Node中模块实现历程的具体介绍（附示例）
CommonJS 定义了 module、exports 和 require 模块标准，Node.js 为了实现这个简便的标准，从底层 C/C++ 内建模块到 JavaScript 中心模块，从途径剖析、文件定位到编译施行，经历了一系列复杂的历程。简便的理解 Node 模块的道理，有益于我们从新认识基于 Node 搭建的框架。
一、CommonJS 模块标准
CommonJS 标准或标准简便来说是一种理论，它盼望 JavaScript 可以具备跨宿主环境施行的能力，不仅可以开发客户端利用，还可以开发效劳端利用、命令行工具、桌面图形界面利用等。
CommonJS 标准对模块的定义分为三个部分：
模块定义
在模块中存在module对象代表模块本身，模块上下文供给exports属性 ，将办法挂载在exports对象上即可以定义输出方式，例如：
// math.js
exports.add = function(){ //...}模块援用
module供给require()办法引入外部模块的 API 到当前的上下文中：
var math = require('math')模块标识模块标识实际就是传递给require()办法中的参数，可以是按小驼峰（camelCase）命名的字符串，也可以是文件途径。
Node.js 借鉴了 CommonJS 标准的设计，特殊是 CommonJS 的 Modules 标准，实现了一套模块系统，同时 NPM 实现了 CommonJS 的 Packages 标准，模块和包组成了 Node 利用开发的根基。
二、Node 模块加载道理
上述模块标准看起来十分简便，只要module、exports和require，但 Node 是怎样实现的呢？
需要经历途径剖析（模块的完全途径）、文件定位（文件扩展名或名目）、编译施行三个步骤。
2.1 途径剖析
回忆require()接收 模块标识 作为参数来引入模块，Node 就是基于这个标识符停止途径剖析。不一样的标识符采纳的剖析方式是不一样的，主要分为一下几类：
Node 供给的中心模块，如 http、fs、path
中心模块在 Node 源码编译时存为二进制施行文件，在 Node 启动时直接加载到内存中，途径剖析中优先推断，所以加载速度很快，并且也不消后续的文件定位和编译施行。
假如想加载与中心模块同名的自定义模块，如自定义 http 模块，那必需选用不一样标记符或改用途径方式。
途径情势的文件模块，.、..相对途径模块和/绝对途径模块
以.、..或/开端的标识符都会当做文件模块处置，Node 会将require()中的途径转为真实途径作为索引，然后编译施行。
由于文件模块明白了文件位置，所以缩短了途径剖析时间，加载速度仅慢与中心模块。
自定义模块，即非途径情势的文件模块
即不是中心模块，也不是途径情势的文件模块，自定义文件是非凡的文件模块，在途径查寻时 Node 会逐级查寻该模块途径中的途径。
模块途径查寻战略示例如下：
// paths.js console.log(module.paths) // Terminal $ node paths.js [ '/Users/tong/WebstormProjects/testNode/node_modules', '/Users/tong/WebstormProjects/node_modules', '/Users/tong/node_modules', '/Users/node_modules', '/node_modules' ]
从上述示例输出的模块途径数组可以看出，模块的查寻时沿当前途径向上逐级查寻node_modules名目，直到目标途径为止，相似 JS 原型链或作用域链。途径越深速度越慢，所以自定义模块加载速度最慢。
缓存优先机制：Node 会对引入过的模块停止缓存以提高机能，不一样于阅读器缓存的是文件，Node 缓存的是编译和施行后的对象，所以require()对雷同模块的二次加载采纳缓存优先的方式。这个缓存优先是第一优先级的，比中心模块的优先级要高！
2.2 文件定位
模块途径剖析完成后是文件定位，主要包罗文件扩展名的剖析、名目和包的处置。为了表达的更清楚，将文件定位分为四个步骤：
step1: 补充扩展名
平常require()中的标识符是不包括文件扩展名的，这种状况下，Node会依照 .js、.json、.node 的次序尝试补充扩展名。
在尝试补充扩展名时，需要调取 fs 模块同步堵塞式推断文件可否存在，所以这里晋升机能的小技巧，就是 .json 和 .node 文件传递给require()时带上扩展名会加快一些速度。
step2: 名目处置查寻 pakage.json
假如补充扩展名后没有寻到对应文件，但是得到了一个名目，此时 Node会将名目当做一个包处置。根据 CommonJS 包标准的实现，Node 会在名目下查寻pakage.json（包描写文件），通过JSON.parse()解析成包描写对象，从中取main属性指定的文件名定位。
step3: 连续默许查寻 index 文件
假如没有pakage.json或者main属性指定的文件名错误，那 Node 会将 index 当做默许文件名，顺次查寻 index.js、index.json、index.node
step4: 进入下一个模块途径
在上述名目剖析历程中没有成功定位时，自定义模块按途径查寻战略进入上一层node_modules名目，当整个模块途径数组遍历完毕后没有定位到文件，则会抛出查寻失败非常。
缓存加载的优化战略使得二次引入不需要途径剖析、文件定位、编译施行这些历程，并且中心模块也不需要文件定位的历程，这大大提高了再次加载模块时的效力
2.3 编译施行
Node 中每个模块都是一个对象，在详细定位到文件后，Node 会创建该模块对象，然后按照途径载入并编译。不一样的文件扩展名载入办法为：
.js 文件: 通过 fs 模块同步读取后编译施行.json 文件: 通过 fs 模块同步读取后，用JSON.parse()解析并返回结果.node 文件: 这是用 C/C++ 写的扩展文件，通过process.dlopen()办法加载最后编译生成的其他扩展名: 都被当做 js 文件载入
载入成功后 Node 会调取详细的编译方式将文件施行后返回给调取者。关于 .json 文件的编译最简便，JSON.parse()解析得到对象后直接赋值给模块对象的exports，而 .node 文件是C/C++编译生成的，Node 直接调取process.dlopen()载入施行就可以，下面重点介绍 .js 文件的编译：
在 CommonJS 模块标准中有module、exports 和 require 这3个变量，在 Node API 文档中每个模块还有 __filename、__dirname这两个变量，但是在模块中没有定义这些变量，那它们是如何发生的呢？
事实上在编译历程中，Node 对每个 JS 文件都被停止了封装，例如一个 JS 文件会被封装成如下：
(function (exports, require, module, __filename, __dirname) {
var math = require('math')
export.add = function(){ //... }
})第一每个模块文件之间都停止了作用域隔离，通过vm原生模块的runInThisContext()办法（相似 eval）返回一个详细的 function 对象，最后将当前模块对象的exports属性、require()办法、模块对象本身module、文件定位时得到的完全途径__filename和文件名目__dirname作为参数传递给这个 function 施行。模块的exports属性上的任何办法和属性都可以被外部调取，其余的则不成被调取。
至此，module、exports 和 require的流程就介绍完了。
曾经困惑过，每个模块都可以使用exports的状况下，为什么还必需用module.exports。
这是由于exports在编译历程中时通过形参传入的，直接给exports形参赋值只改动形参的援用，不克不及改动作用域外的值，例如：
let change = function (exports) {
exports = 100
console.log(exports)
}
var exports = 2
change(exports) // 100
console.log(exports) // 2所以直接赋值给module.exports对象就不会改动形参的援用了。
编译成功的模块会将文件途径作为索引缓存在 Module._cache 对象上，途径剖析时优先查寻缓存，提高二次引入的机能。
三、Node 中心模块
总结来说 Node 模块分为Node供给的中心模块和会员编写的文件模块。文件模块是在运转时动态加载，包罗了上述完全的途径剖析、文件定位、编译施行这些历程，中心模块在Node源码编译成可施行文件时存为二进制文件，直接加载在内存中，所以不消文件定位和编译施行。
中心模块分为 C/C++ 编写的和 JavaScript 编写的两部分，在编译所有 C/C++ 文件此前，编译程序需要将所有的 JavaScript 中心模块编译为 C/C++ 可施行代码，编译成功的则放在 NativeModule._cache对象上，明显和文件模块 Module._cache的缓存位置不一样。
在中心模块中，有些模块由纯 C/C++ 编写的内建模块，主要供给 API 给 JavaScript 中心模块，平常不克不及被会员直接调取，而有些模块由 C/C++ 完成中心部分，而 JavaScript 实现封装和向外输出，如 buffer、fs、os 等。
所以在Node的模块类型中存在依靠层级关系：内建模块（C/C++）—> 中心模块（JavaScript）—> 文件模块。
使用require()十分的利便，但从 JavaScript 到 C/C++ 的历程十分复杂，总结来说需要经历 C/C++ 层面内建模块的定义、（JavaScript）中心模块的定义和引入乃至（JavaScript）文件模块的引入。
四、前端模块标准
对照前后端的 JavaScript，阅读器端的 JavaScript 需要经历从统一个效劳器端分发到多个客户端施行，通过网络加载代码，瓶颈在于宽带；而效劳器端 JavaScript 雷同代码需要屡次施行，通过磁盘加载，瓶颈在于 CPU 和内存，所之前后端的 JavaScript 在 Http 两端的职责完全不消。
Node 模块的引入几乎是同步的，而前端模块假如同步引入，那足本加载需要太长的时间，所以 CommonJS 为后端 JavaScript 拟定的标准不适合前端。而后显现 AMD 和 CMD 用于前端利用场景。
4.1 AMD 标准
AMD 即异步模块定义（Asynchronous Module Definition）,模块定义为：
define(id?, dependencies?, factory);
AMD 模块需要用define明白定义一个模块，其中模块id与依靠dependencies是可选的，factory的内容就是实际代码的内容。例如指定一些依靠到模块中：
define(['dep1', 'dep2'], function(){
// module code
});require.js 实现 AMD 标准的模块化，感乐趣的可以查看 require.js 的文档。
4.2 CMD 标准
CMD 模块的定义愈加简便：
define(factory);
定义的模块同 Node 模块一样是隐式包装，在依靠部分支撑动态引入，例如：
define(function(require, exports, module){
// module code
});require、exports、module通过形参传递给模块，需要依靠模块时直接使用require()引入。
sea.js 实现 AMD 标准的模块化，感乐趣的可以查看 sea.js 的文档。
以上就是Node中模块实现历程的具体介绍（附示例）的具体内容，更多请关注百分百源码网其它相关文章！
