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Node.js入門：模塊機(jī)制

everfight / 3506人閱讀

摘要：模塊載入策略的模塊分為兩類，一類為原生核心模塊，一類為文件模塊。最后傳入對象的，方法，，文件名，目錄名作為實(shí)參并執(zhí)行。在這個(gè)主文件中，可以通過方法去引入其余的模塊。以上所描述的模塊載入機(jī)制均定義在中。

CommonJS規(guī)范?

早在Netscape誕生不久后，JavaScript就一直在探索本地編程的路，Rhino是其代表產(chǎn)物。無奈那時(shí)服務(wù)端JavaScript走的路均是參考眾多服務(wù)器端語言來實(shí)現(xiàn)的，在這樣的背景之下，一沒有特色，二沒有實(shí)用價(jià)值。但是隨著JavaScript在前端的應(yīng)用越來越廣泛，以及服務(wù)端JavaScript的推動，JavaScript現(xiàn)有的規(guī)范十分薄弱，不利于JavaScript大規(guī)模的應(yīng)用。那些以JavaScript為宿主語言的環(huán)境中，只有本身的基礎(chǔ)原生對象和類型，更多的對象和API都取決于宿主的提供，所以，我們可以看到JavaScript缺少這些功能：

JavaScript沒有模塊系統(tǒng)。沒有原生的支持密閉作用域或依賴管理。?

JavaScript沒有標(biāo)準(zhǔn)庫。除了一些核心庫外，沒有文件系統(tǒng)的API，沒有IO流API等。?

JavaScript沒有標(biāo)準(zhǔn)接口。沒有如Web Server或者數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一接口。?

JavaScript沒有包管理系統(tǒng)。不能自動加載和安裝依賴。?

于是便有了CommonJS（http://www.commonjs.org）規(guī)范的出現(xiàn)，其目標(biāo)是為了構(gòu)建JavaScript在包括Web服務(wù)器，桌面，命令行工具，及瀏覽器方面的生態(tài)系統(tǒng)。CommonJS制定了解決這些問題的一些規(guī)范，而Node.js就是這些規(guī)范的一種實(shí)現(xiàn)。Node.js自身實(shí)現(xiàn)了require方法作為其引入模塊的方法，同時(shí)NPM也基于CommonJS定義的包規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了依賴管理和模塊自動安裝等功能。這里我們將深入一下Node.js的require機(jī)制和NPM基于包規(guī)范的應(yīng)用。

簡單模塊定義和使用

在Node.js中，定義一個(gè)模塊十分方便。我們以計(jì)算圓形的面積和周長兩個(gè)方法為例，來表現(xiàn)Node.js中模塊的定義方式。

1 var PI = Math.PI; 
2 exports.area = function (r) { 
3  return PI * r * r; 
4 }; 
5 exports.circumference = function (r) {
 6  return 2 * PI * r; 
7 };
}//歡迎加入全棧開發(fā)交流圈一起學(xué)習(xí)交流：582735936 ]//面向1-3年前端人員 } //幫助突破技術(shù)瓶頸，提升思維能力

將這個(gè)文件存為circle.js，并新建一個(gè)app.js文件，并寫入以下代碼：

1 var circle = require("./circle.js"); 
2 console.log( "The area of a circle of radius 
3 is " + circle.area(
4));

可以看到模塊調(diào)用也十分方便，只需要require需要調(diào)用的文件即可。

在require了這個(gè)文件之后，定義在exports對象上的方法便可以隨意調(diào)用。Node.js將模塊的定義和調(diào)用都封裝得極其簡單方便，從API對用戶友好這一個(gè)角度來說，Node.js的模塊機(jī)制是非常優(yōu)秀的。

模塊載入策略

Node.js的模塊分為兩類，一類為原生（核心）模塊，一類為文件模塊。原生模塊在Node.js源代碼編譯的時(shí)候編譯進(jìn)了二進(jìn)制執(zhí)行文件，加載的速度最快。另一類文件模塊是動態(tài)加載的，加載速度比原生模塊慢。但是Node.js對原生模塊和文件模塊都進(jìn)行了緩存，于是在第二次require時(shí)，是不會有重復(fù)開銷的。其中原生模塊都被定義在lib這個(gè)目錄下面，文件模塊則不定性。

node app.js

由于通過命令行加載啟動的文件幾乎都為文件模塊。我們從Node.js如何加載文件模塊開始談起。加載文件模塊的工作，主要由原生模塊module來實(shí)現(xiàn)和完成，該原生模塊在啟動時(shí)已經(jīng)被加載，進(jìn)程直接調(diào)用到runMain靜態(tài)方法。

1 // bootstrap main module. 
2 Module.runMain = function () {
 3     // Load the main module--the command line argument. 
4     Module._load(process.argv[1], null, true); 5 };

_load靜態(tài)方法在分析文件名之后執(zhí)行

var module = new Module(id, parent);

并根據(jù)文件路徑緩存當(dāng)前模塊對象，該模塊實(shí)例對象則根據(jù)文件名加載。

module.load(filename);

實(shí)際上在文件模塊中，又分為3類模塊。這三類文件模塊以后綴來區(qū)分，Node.js會根據(jù)后綴名來決定加載方法。

.js。通過fs模塊同步讀取js文件并編譯執(zhí)行。?

.node。通過C/C++進(jìn)行編寫的Addon。通過dlopen方法進(jìn)行加載。?

.json。讀取文件，調(diào)用JSON.parse解析加載。

這里我們將詳細(xì)描述js后綴的編譯過程。Node.js在編譯js文件的過程中實(shí)際完成的步驟有對js文件內(nèi)容進(jìn)行頭尾包裝。

以app.js為例，包裝之后的app.js將會變成以下形式：

1 (function (exports, require, module, __filename, __dirname) { 
2     var circle = require("./circle.js"); 
3     console.log("The area of a circle of radius
 4 is " + circle.area(4)); 4 });

這段代碼會通過vm原生模塊的runInThisContext方法執(zhí)行（類似eval，只是具有明確上下文，不污染全局），返回為一個(gè)具體的function對象。最后傳入module對象的exports，require方法，module，文件名，目錄名作為實(shí)參并執(zhí)行。

這就是為什么require并沒有定義在app.js 文件中，但是這個(gè)方法卻存在的原因。從Node.js的API文檔中可以看到還有__filename、__dirname、module、exports幾個(gè)沒有定義但是卻存在的變量。其中__filename和__dirname在查找文件路徑的過程中分析得到后傳入的。module變量是這個(gè)模塊對象自身，exports是在module的構(gòu)造函數(shù)中初始化的一個(gè)空對象（{}，而不是null）。

在這個(gè)主文件中，可以通過require方法去引入其余的模塊。而其實(shí)這個(gè)require方法實(shí)際調(diào)用的就是load方法。

load方法在載入、編譯、緩存了module后，返回module的exports對象。這就是circle.js文件中只有定義在exports對象上的方法才能被外部調(diào)用的原因。

以上所描述的模塊載入機(jī)制均定義在lib/module.js中。

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