以下是關于 CommonJS 和 ECMAScript Modules（ESM）的詳細對比分析，包含底層原理和示例說明：

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🧩 核心差異對比表

特性	CommonJS	ES Modules
來源	Node.js 社區規范	ECMAScript 語言標準
加載方式	動態加載（運行時解析）	靜態加載（編譯時解析）
加載環境	Node.js 原生支持	瀏覽器原生支持，Node.js需開啟 --experimental-modules（v13.2+已穩定）
語法格式	require() / module.exports	import / export
加載行為	同步加載	異步加載
模塊解析	文件路徑需完整	支持 bare module 說明符（需要導入映射）
變量訪問	修改原始導出對象	綁定只讀引用
循環引用處理	部分加載（未完成的狀態）	引用預解析（存在TDZ）
頂層作用域	模塊內this指向module.exports	頂層this為undefined
靜態分析	不支持 Tree-shaking	支持 Tree-shaking 優化

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📦 底層加載機制差異（圖示）

CommonJS 運行時解析流程

1. 執行代碼 → 2. 構建模塊對象 → 3. 按需加載依賴 → 4. 包裹成函數執行

Module Wrapper 偽代碼：

function (exports, require, module, __filename, __dirname) {// 用戶代碼在此執行module.exports = ...;
}

ESM 預解析流程

1. 解析階段 → 2. 建立模塊關系圖 → 3. 編譯階段 → 4. 實例化 → 5. 執行代碼

關鍵特性：

• 模塊記錄（Module Record）：存儲導入/導出關系
• 實時綁定（Live Bindings）：導出值變化會同步到導入方

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🛠? 代碼示例對比

模塊導出差異

// CommonJS 動態修改
exports.a = 1;        // ? { a: 1 }
module.exports = { b: 2 };  // 最終導出 { b: 2 }// ESM 綁定不可變
export let count = 0;
export function increment() {count++;  // 所有導入模塊都會看到更新后的值
}

循環依賴處理

// commonjs/a.js
console.log('a開始');
exports.done = false;
const b = require('./b');  // 此時b尚未完成加載
console.log('在a中，b.done =', b.done);
exports.done = true;
console.log('a結束');// commonjs/b.js
console.log('b開始');
exports.done = false;
const a = require('./a');  // 此時a導出{done: false}
console.log('在b中，a.done =', a.done);
exports.done = true;
console.log('b結束');

# 執行結果：
a開始 → b開始 → 在b中，a.done = false → b結束 → 在a中，b.done = true → a結束

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? 現代項目中的互操作性

混合使用解決方案

// 在 ESM 中引入 CJS
import cjsModule from './commonjs-module.cjs';// 在 CJS 中引入 ESM（需異步）
const esModule = await import('./es-module.mjs');

Package.json 配置

{"type": "module",       // 默認使用ESM"main": "./index.cjs",  // CJS入口"exports": {"import": "./esm/index.js",   // ESM入口"require": "./cjs/index.js"   // CJS入口}
}

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🔧 轉譯工具處理原理（以Babel為例）

# 轉換步驟示例
ESM → 解析為AST → 檢測import/export → 替換為require語法 → 添加helper函數

示例轉換效果：

// 原始ESM
import { readFile } from 'fs';
export const data = readFile('./file.txt');// 轉換后CommonJS
const { readFile } = require('fs');
exports.data = readFile('./file.txt'); 

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🚀 性能優化差異

1. CommonJS 優化難點

   • 無法預知依賴關系，阻礙并行加載
   • 動態表達式導致死代碼難以消除

   require(condition ? 'a' : 'b'); // 無法靜態分析
   

2. ESM 優化空間

   // webpack利用靜態分析實現的特性
   import(/* webpackPrefetch: true */ './chart'); // 預取
   import(/* webpackChunkName: "utils" */ './utils'); // 分塊命名
   

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🌐 瀏覽器支持情況

瀏覽器	ESM支持版本
Chrome	61+
Firefox	60+
Safari	10.1+
Edge	16+

<!-- 瀏覽器直接使用ESM -->
<script type="module" src="app.js"></script>

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💡 選用建議

1. Node.js 服務端

   • 新項目 > Node 14：優先使用ESM
   • 舊項目遷移：逐步替換關鍵模塊

2. 前端工程

   • 統一使用ESM（配合webpack等打包工具）
   • 第三方庫需提供ESM版本（通過package.json的module字段）

3. 工具庫開發

   # 推薦雙模式發布
   lib/
   ├── esm/       # ESM版本（支持Tree-shaking）
   ├── cjs/       # CommonJS版本 
   └── index.d.ts # 類型聲明
   

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兩種模塊系統在JavaScript生態中仍將長期共存，理解其底層機制有助于更高效地處理模塊化問題。隨著Node.js對ESM支持的完善，未來ESM會成為主流選擇，但CommonJS仍將在老項目中持續存在。