Node能夠以一種相對(duì)程度的的姿態(tài)出現(xiàn)，離不開CommonJS規(guī)范的影響。Node借鑒CommonJS的Modules規(guī)范實(shí)現(xiàn)了一套非常易用的模塊系統(tǒng)，NPM對(duì)packages規(guī)范的完好支持使得Node應(yīng)用在開發(fā)過(guò)程中事半功倍。

在Node中引用模塊，需要經(jīng)歷如下三個(gè)步驟。

1. 路徑分析

Node中的模塊分為核心模塊和文件模塊 。

核心模塊是由Node提供的模塊，它們?cè)贜ode源代碼的編譯過(guò)程中就編譯進(jìn)了二進(jìn)制執(zhí)行文件，在Node進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，核心模塊就被直接加載進(jìn)內(nèi)存中，所以在引用核心模塊時(shí)，文件定位和編譯執(zhí)行這兩個(gè)步驟可以省略，并且在路徑分析中優(yōu)先判斷，所以它的加載速度時(shí)最快的。通過(guò)require引用核心模塊時(shí)，直接引用即可。如 require('http')

文件模塊是用戶編寫的模塊，它是在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載的，需要完整的路徑分析，文件定位，編譯執(zhí)行的過(guò)程，所以它的速度比核心模塊慢。引用文件模塊的方式分為三種：

1.以.或..開始的相對(duì)路徑文件模塊。

2.以/開始的絕對(duì)路徑文件模塊。

3.非路徑形式的文件模塊（自定義模塊）。

1,2兩種方法用于引用用戶自己編寫的模塊，require會(huì)將路徑轉(zhuǎn)為真實(shí)路徑，并以真實(shí)路徑作為索引，將編譯執(zhí)行的結(jié)果（對(duì)象）存放在緩存中，由于指定了明確的文件位置，其加載速度慢于核心模塊，快于自定義模塊。第3中方式用于引用下載的第三方模塊，這類模塊的查找是最費(fèi)時(shí)的。這里有一個(gè) 模塊路徑 的概念。自定義模塊的查找速度慢的原因就在于此。

/**
   通過(guò)以下代碼，可以看出模塊路徑的生成規(guī)則如下：當(dāng)前目錄下的node_modules目錄，父目錄下的node_modules目錄，沿路徑向上逐級(jí)遞歸，直到根目錄下的node_modules目錄。
 */
 //a.js
 console.log(module.paths) 
 //將打印出如下結(jié)果
 [ 'H:\\Files\\qiuzhao\\please-offer\\node_modules',
  'H:\\Files\\qiuzhao\\node_modules',
  'H:\\Files\\node_modules',
 'H:\\node_modules' 
 ]

1. require('../a.js')
2. require('/a.js')
3. require('koa')

2. 文件定位

1） 文件擴(kuò)展名：CommonJS規(guī)范允許在標(biāo)識(shí)符中不包含文件擴(kuò)展名，這時(shí)候Node會(huì)按照.js,.json,.node的次序補(bǔ)足擴(kuò)展名，依次嘗試。

2）目錄分析和包（自定義模塊）：在分析提供給require的標(biāo)識(shí)符的過(guò)程中，在文件擴(kuò)展名的依次嘗試后，依然沒(méi)有得到對(duì)應(yīng)的文件，卻得到一個(gè)目錄，這在引用自定義模塊并沿著模塊路徑逐個(gè)進(jìn)行查找時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)，此時(shí)Node會(huì)將目錄當(dāng)做一個(gè)包來(lái)處理。這種情況下，Node首先會(huì)在當(dāng)前目錄下查找package.json(包描述文件)，通過(guò)JSON.parse()解析出對(duì)象后，從中取出main屬性指定的文件名進(jìn)行定位，視情況而定會(huì)j擴(kuò)展名的分析。如果main屬性指定的文件名錯(cuò)誤或者根本就沒(méi)有package.json文件，Node會(huì)將index當(dāng)做默認(rèn)文件名，然后進(jìn)行擴(kuò)展名的依次嘗試。如果在目錄分析的過(guò)程中沒(méi)有成功定位到任何文件，則進(jìn)入模塊路徑的下一個(gè)路徑進(jìn)行查找，如果模塊路徑數(shù)組遍歷完畢仍未找到文件，則拋出錯(cuò)誤。

3. 編譯執(zhí)行

在Node中，每個(gè)文件都是一個(gè)模塊，每個(gè)模塊都是一個(gè)對(duì)象，這個(gè)對(duì)象的定義如下：

function Module(id,parent){
    this.id = id
    this.exports = {}
    this.parent = parent
    if(parent&&parent.children){
      parent.push(this)
    }
    this.filename = null
    this.loaded = false
    this.children = []  //當(dāng)前模塊引用的其他模塊會(huì)存儲(chǔ)在這里
  }

在成功定位到文件后，首先Node會(huì) 新建一個(gè)對(duì)象 ，然后會(huì)將文件內(nèi)容載入并編譯執(zhí)行，并 將模塊的exports屬性返回給調(diào)用方 。針對(duì)不同擴(kuò)展名的文件，有不同的載入方法，通過(guò) require.extensions 可以查看系統(tǒng)以及支持的文件加載方式。

1）.js文件：通過(guò)fs模塊 同步 讀取文件后編譯執(zhí)行。

在編譯該類型的文件時(shí)，Node會(huì)對(duì)獲取得文件內(nèi)容進(jìn)行頭尾的包裝，在頭部添加 (function(exports,require,module,__filename,__dirname){\n ,在尾部添加 \n}) 。一個(gè)正常的js文件會(huì)被包裝成如下的樣子：

(function(exports,require,module,__dirname,__filename){
   ... 
  })  //從這里可以看出，node對(duì)模塊的實(shí)現(xiàn)，也借鑒了前端js經(jīng)常使用的利用函數(shù)作用域還形成一個(gè)獨(dú)立的空間，以防污染全局作用域，這里node包裝了這一過(guò)程。

包裝之后的代碼會(huì)通過(guò)vm原生模塊的runInThisContext()方法執(zhí)行（類似eval）,返回一個(gè)具體的function對(duì)象（runInThisContext()的作用在這里就是聲明一個(gè)函數(shù)），最后，將當(dāng)前模塊對(duì)象（別忘了Node在成功定位到文件后，會(huì)首先創(chuàng)建一個(gè)module對(duì)象）的exports屬性，require方法，module本身，以及在之前兩步中得到的完整文件路徑和文件目錄作為參數(shù)傳遞給這個(gè)函數(shù)。這里有一點(diǎn)經(jīng)典的例子：

//當(dāng)我們想為模塊的輸出定義一個(gè)全新的對(duì)象時(shí)
  
  //error
  exports = {}
  
  
  //right
  module.exports = {}
  
  //這樣做的原因時(shí)，exports和modlue.exports指向的是同一個(gè)對(duì)象，而exports={}這種方式，不會(huì)影響module.exports指向的對(duì)象。Node真正返回給調(diào)用者的是module.exports

var val = 10
  var chageVal = function(val){
    val = 100
    console.log(val)
  }
  changeVal(val) //100
  console.log(val) //
  
  /----------------------/
  
  var obj = {
    age:12
  }
  
  var changeName = function(obj){
    obj = {
      age:21
    }
    console.log(obj.age)
  }
  
  changeName(obj) //21
  console.log(obj.age) //12
  
  //出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是，當(dāng)調(diào)用函數(shù)時(shí)，傳入的是變量的副本。

2）.node文件：這是使用C/C++編寫的擴(kuò)展文件，通過(guò)dlopen()方法加載最后編譯執(zhí)行的結(jié)果。dlopen()方法在不同平臺(tái)下有不同的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)libuv兼容層封裝。實(shí)際上,.node的模塊文件不需要編譯，因?yàn)樗蔷帉慍/C++模塊之后編譯生成的，這里只有加載和執(zhí)行的過(guò)程，沒(méi)有編譯的過(guò)程。在執(zhí)行的過(guò)程中，模塊的exports對(duì)象與.node模塊產(chǎn)生聯(lián)系，然后返回給調(diào)用者。

3）.json文件：通過(guò)fs模塊同步讀取文件后，使用JSON.parse()解析后返回結(jié)果。 這種類型的文件是三者中編譯最簡(jiǎn)單的，Node利用fs模塊同步讀取文件內(nèi)容后，調(diào)用JSON.parse()將其解析成對(duì)象，然后將其賦值給模塊對(duì)象的exports，以供外部調(diào)用。

4）.其他擴(kuò)展名文文件：被當(dāng)做.js文件進(jìn)行處理。

模塊的緩存

與前端瀏覽器會(huì)緩存靜態(tài)腳本文件已提高性能一樣，Node對(duì)引用的模塊都會(huì)進(jìn)行緩存，以減少二次引入時(shí)的開銷，不同之處在于，瀏覽器緩存的是文件，Node緩存的是編譯和執(zhí)行后的對(duì)象。require()方法對(duì)相同模塊的二次加載一律采用緩存優(yōu)先的方式，這是第一優(yōu)先級(jí)的。每一個(gè)編譯成功的模塊都會(huì)將其文件路徑做為索引緩存在Module._cache對(duì)象上，Module._cache會(huì)被賦值給require()方法的cache屬性，所以可以通過(guò)require.cache還查看已經(jīng)緩存的模塊。如果不想使用緩存的模塊，可以在被引用的模塊內(nèi)添加 delete require.cache[module.filename] 。

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