本篇文章帶大家了解一下CommonJs規(guī)范和Node的模塊機制，介紹一下Node實現(xiàn)CommonJs規(guī)范的基本流程，希望對大家有所幫助！

在CommonJs規(guī)范提出之前，Javascript是沒有模塊系統(tǒng)的，這意味著我們很難開發(fā)大型的應(yīng)用，因為代碼的組織會比較困難。

什么是CommonJs規(guī)范

首先CommonJS不是Node獨有的東西，CommonJs是一種模塊規(guī)范，定義了如何引用和導(dǎo)出模塊，Nodejs只是實現(xiàn)了這個規(guī)范，CommonJS模塊規(guī)范主要分為模塊引用、模塊定義和模塊標(biāo)識三個部分。

模塊引用

模塊引用就是我們可以通過require引入其它的模塊。

const { add } = require('./add'); const result = add(1 ,2);

模塊定義

一個文件就是一個模塊，模塊里會提供兩個變量，分別為module和exports。module為當(dāng)前模塊本身，exports為要導(dǎo)出的內(nèi)容，同時exports為module的一個屬性，即exports為module.exports。其他模塊通過require導(dǎo)入的內(nèi)容即為module.exports的內(nèi)容。

// add.js exports.add = (a, b) => {     return a + b; }

模塊標(biāo)識

模塊標(biāo)識即為require里面的內(nèi)容，比如require('./add')，則模塊標(biāo)識為./add。

通過CommonJS構(gòu)建的這套模塊導(dǎo)入導(dǎo)出機制使得用戶完全無需考慮變量污染，可以方便的構(gòu)建大型應(yīng)用。

Node的模塊實現(xiàn)

Node實現(xiàn)了CommonJs規(guī)范，并且增加了一些自己需要的特性。Node為了實現(xiàn)CommonJs規(guī)范主要做了以下三件事情：

• 路徑分析

• 文件定位

• 編譯執(zhí)行

路徑分析

當(dāng)執(zhí)行require()的時候，require接收的參數(shù)即為模塊標(biāo)識符，node通過模塊標(biāo)識符來進行路徑分析。路徑分析的目的就是為了通過模塊標(biāo)識符找到這個模塊所在的路徑。首先，node的模塊分為兩類，分別是核心模塊和文件模塊。核心模塊是node自帶的模塊，文件模塊是用戶編寫的模塊。同時文件模塊又分為相對路徑形式的文件模塊、絕對路徑形式的文件模塊和非路徑形式的文件模塊（比如express）。

當(dāng)node找到一個文件模塊之后，會將這個模塊編譯執(zhí)行并且緩存起來，大致原理是將這個模塊的完整路徑作為key，編譯后的內(nèi)容作為值，后續(xù)再第二次引入這個模塊的時候就不需要再進行路徑分析文件定位編譯執(zhí)行這幾個步驟了，可以直接從緩存中讀取編譯好的內(nèi)容。

// 緩存的模塊示意： const cachedModule = {     '/Usr/file/src/add.js': 'add.js編譯后的內(nèi)容',     'http': 'Node自帶的http模塊編譯后的內(nèi)容',     'express': '非路徑形式自定義文件模塊express編譯后的內(nèi)容'     // ... }

當(dāng)要查找require導(dǎo)入的模塊時，查找模塊的順序是先查看緩存里是否已經(jīng)有該模塊，如果緩存里面沒有再查看核心模塊，然后再查找文件模塊。其中路徑形式的文件模塊比較好查找，根據(jù)相對或絕對路徑就可以得到完整的文件路徑。非路徑形式的自定義文件模塊查找起來會相對麻煩一些，Node會從node_modules這個文件夾里去查找是否有這個文件。

node_modules這個目錄在哪里呢，比如說我們當(dāng)前執(zhí)行的文件為/Usr/file/index.js;

/**  * /Usr/file/index.js; */  const { add } = require('add'); const result = add(1, 2);

這個模塊里我們有引入了一個add模塊，這個add不是一個核心模塊也不是一個路徑形式的文件模塊，那么這時候如何找到這個add模塊呢。

module有一個paths的屬性，查找add模塊的路徑在paths這個屬性里，我們可以把這個屬性打出來看一下：

/**  * /Usr/file/index.js; */  console.log(module.paths);

我們在file目錄下執(zhí)行node index.js可以打印出paths的值。paths里的值是一個數(shù)組，如下：

[ '/Usr/file/node_modules', '/Usr/node_modules', '/node_modules', ]

即Node會依次從上面的目錄里尋在是否包含add這個模塊，原理和原型鏈類似。先從當(dāng)前執(zhí)行的文件的同級目錄的node_modules文件夾里開始找，如果沒找到或者沒有node_modules這個目錄，則繼續(xù)往上級查找。

文件定位

路徑分析和文件定位是搭配一起使用的，文件標(biāo)識符可以是不帶后綴的，也可能通過路徑分析找到的是一個目錄或者一個包，這個時候要定位到具體的文件需要一些額外的處理。

文件擴展名分析

const { add } = require('./add');

比如上面這段代碼，文件標(biāo)識符是不帶擴展名的，這個時候node會依次查找是否存在.js、.json、.node文件。

目錄和包分析

同樣是上面這段代碼，通過./add查找到的可能不是一個文件，可能是一個目錄或者包（通過判斷add文件夾下是否有package.json文件來判斷是目錄還是包）。這個時候文件定位的步驟是這樣的：

• 查看是否有package.json文件
  • 有
    • 讀取package.json里的main字段的值作為文件
  • 沒有
    • 尋找目錄下的index作為文件（依次查找index.js、index.json、index.node）

如果package.json里沒有main字段，那么也會將index作為文件，然后進行擴展名分析找到對應(yīng)后綴的文件。

模塊編譯

我們開發(fā)中主要遇到的模塊為json模塊和js模塊。

json模塊編譯

當(dāng)我們require一個json模塊的時候，實際上Node會幫我們使用fs.readFilcSync去讀取對應(yīng)的json文件，得到j(luò)son字符串，然后調(diào)用JSON.parse解析得到j(luò)son對象，再賦值給module.exports，然后給到require。

js模塊編譯

當(dāng)我們require一個js模塊的時候，比如

// index.js const { add } = require('./add');

// add.js exports.add = (a, b) => {     return a + b; }

這個時候發(fā)生了什么呢，為什么我們可以直接在模塊里使用module、exports、require這些變量。這是因為Node在編譯js模塊的時候?qū)δK的內(nèi)容進行了首尾的包裝。

比如add.js這個模塊，實際編譯的時候是會被包裝成類似這樣的結(jié)構(gòu)：

(function(require, exports, module) {   exports.add = (a, b) => {     return a + b;   }   return module.exports; })(require, module.exports, module)

即我們編寫的js文件是會被包裝成一個函數(shù)，我們編寫的只是這個函數(shù)里的內(nèi)容，Node后續(xù)的包裝的過程對我們隱藏了。這個函數(shù)支持傳入一些參數(shù)，其中就包括require、exports和module。

當(dāng)編譯完js文件后，就會執(zhí)行這個文件，node會將對應(yīng)的參數(shù)傳給這個函數(shù)然后執(zhí)行，并且返回module.exports值給到require函數(shù)。