摘要:要想讓模塊再次運(yùn)行,必須清除緩存。用戶(hù)自己編寫(xiě)的模塊,稱(chēng)為文件模塊。并且和指向了同一個(gè)模塊對(duì)象。模塊路徑這是在定位文件模塊的具體文件時(shí)指定的查找策略,具體表現(xiàn)為一個(gè)路徑組成的數(shù)組。
前言
Node應(yīng)用是由模塊組成的,Node遵循了CommonJS的模塊規(guī)范,來(lái)隔離每個(gè)模塊的作用域,使每個(gè)模塊在它自身的命名空間中執(zhí)行。
CommonJS規(guī)范的主要內(nèi)容:
模塊必須通過(guò) module.exports 導(dǎo)出對(duì)外的變量或接口,通過(guò) require() 來(lái)導(dǎo)入其他模塊的輸出到當(dāng)前模塊作用域中。
CommonJS模塊的特點(diǎn):
(1)所有代碼運(yùn)行在當(dāng)前模塊作用域中,不會(huì)污染全局作用域
(2)模塊同步加載,根據(jù)代碼中出現(xiàn)的順序依次加載
(3)模塊可以多次加載,但是只會(huì)在第一次加載時(shí)運(yùn)行一次,然后運(yùn)行結(jié)果就被緩存了,以后再加載,就直接讀取緩存結(jié)果。要想讓模塊再次運(yùn)行,必須清除緩存。
一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:
demo.js
module.exports.name = "Aphasia"; module.exports.getAge = function(age){ console.log(age) }; //需要引入demo.js的其他文件 var person = require("./demo.js")module對(duì)象
根據(jù)CommonJS規(guī)范,每一個(gè)文件就是一個(gè)模塊,在每個(gè)模塊中,都會(huì)有一個(gè)module對(duì)象,這個(gè)對(duì)象就指向當(dāng)前的模塊。module對(duì)象具有以下屬性:
(1)id:當(dāng)前模塊的bi
(2)exports:表示當(dāng)前模塊暴露給外部的值
(3)parent: 是一個(gè)對(duì)象,表示調(diào)用當(dāng)前模塊的模塊
(4)children:是一個(gè)對(duì)象,表示當(dāng)前模塊調(diào)用的模塊
(5)filename:模塊的絕對(duì)路徑
(6)paths:從當(dāng)前文件目錄開(kāi)始查找node_modules目錄;然后依次進(jìn)入父目錄,查找父目錄下的node_modules目錄;依次迭代,直到根目錄下的node_modules目錄
(7)loaded:一個(gè)布爾值,表示當(dāng)前模塊是否已經(jīng)被完全加載
示例:
module.js
module.exports = { name: "Aphasia", getAge: function(age){ console.log(age) } } console.log(module)
執(zhí)行node module.js
1、module.exports從上面的例子我們也能看到,module對(duì)象具有一個(gè)exports屬性,該屬性就是用來(lái)對(duì)外暴露變量、方法或整個(gè)模塊的。當(dāng)其他的文件require進(jìn)來(lái)該模塊的時(shí)候,實(shí)際上就是讀取了該模塊module對(duì)象的exports屬性。
簡(jiǎn)單的使用示例
module.exports = "Aphasia"; module.exports.name = "Aphasia"; module.exports = function(){ //dosomething } module.exports = { name: "Aphasia", getAge: function(){ //dosomething } }2、exports對(duì)象
一開(kāi)始我很郁悶,既然module.exports就能滿(mǎn)足所有的需求,為什么還有個(gè)exports對(duì)象呢?其實(shí),二者之間有下面的關(guān)系
(1)首先,exports和module.exports都是引用類(lèi)型的變量,而且這兩個(gè)對(duì)象指向同一塊內(nèi)存地址。在node中,二者一開(kāi)始都是指向一個(gè)空對(duì)象的
exports = module.exports = {};
可以在REPL環(huán)境中直接運(yùn)行下面代碼module.exports,結(jié)果會(huì)輸出一個(gè){}
(2)其次,exports對(duì)象是通過(guò)形參的方式傳入的,直接賦值形參會(huì)改變形參的引用,但是并不能改變作用域外的值。這句話(huà)是什么意思呢?我們舉個(gè)例子。
var module = { exports: {} } var exports = module.exports function change(exports) { //為形參添加屬性,是會(huì)同步到外部的module.exports對(duì)象的 exports.name = "Aphasia" //在這里修改了exports的引用,并不會(huì)影響到module.exports exports = { age: 24 } console.log(exports) //{ age: 24 } } change(exports) console.log(module.exports) //{exports: {name: "Aphasia"}}
現(xiàn)在明白了吧?其實(shí)我們?cè)谀K中像下面的代碼那樣,直接給exports賦值,會(huì)改變當(dāng)前模塊內(nèi)部的形參exports對(duì)象的引用,也就是說(shuō)當(dāng)前的exports已經(jīng)跟外部的module.exports對(duì)象沒(méi)有任何關(guān)系了,所以這個(gè)改變是不會(huì)影響到module.exports的。因此,下面的這種方式是沒(méi)有任何效果的,所有的屬性和方法都不會(huì)被拋出。
//以下操作都是不起作用的 exports = "Aphasia"; exports = function(){ console.log("Aphasia") }
其實(shí)module.exports就是為了解決上述exports直接賦值,會(huì)導(dǎo)致拋出不成功的問(wèn)題而產(chǎn)生的。有了它,我們就可以這樣來(lái)拋出一個(gè)模塊了。
//這些操作都是合法的 exports.name = "Aphasia"; exports.getName = function(){ console.log("Aphasia") } //相當(dāng)于下面的方式 module.exports = { name: "Aphasia", getName: function(){ console.log("Aphasia") } }
這樣就不用每次把要拋出的對(duì)象或方法賦值給exports的屬性了 ,直接采用對(duì)象字面量的方式更加方便。
模塊實(shí)例的require方法1、node中引入模塊的機(jī)制我們都知道,當(dāng)使用exports或者module.exports拋出一個(gè)模塊,通過(guò)給require()方法傳入模塊標(biāo)識(shí)符參數(shù),然后node根據(jù)一定的規(guī)則引入該模塊之后,我們就能使用模塊中定義的方法和屬性了。這里要講的就是node的模塊引入規(guī)則。
在Node中引入模塊,需要經(jīng)歷3個(gè)步驟
(1)路徑分析
(2)文件定位
(3)編譯執(zhí)行
在Node中,模塊一般分為兩種
(1)Node提供的模塊,例如http、fs等,稱(chēng)為核心模塊。核心模塊在node源代碼編譯的過(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)的時(shí)候,部分核心模塊就直接加載進(jìn)內(nèi)存中了,因此這部分模塊是不用經(jīng)歷上述的(2)(3)兩個(gè)步驟的,而且在路徑分析中是優(yōu)先判斷的,因此加載速度最快。
(2)用戶(hù)自己編寫(xiě)的模塊,稱(chēng)為文件模塊。文件模塊是按需加載的,需要經(jīng)歷上述的三個(gè)步驟,速度較慢。
優(yōu)先從緩存中加載
與瀏覽器會(huì)緩存靜態(tài)腳本文件以提高頁(yè)面性能一樣,Node對(duì)引入過(guò)的模塊也會(huì)進(jìn)行緩存。不同的地方是,node緩存的是編譯執(zhí)行之后的對(duì)象而不是靜態(tài)文件。這一點(diǎn)我們可以用下面的方式來(lái)驗(yàn)證。
modA.js
console.log("模塊modA開(kāi)始加載...") exports = function() { console.log("Hi") } console.log("模塊modA加載完畢")
init.js
var mod1 = require("./modA") var mod2 = require("./modA") console.log(mod1 === mod2)
執(zhí)行node init.js,運(yùn)行結(jié)果:
雖然我們兩次引入modA這個(gè)模塊,但是模塊中的代碼其實(shí)只執(zhí)行了一遍。并且mod1和mod2指向了同一個(gè)模塊對(duì)象。
下面是Module._load的源碼:
Module._load = function(request, parent, isMain) { // 計(jì)算絕對(duì)路徑 var filename = Module._resolveFilename(request, parent); // 第一步:如果有緩存,取出緩存 var cachedModule = Module._cache[filename]; if (cachedModule) { return cachedModule.exports; // 第二步:是否為內(nèi)置模塊 if (NativeModule.exists(filename)) { return NativeModule.require(filename); } // 第三步:生成模塊實(shí)例,存入緩存 var module = new Module(filename, parent); Module._cache[filename] = module; // 第四步:加載模塊 try { module.load(filename); hadException = false; } finally { if (hadException) { delete Module._cache[filename]; } } // 第五步:輸出模塊的exports屬性 return module.exports; };
對(duì)應(yīng)流程如下圖所示:
路徑分析
模塊標(biāo)識(shí)符分析:
(1)核心模塊,如http、fs、path
(2)以. 或..開(kāi)始的相對(duì)路徑文件模塊
(3)以/開(kāi)始的絕對(duì)路徑文件模塊
(4)非路徑形式的文件模塊
1)核心模塊:優(yōu)先級(jí)僅次于緩存,加載速度最快;如果自定義模塊與核心模塊名稱(chēng)相同,加載是不會(huì)成功的。若想加載成功,必須選擇一個(gè)不同的名稱(chēng)或者換用路徑。
2)路徑形式的文件模塊:以. || .. || /開(kāi)始的標(biāo)識(shí)符,都會(huì)被當(dāng)做文件模塊來(lái)處理。在加載的過(guò)程中,require方法會(huì)將路徑轉(zhuǎn)換為真實(shí)的路徑,加載速度僅次于核心模塊
3) 非路徑形式的自定義模塊:這是一種特殊的文件模塊,可能是一個(gè)文件或者包的形式。查找這類(lèi)模塊的策略類(lèi)似于JS中作用域鏈,Node會(huì)逐個(gè)嘗試模塊路徑中的路徑,直到找到目標(biāo)文件為止。
模塊路徑: 這是Node在定位文件模塊的具體文件時(shí)指定的查找策略,具體表現(xiàn)為一個(gè)路徑組成的數(shù)組。
可以在REPL環(huán)境中輸出Module對(duì)象,查看其path屬性的方式查看上述數(shù)組
文件定位:
文件擴(kuò)展名分析
require()分析的標(biāo)識(shí)符可以不包含擴(kuò)展名,node會(huì)按.js、.node、.json的次序補(bǔ)足擴(kuò)展名,依次嘗試
目標(biāo)分析和包
如果在擴(kuò)展名分析的步驟中,查找不到文件而是查找到相應(yīng)目錄,此時(shí)node會(huì)將目錄當(dāng)做包來(lái)處理,進(jìn)行下一步分析查找當(dāng)前目錄下package.json中的main屬性指定的文件名,若查找不成功則依次查找index.js,index.node,index.json。
如果目錄分析的過(guò)程中沒(méi)有定位到任何文件,則自定義模塊會(huì)進(jìn)入下一個(gè)模塊路徑繼續(xù)查找,直到所有的模塊路徑都遍歷完畢,依然沒(méi)找到則拋出查找失敗的異常。
參考源碼
在Module._load方法的內(nèi)部調(diào)用了Module._findPath這個(gè)方法,這個(gè)方法是用來(lái)返回模塊的絕對(duì)路徑的,源碼如下:
Module._findPath = function(request, paths) { // 列出所有可能的后綴名:.js,.json, .node var exts = Object.keys(Module._extensions); // 如果是絕對(duì)路徑,就不再搜索 if (request.charAt(0) === "/") { paths = [""]; } // 是否有后綴的目錄斜杠 var trailingSlash = (request.slice(-1) === "/"); // 第一步:如果當(dāng)前路徑已在緩存中,就直接返回緩存 var cacheKey = JSON.stringify({request: request, paths: paths}); if (Module._pathCache[cacheKey]) { return Module._pathCache[cacheKey]; } // 第二步:依次遍歷所有路徑 for (var i = 0, PL = paths.length; i < PL; i++) { var basePath = path.resolve(paths[i], request); var filename; if (!trailingSlash) { // 第三步:是否存在該模塊文件 filename = tryFile(basePath); if (!filename && !trailingSlash) { // 第四步:該模塊文件加上后綴名,是否存在 filename = tryExtensions(basePath, exts); } } // 第五步:目錄中是否存在 package.json if (!filename) { filename = tryPackage(basePath, exts); } if (!filename) { // 第六步:是否存在目錄名 + index + 后綴名 filename = tryExtensions(path.resolve(basePath, "index"), exts); } // 第七步:將找到的文件路徑存入返回緩存,然后返回 if (filename) { Module._pathCache[cacheKey] = filename; return filename; } } // 第八步:沒(méi)有找到文件,返回false return false; };3、清除緩存
根據(jù)上述的模塊引入機(jī)制我們知道,當(dāng)我們第一次引入一個(gè)模塊的時(shí)候,require的緩存機(jī)制會(huì)將我們引入的模塊加入到內(nèi)存中,以提升二次加載的性能。但是,如果我們修改了被引入模塊的代碼之后,當(dāng)再次引入該模塊的時(shí)候,就會(huì)發(fā)現(xiàn)那并不是我們最新的代碼,這是一個(gè)麻煩的事情。如何解決呢?
查看require對(duì)象
require(): 加載外部模塊
require.resolve():將模塊名解析到一個(gè)絕對(duì)路徑
require.main:指向主模塊
require.cache:指向所有緩存的模塊
require.extensions:根據(jù)文件的后綴名,調(diào)用不同的執(zhí)行函數(shù)
解決方法
//刪除指定模塊的緩存 delete require.cache[require.resolve("/*被緩存的模塊名稱(chēng)*/")] // 刪除所有模塊的緩存 Object.keys(require.cache).forEach(function(key) { delete require.cache[key]; })
然后我們?cè)僦匦聄equire進(jìn)來(lái)需要的模塊就可以了。
參考鏈接通過(guò)源碼解析 Node.js 中一個(gè)文件被 require 后所發(fā)生的故事
阮一峰--CommonJS規(guī)范
Nodejs源碼--GitHub
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