nodejs模块系统源码分析

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什么是模块

总体来说，在Node.js中，每个文件都被视为一个模块，而模块是 Node.js 的核心概念之一。

模块系统是 Node.js 的一个重要组成部分，它是 Node.js 的一个基本特性。从它的名称我们可以知道，模块系统有助于将一个程序分解为更小、更易于维护的部分，这可以让开发者更容易地使用和共享代码。

Node.js 模块系统包含一个简单容器，例如使用 "require" 加载一个模块时，Node.js 会创建一个新的 "module" 对象，然后将这个对象传递给加载的模块代码。模块代码可以通过将自己与这个 "module" 对象中的属性关联来扩展它。

模块加载流程

在Node.js的模块系统中，模块分为两种，分别是系统模块和用户模块。系统模块就是 Node.js 核心库提供的一些模块，而用户模块则是开发者自主创建的模块。

在使用 require() 加载模块时，Node.js 会根据指定的模块名查找是否存在该模块，如果存在，则会加载该模块，如果不存在，则会抛出一个错误。

模块加载流程如下：

1. 从缓存中加载：首先 Node.js 会检查模块是否存在缓存中，如果存在，直接返回该模块的缓存结果。缓存存储在 Module._cache 对象中。

2. 判断是否是系统模块：如果该模块不存在于缓存中，但其是 Node.js 核心模块，那么直接返回该模块。

3. 文件模块的加载：如果该模块既不在缓存中，也不是核心模块，那么就会进入文件模块的加载流程：

4. 创建模块对象：创建一个新的 Module 对象，并保存在 Module._cache 对象中。

5. 根据模块名确定模块文件名：Node.js会根据模块名和当前文件夹路径拼接出一个文件路径。

6. 尝试加载文件：Node.js 会根据确定的文件名，读取相应的文件内容。

7. 编译文件：Node.js 会将文件内容交给编译器进行编译，具体是使用了 V8 引擎中的 vm.Script 新建一个 Script 对象，接着使用该 Script 对象或者 fs.readFileSync 返回的 Buffer 实例对象来进行编译。

8. 执行代码：最后，Node.js 将代码加到模块对象中，并且将该模块对象存储在缓存中以备下次加载使用。

示例说明

示例 1

我们首先新建一个模块，存放在 example.js 文件中，如下所示：

// example.js
exports.x = 10;

然后，我们新建一个 app.js 文件，通过 require() 方法加载这个文件，如下所示：

// app.js
const example = require('./example');
console.log(example.x);  // 10

运行 app.js 文件，我们将会得到如下结果：

10

这个示例主要演示了如何创建一个文件模块，然后通过 require() 加载该模块，从而获得该模块导出的内容。

示例 2

我们可以创建一个目录，然后将目录当作一个模块进行加载。这个目录中必须包含一个 index.js 文件，这个文件就是模块的入口文件。

下面是一个示例，新建一个名为 mymodule 的目录，并且在该目录下创建一个 index.js 文件：

mymodule/
└── index.js

在 index.js 文件中，我们导出一些内容：

// index.js
exports.x = 10;
exports.y = 20;

然后在根目录下，我们新建另外一个 app.js 文件，使用 require() 方法加载 mymodule 目录，如下所示：

// app.js
const fs = require('fs');
const mymodule = require('./mymodule');
console.log(mymodule.x, mymodule.y);  // 10 20

在 app.js 中，我们通过 require() 加载 mymodule 目录，然后访问 mymodule 导出的 x 和 y 变量。

运行 app.js 文件，我们得到的输出以及示例 1 中的输出是一样的：

10 20

这个示例演示了如何创建一个目录模块，然后通过 require() 加载该模块，并访问该模块导出的内容。

结论

Node.js 模块系统是 Node.js 的基本组成部分，它使得开发者可以更容易地使用和共享代码。我们可以通过 require() 来加载模块，同时了解了模块加载的流程，以及如何创建和使用模块。