注： 1. 本文涉及的nodejs源码如无特别说明则全部基于 v10.14.1
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Nodejs 中对模块的实现
本节主要基于NodeJs源码，对其模块的实现做一个简要的概述，如有错漏，望诸君不吝指正。
当我们使用require引入一个模块的时候，概况起来经历了两个步骤：路径分析和模块载入
路径分析
路径分析其实就是模块查找的过程，由_resolveFilename函数实现。
我们通过一个例子，展开说明：
const http = require('http');
const moduleA = requie('./parent/moduleA');这个例子中，我们引入两种不同类型的模块：核心模块-http和自定义模块moduleA
对于核心模块而言，_resolveFilename会跳过查找步骤，直接返回，交给下一步处理
if (NativeModule.nonInternalExists(request)) {
// 这里的request 就是模块名称 'http'
return request;
}而对于自定义模块而言，存在以下几种情况（_findPath）
- 文件模块
- 目录模块
- 从node_modules目录加载
- 全局目录加载
这些在官方文档中已经阐述的很清楚了，这里就不再赘述。
如果模块存在，那么_resolveFilename会返回该模块的绝对路径，比如/Users/xxx/Desktop/practice/node/module/parent/moduleA.js。
载入模块
获取到模块地址后，Node就开始着手载入模块。
首先，Node会查看模块是否存在缓存中：
// filename 即模块绝对路径
var cachedModule = Module._cache[filename];
if (cachedModule) {
updateChildren(parent, cachedModule, true);
return cachedModule.exports;
}存在则返回对应缓存内容，不存在则进一步判断该模块是否是核心模块：
if (NativeModule.nonInternalExists(filename)) {
return NativeModule.require(filename);
}如果模块既不存在于缓存中也非核心模块，那么Node会实例化一个全新的模块对象
function Module(id, parent){
// 通常是模块绝对路径
this.id = id;
// 要导出的内容
this.exports = {};
// 父级模块
this.parent = parent;
this.filename = null;
// 是否已经加载成功
this.loaded = false;
// 子模块
this.children = [];
}
var module = new Module(filename, parent);而后Node会根据路径尝试载入。
function tryModuleLoad(module, filename) {
var threw = true;
try {
module.load(filename);
threw = false;
} finally {
if (threw) {
delete Module._cache[filename];
}
}
}对于不同的文件扩展名，其载入方法也有所不同。
- .js文件(_compile)
通过fs同步读取文件内容后将其包裹在指定函数中：
Module.wrapper = [
'(function (exports, require, module, __filename, __dirname) { ',
'\n});'
];调用执行此函数：
compiledWrapper.call(this.exports, this.exports, require, this,
filename, dirname);- .json文件
通过fs同步读取文件内容后,用JSON.parse解析并返回内容
var content = fs.readFileSync(filename, 'utf8');
try {
module.exports = JSON.parse(stripBOM(content));
} catch (err) {
err.message = filename + ': ' + err.message;
throw err;
}- .node
这是用C/C++编写的扩展文件，通过dlopen()方法加载最后编译生成的文件。
return process.dlopen(module, path.toNamespacedPath(filename));- .mjs
这是用于处理ES6模块的扩展文件，是NodeJs在v8.5.0后新增的特性。对于这类扩展名的文件，只能使用ES6模块语法import引入，否则将会报错（启用 --experimental-modules的情况下）
throw new ERR_REQUIRE_ESM(filename);如果一切顺利，就会返回附加在exports对象上的内容
return module.exports;模块循环依赖
接下来我们来探究一下模块循环依赖的问题：模块1依赖模块2，模块2依赖模块1，会发生什么？
这里只探究commonjs的情况
为此，我们创建了两个文件，module-a.js和module-b.js，并让他们相互引用：
module-a.js
console.log(' 开始加载 A 模块');
exports.a = 2;
require('./module-b.js');
exports.b = 3;
console.log('A 模块加载完毕');module-b.js
console.log(' 开始加载 B 模块');
let moduleA = require('./module-a.js');
console.log(moduleA.a,moduleA.b)
console.log('B 模块加载完毕');运行module-a.js，可以看到控制台输出：
开始加载 A 模块
开始加载 B 模块
2 undefined
B 模块加载完毕
A 模块加载完毕这时因为每个require都是同步执行的，在module-a完全加载前需要先加载./module-b，此时对于module-a而言，其exports对象上只附加了属性a，属性b是在./module-b加载完成后才赋值的。
QA
- 如何删除模块缓存？
可以通过delete require.cache(moduleId)来删除对应模块的缓存，其中moduleId表示的是模块的绝对路径，一般的，如果我们需要对某些模块进行热更新，可以使用此特性，举个例子：
// hot-reload.js
console.log('this is hot reload module');
// index.js
const path = require('path');
const fs = require('fs');
const hotReloadId = path.join(__dirname,'./hot-reload.js');
const watcher = fs.watch(hotReloadId);
watcher.on('change',(eventType,filename)=>{
if(eventType === 'change'){
delete require.cache[hotReloadId];
require(hotReloadId);
}
});- Node中可以使用ES6 模块吗？
从8.5.0版本开始，NodeJs开始支持原生ES6模块，启用该功能需要两个条件：
- 所有使用ES6模块的文件扩展名都必须是.mjs
- 命令行选项--experimental-modules
node --experimental-modules index.mjs
node --experimental-modules index.mjs但是截止到NodeJs v10.15.0，ES6模块的支持依旧是实验性的，笔者并不推荐在公司项目中使用
参考
- nodejs-loader.js
- 朴灵. 深入浅出Node.js