关于Node模块机制的解析

模块机制

一、CommonJS出现背景

js实现编写后端程序的不足之处

1. 没有模块系统（js一个先天不足就是模块功能）

2. ECMAScript仅仅定义了js的核心库，但是对于文件系统、IO系统等却没有标准的API。HTML5虽然在一直致力于推进标准化，但是这些标准耶都是前端的。

3. 没有标准接口，没有定义过服务器或者数据库的接口。

4. 缺乏包管理系统，没有自动安装和管理依赖的能力。

而CommonJS的出现正好弥补了没有标准的这一个缺点。

CommonJS 规范了 模块、二进制、Buffer、二进制、I/0,进程环境、文件系统、web服务器网管接口、包管理等。

二、CommonJS和Node的关系

Node的出现离不开CommonJS规范的影响，而CommonJS能以一种独寻常的姿态出现在各大公司的代码中，离不开Node优异的表现。

三、CommonJS的模块规范

1. 模块引入

var http = require("http");

2. 模块导出

// math.js
exports.add = function(){
    ...
}

// program.js
Var math = require('math.js');

exports.increament = function(val){
    return math.add(val);
}

3. 模块标识

模块标识就是require()的括号中的参数，必须是小驼峰结构，可以是相对路径也可以是绝对路径，还可以没有后缀名。

四、Node的模块实现

node 的模块实现实际上是借鉴了CommonJS的部分，并不是全部照搬，而且也增加了一些自己需要的东西进去。

1. 模块引入

node中模块引入需要经过：

1. 路径分析
2. 文件定位
3. 编译执行

2. 模块分类

1. 核心模块 Node提供的
2. 文件模块 用户编写的

3. 核心模块

核心模块部分在Node源码加载中就编译完毕了，编译成了二进制执行文件，在Node进程启动后，部分核心模块就直接加载进内存中，所以可以不用`文件定位`和`编译`，因此部分核心模块的加载时最快的。

4. 文件模块

文件模块则是在运行时动态加载，要经过完整的路径分析、文件定位、编译执行，一次一般比较慢。

5. 缓冲加载

node对二次加载的核心模块，一律采用的时缓冲优先的原则。

6. 路径分析和文件定位

模块标识符分析

• 核心模块

核心模块的加载仅次于缓冲加载

• 路径形式的文件模块

首先将其转换为真实的路径，然后以真实路径作为索引，将其编译后放进缓冲中，等待调用。
由于是通过确切的文件地址找到的，所以需要花费一定的时间，

• 自定义模块

这是非核心模块，也不是路径形式的标识，它是一种特殊的文件模块，可能是一个文件或者是一个包。这种查找是最费时间的。首先需要知道一下/模块路径/的概念/

> 例子

比如你要加载一个包，这个包放在了node_modules文件夹下，你要引入的话可以不以路径的形式写，可以是只写名称。（也就是引入一个自己npm的包）

console.log(module.paths);
// 会得到下面的数组
[ 'D:\\myweb\\node\\node\\module\\node_modules',
  'D:\\myweb\\node\\node\\node_modules',
  'D:\\myweb\\node\\node_modules',
  'D:\\myweb\\node_modules',
  'D:\\node_modules' ]

这就是模块路径了，查找机制是： 首先在当前路径下找是否有node_modules文件夹下的该包，如果没有就查找上一层目录，依次类推，直到根目录下的node_modules，如果依旧没有找到，那么就报错了。

// 显然这种情况就是导致它速度较慢的主要原因了，(查找的路径越深就越慢)，但是我们可以通过一些小技巧来经可能的减少这种情况哦~~

文件定位

文件定位中还需要注意的包括有文件扩展名、目录、包的处理。

node 的模块引入的时候是可以不写扩展名的，node会按照js json node的顺序来分析。依次尝试。由于尝试使用的是node中fs模块的同步文件查找，因此可能会导致阻塞情况发生，因此这里我们需要注意两个小技巧了：

小技巧：

1. json node文件最好加扩展名

2. 同步配合缓冲可以环节Node单线程阻塞调用的缺陷

另外，如果没有找到对应的文件，确实找到了一个目录，那么将会将其当作是一个包来处理了。

如何在这个包下找到我们需要引入的入口文件对呢？

1. 首先找是否含有package.json，如果有，则分析它的main属性，找到main属性对应的那个文件。

2. 如果没有package.json或者是main解析失败了，那么就找文件名为index的文件，依次从index.js index.json index.node查找。

3. 如果在该目录下依旧没有找到，那么就查找写一个匹配的目录，如果仍然没有找到，那么就报错了。

6. 模块编译

node中每一个模块都是一个对象，当定位到一个文件的时候，node就会将其包装成一个module对象，然后根据不同的文件名，其载入方法也不同的。

1. js文件： 通过fs的同步读取文件来执行

2. json文件，通过fs同步读取文件，用Json.parse()来得到对象，将其赋值给Module.exports

3. node文件，这事c/c++编写的扩展文件，通过Process.dlopen()方法来加载执行。（不需要编译）

7. module.exports和exports的区别和联系

exports = module.exports = {};的区别就和 var a = {}; b = a;的区别一样.

首先要明确的一点，module是一个对象 {Object}。
当你新建一个文件，比如mo.js，文件内容如下：

console.log(module);

然后在CMD里执行这个文件node mo.js，就能看到module其实是一个Module实例，你可以这么理解，NodeJS中定义了一个Module类，这个类中有很多属性和方法，exports是其中的一个属性：

function Module {
  id : 'blabla',
  exports : {},
  blabla...
}

当每一个文件被执行或者时require的时候，node就会创建一个module实例。var module = new Module();

console.log(module); //你会看到Module中的exports为空对象{}
module.exports = {
  print : function(){console.log(12345)}
}
console.log(module); //你会看到Module中的exports对象已经有了print()方法

module.exports 其实就是module实例中的module添加方法或者属性。

console.log(module); //你会看到Module中的exports为空对象{}
console.log(exports); //你会看到Module中的exports为空对象{}
module.exports = {
  print : function(){console.log(12345)}
}
console.log(module); //你会看到Module中的exports对象有了print()方法
exports.name = '小白妹妹';
console.log(module); //你会看到Module中的exports对象不仅有了print()方法，还有了name属性

不难看出exports其实就是module.exports的一个引用。

// 你可以这么理解
var module = new Module();
var exports = module.exports;

当你require的时候，返回的就是module.exports的内容。

// 常用场景分析
module.exports.name = '小白妹妹';
exports.age = 10;
module.exports.print = function(){console.log(12345)};
//如果只是添加属性和方法，两者可以混用。

// 也可以
module.exports = {
  name = '小白妹妹';
};
exports.age = 10;
module.exports.print = function(){console.log(12345)};

// 【X】但是不可以
module.exports = {
  name = '小白妹妹';
};
exports = {age:10}; // exports现在是{age:10}这个对象的引用，不再是module.exports的引用了
console.log(module); //你会看到Module的exports中只有name属性！！！

// 【X】
exports.age = 10; 
console.log(module); //你会看到Module的exports中多了age属性
module.exports = {
   name = '小白妹妹';
};
// 直接改变了module.exports的引用，之前的属性值也被覆盖掉了。
console.log(module); //你会看到Module的exports中还是只有name属性！！！

总结

1. 改变exports的指向后所添加的exports.xxx都是无效的。因为require返回的只会是module.exports

2. 不能在使用了exports.xxx之后，改变module.exports的指向。因为exports.xxx添加的属性和方法并不存在于module.exports所指向的新对象中。

3. 对于要导出的属性，可以简单直接挂到exports对象上

4. 对于类，为了直接使导出的内容作为类的构造器可以让调用者使用new操作符创建实例对象，应该把构造函数挂到module.exports对象上，不要和导出属性值混在一起

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