更強大，易於擴展的結構，讓我們一個一個來看。

擴展

Module模式的一個限制就是所有的代碼都要寫在一個文件，但是在一些大型項目裏，將一個功能分離成多個文件是非常重要的，因爲可以多人合作易於開發。再回頭看看上面的全局參數導入例子，我們能否把blogModule自身傳進去呢？答案是肯定的，我們先將blogModule傳進去，添加一個函數屬性，然後再返回就達到了我們所說的目的，上代碼：

var blogModule = (function (my) {

    my.AddPhoto = function () {
        //添加內部代碼  

    };
    return my;
} (blogModule)); 

這段代碼，看起來是不是有C#裏擴展方法的感覺？有點類似，但本質不一樣哦。同時儘管var不是必須的，但爲了確保一致，我們再次使用了它，代碼執行以後，blogModule下的AddPhoto就可以使用了，同時匿名函數內部的代碼也依然保證了私密性和內部狀態。(這裏可以想象成給已有的對象添加一個閉包，這個閉包裏有些私有的數據只能被閉包內的接口使用，保持狀態而且不會與其他的同名的數據衝突。)

松耦合擴展

上面的代碼儘管可以執行，但是必須先聲明blogModule，然後再執行上面的擴展代碼，也就是說步驟不能亂，怎麼解決這個問題呢？我們來回想一下，我們平時聲明變量的都是都是這樣的：

var cnblogs = cnblogs || {} ;

這是確保cnblogs對象，在存在的時候直接用，不存在的時候直接賦值爲{}，我們來看看如何利用這個特性來實現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，每個單獨分離的文件都保證這個結構，那麼我們就可以實現任意順序的加載，所以，這個時候的var就是必須要聲明的，因爲不聲明，其它文件讀取不到哦。

緊耦合擴展

雖然松耦合擴展很牛叉了，但是可能也會存在一些限制，比如你沒辦法重寫你的一些屬性或者函數，也不能在初始化的時候就是用Module的屬性。緊耦合擴展限制了加載順序，但是提供了我們重載的機會，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調用舊的方法

    };

    return my;
} (blogModule));

通過這種方式，我們達到了重載(我感覺是覆蓋，不是重載)的目的，當然如果你想在繼續在內部使用原有的屬性，你可以調用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 () {
        // 克隆以後，進行了重寫，當然也可以繼續調用oldAddPhotoMethod

    };

    return my;
} (blogModule));

這種方式靈活是靈活，但是也需要花費靈活的代價，其實該對象的屬性對象或function根本沒有被複制，只是對同一個對象多了一種引用而已，所以如果老對象去改變它，那克隆以後的對象所擁有的屬性或function函數也會被改變，解決這個問題，我們就得是用遞歸，但遞歸對function函數的賦值也不好用，所以我們在遞歸的時候eval相應的function。不管怎麼樣，我還是把這一個方式放在這個帖子裏了，大家使用的時候注意一下就行了。

跨文件共享私有對象

通過上面的例子，我們知道，如果一個module分割到多個文件的話，每個文件需要保證一樣的結構，也就是說每個文件匿名函數裏的私有對象都不能交叉訪問，那如果我們非要使用，那怎麼辦呢？ 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 || {}));

任何文件都可以對他們的局部變量_private設屬性，並且設置對其他的文件也立即生效。一旦這個模塊加載結束，應用會調用 blogModule._seal()"上鎖"，這會阻止外部接入內部的_private。如果這個模塊需要再次增生，應用的生命週期內，任何文件都可以調用_unseal() ”開鎖”，然後再加載新文件。加載後再次調用 _seal()”上鎖”。

子模塊

最後一個也是最簡單的使用方式，那就是創建子模塊(相比於上面的傳原對象進去，調用時多了CommentSubModule)

blogModule.CommentSubModule = (function () {

    var my = {};
    // ...


    return my;
} ());

儘管非常簡單，我還是把它放進來了，因爲我想說明的是子模塊也具有一般模塊所有的高級使用方式，也就是說你可以對任意子模塊再次使用上面的一些應用方法。

總結

上面的大部分方式都可以互相組合使用的，一般來說如果要設計系統，可能會用到松耦合擴展，私有狀態和子模塊這樣的方式。另外，我這裏沒有提到性能問題，但我認爲Module模式效率高，代碼少，加載速度快。使用松耦合擴展允許並行加載，這更可以提升下載速度。不過初始化時間可能要慢一些，但是爲了使用好的模式，這是值得的。

參考文章：

http://yuiblog.com/blog/2007/06/12/module-pattern/
http://www.adequatelygood.com/2010/3/JavaScript-Module-Pattern-In-Depth