CommonJS とは

CommonJS（CJS）は、JavaScript におけるモジュール規格のひとつで、特にサーバーサイド環境での利用を目的として設計されました。Node.js がその代表的な実装例です。この記事では、CommonJS の仕組み、利点、使用方法、そして他のモジュール規格との比較について詳しく解説します。

CommonJS の目的と背景

JavaScript はもともとブラウザ上での動作を主目的とした言語であり、複数のスクリプト間でコードを共有する機能を標準で備えていませんでした。そのため、モジュールシステムが必要になり、CommonJS が誕生しました。以下は CommonJS が解決したいくつかの課題です。

コードの再利用性向上: モジュールとしてコードを分割することで、再利用性が向上します。
依存関係の管理: モジュール間の依存関係を明確に記述できます。
名前空間の汚染回避: モジュールごとにスコープが分かれるため、グローバル名前空間の汚染を防ぎます。

CommonJS の基本構文

CommonJS モジュールでは、主に以下の 2 つの機能が提供されています：

require 関数: 他のモジュールを読み込むために使用します。
module.exports: モジュールが提供する値や機能を定義します。

モジュールの書き方

以下は基本的なモジュールの例です。

math.js

// 足し算を行う関数
function add(a, b) {
  return a + b;
}

// 引き算を行う関数
function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

// モジュールとしてエクスポート
module.exports = {
  add,
  subtract
};

app.js

// math.js モジュールを読み込む
const math = require('./math');

console.log(math.add(5, 3)); // 8
console.log(math.subtract(5, 3)); // 2

CommonJS の特性

同期的なモジュール読み込み

CommonJS はモジュールを同期的に読み込みます。そのため、ファイルシステムが同期的にアクセス可能な環境（例: サーバーサイドの Node.js）に適しています。

モジュールのキャッシュ

一度読み込まれたモジュールはキャッシュされるため、同じモジュールを複数回 require しても初回の処理結果が再利用されます。

// 一度読み込まれたモジュールはキャッシュされる
const moduleA = require('./moduleA');
const moduleB = require('./moduleA'); // 同じインスタンスを取得
console.log(moduleA === moduleB); // true

グローバルスコープを持たない

CommonJS モジュールは独自のスコープ内で実行されます。そのため、グローバル変数を汚染するリスクがありません。

CommonJS の利点

Node.js に標準対応: Node.js 環境でデフォルトのモジュールシステムとして利用可能。
シンプルな構文: require と module.exports だけで動作する簡潔な設計。
広範なエコシステム: npm パッケージの多くが CommonJS に基づいています。

CommonJS と他のモジュール規格の比較

CommonJS vs ES Modules (ESM)

特徴	CommonJS	ES Modules
モジュール読み込み方式	同期的	非同期的
キーワード	`require`	`import/export`
キャッシュ	あり	あり
実行環境	Node.js に特化	ブラウザと Node.js

ES Modules の例

math.mjs

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

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

app.mjs

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

console.log(add(5, 3)); // 8
console.log(subtract(5, 3)); // 2

CommonJS vs AMD (Asynchronous Module Definition)

AMD（Asynchronous Module Definition）は主にブラウザ環境向けに設計され、非同期的なモジュール読み込みをサポートします。一方、CommonJS は同期的な読み込みを前提としています。

AMD の例

define(['math'], function(math) {
  console.log(math.add(5, 3)); // 8
  console.log(math.subtract(5, 3)); // 2
});

CommonJS の制約

ブラウザではそのまま動作しない: CommonJS は Node.js を前提としているため、ブラウザで利用するには Webpack や Browserify などのツールが必要です。
非同期処理に不向き: 同期的な設計が基本であるため、大量のファイルを扱う場合は効率が低下する可能性があります。

まとめ

CommonJS は、特にサーバーサイド JavaScript 環境で広く採用されているモジュールシステムです。そのシンプルさと広範なエコシステムにより、多くの開発者に支持されています。一方で、ES Modules の台頭により、モジュールシステムとしての選択肢が増えており、用途に応じて適切な規格を選ぶことが求められています。