Node系列 — 模块 requrie 机制

CommonJS 规范

Node 的发展使得 npm 模块库的内容日益丰富，这些 npm 的生成也遵循着 CommonJs 的规范。如今对于前端开发者已经离不开 npm ，所以 CommonJs 的规范及 require()加载机制对于开发者来说也就极其重要。

CommonJs 对于模块的定义分为 模块引用、模块定义、模块标识 三个部分

模块引用

const sum = require('sum')
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模块定义

在 CommonJs 规范中，使用 require方法来引入模块。在模块中的上下文提供了一个 exports 对象和 module.exports 对象用于导出当前模块的变量或方法。

module.exports 导出模块：

module.exports = {
   a: 2
}
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exports 导出模块：

exports.a = 2
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关于 exports、module.exports 的区别：require方法加载到的只有 module.exports 这个对象，而我们在编写模块时用到的 exports 对象实际上只是对module.exports 的引用

模块标识

模块标识就是 require() 的时候传入的参数。
标识符代表着包名，也可以是以 .、 ..开头的相对路径或者绝对路径。

模块实现

在 Node 中模块分为两类：

• 一类是 Node 内置模块，又称为核心模块（http、fs等）
• 一类是用户自定义模块，又称为文件模块

当我们在当前上下文中引入模块时，需要经历以下四个步骤：

1. 缓存加载
2. 路径分析
3. 文件定位
4. 文件编译执行

模块缓存加载

不论是核心模块还是文件模块，Node 对引入过的模块都会进行缓存，以减少二次引入时的开销。Node 缓存的是编译过的对象。缓存加载是第一优先级，核心模块的缓存加载会优先于文件模块的缓存。

路径分析

const sum = require('sum')
const sum = require('../sum')
const sum = require('/sum')
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require方法接受一个模块标识符作为参数，sum、 ../sum、/sum 即为模块标识符。Node 正是基于这样的标识符进行模块查找。

标识符分类：

• 核心模块， http , fs , path 等
• 以 . 或 .. 开头的相对路径模块
• 以 / 开头的绝对路径模块
• 自定义模块，比如众多 npm 包

核心模块的加载：

核心模块的加载仅此于缓存加载，在 Node 进程启动时，核心模块就被编译为二进制代码加载进内存中。

PS: 如果想加载一个标识符与核心模块相同的模块，我们必须换一个标识符或者换用路径的方式加载。

这里测试一下， 新建 test.js 和 http.js 在同一目录下：
新建一个 test.js 文件：

const a = require('http')
console.log(a)
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新建一个 http.js 文件

module.exports = {
    a : 1
}
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打印如下：

由此可见，打印内容为 http 模块内容。如果我们试图加载一个与核心模块标识符相同的模块，读取的还是核心模块。那如何加载与核心模块相同标识符的模块，可以采用相对路径的方式或修改标识符。
修改一下以相对路径方式引入：

const a = require('./http')
console.log(a)
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效果如下：

路径形式的模块

以 .和 ..开头的标识符，在引入时会将相对路径转换为绝对路径，并以绝对路径为索引将文件编译执行后的对象添加到缓存，在二级加载时更快。

文件模块的加载指明了文件的位置，所以在查找的过程中很快，加载速度慢于核心模块。

自定义模块

自定义模块通常是指开发者自行封装的模块，比如丰富的 npm 社区，Node 在加载自定义模块的时候会遵循一套路径规则，该规则表现为一套路径数组。
关于数组的详细规则，我们可以自行测试：
创建一个测试文件，find_path.js

console.log(module.paths)
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Mac 系统下，输出路径数组如下

[
  '/Users/zjg/study/demo/node_modules',
  '/Users/zjg/study/node_modules',
  '/Users/zjg/node_modules',
  '/Users/node_modules',
  '/node_modules'
]
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可以看出，模块路径查找的规则是这样：

1. 查找当前文件目录下的 node_modules 目录
2. 查找父目录下的 node_modules 目录
3. 父目录的父目录下的 node_modules 目录
4. …
5. 根目录下的 node_modules 目录

这种查询目录的方式和 JavaScript 的原型链或作用域的查询方式很类似。

文件定位

当我们使用 require() 的时候，如果标识符中不包含文件扩展名，比如

require('mytest')
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这种情况下，Node 会按照 .js 、.json 、.node 的次序补充扩展名尝试加载模块。

如果 mytest 是一个 npm 包文件，Node 通过补充文件扩展名没有找到对应文件，找到的是一个目录，这时 Node 会把这个目录当作一个包来处理。

Node 对 CommpnJs 包规范做了一定支持，首先，Node 会在当前包目录下找到 packsge.json 文件，通过 JSON.parse() 解析出包描述对象，找到 main 属性指定的入口文件位置。如果没有文件扩展名，则先进行扩展名分析。如果 main 属性指定的文件不存在，或者当前包目录没有 package.josn 文件， Node 则会尝试查找 index 文件名，一次查找 index.js、 index.josn、 inndex.node。

如果当前目录分析没有找模块，Node 则按照模块路径数组下一个目录开始查找，依次查找完成，如果最终没有找到模块，则会抛出错误，以上便是 Node 加载一个模块时所做的全部处理。