Nodejs模块化(npm与包、开发自己的包、模块加载机制)

系列文章目录

第一章：Node.js与内置模块(fs文件系统、path路径模块、http服务器模块)
第三章：Nodejs之Express（基本使用、Express路由）（一）
第四章：Nodejs之Express（ Express 中间件、中间件的分类、自定义中间件）（二）
第五章：Nodejs之解决接口跨域问题

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一、 Node.js 中的模块化

1 Node.js 中模块的分类

Node.js 中根据模块来源的不同，将模块分为了 3 大类，分别是：

• 内置模块（内置模块是由 Node.js 官方提供的，例如 fs、path、http 等）
• 自定义模块（用户创建的每个 .js文件，都是自定义模块）
• 第三方模块（由第三方开发出来的模块，并非官方提供的内置模块，也不是用户创建的自定义模块，使用前需要先下载）

使用require() 方法，可以加载需要的内置模块、用户自定义模块、第三方模块进行使用。

代码示例：

//加载内置模块
const fs=require('fs');
//加载自定义模块
const index=require('./index.html');
//加载第三方模块
const moment=require('moment');

2.向外共享模块作用域中的成员

与函数作用域类似，在自定义模块中定义的变量、方法等成员，只能在当前模块内被访问，这种模块级别的访问限制，叫做模块作用域。

• module 对象
  在每个 .js 自定义模块中都有一个 module 对象，它里面存储了和当前模块有关的信息

module中相关的属性含义：

• module.exports 对象
  在自定义模块中，可以使用 module.exports 对象，将模块内的成员共享出去，供外界使用。
  注意： 使用 require() 方法导入模块时，导入的结果，永远以 module.exports 指向的对象为准

代码示例：

modules.js

// 向 module.exports 对象上挂载 username 属性
module.exports.username = 'zs'
// 向 module.exports 对象上挂载 sayHello 方法
module.exports.sayHello = function() {
  console.log('Hello!')
}
// 让 module.exports 指向一个全新的对象
module.exports = {
  nickname: '小黑',
  sayHi() {
    console.log('Hi!')
  }
}

引入模块：

const modules=require("./modules.js");

• exports 对象
  为了简化向外共享成员的代码，Node 提供了 exports 对象。默认情况下，exports 和 module.exports 指向同一个对象。最终共享的结果，还是以 module.exports 指向的对象为准。
  代码示例：

const username = 'zs'

module.exports.username = username
exports.age = 20
exports.sayHello = function() {
  console.log('大家好！')
}

• exports 和 module.exports 的使用误区
  案例一：
  
  案例二：

案例三：

3. Node.js 中的模块化规范

Node.js 遵循了 CommonJS 模块化规范，CommonJS 规定了模块的特性和各模块之间如何相互依赖。

CommonJS 规定：
① 每个模块内部，module 变量代表当前模块。
② module 变量是一个对象，它的 exports 属性（即 module.exports）是对外的接口。 ③ 加载某个模块，其实是加载该模块的 module.exports 属性。require() 方法用于加载模块。

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二、npm与包

1.包

1. Node.js 中的第三方模块又叫做包。 不同于 Node.js
2. 中的内置模块与自定义模块，包是由第三方个人或团队开发出来的，免费供所有人使用。
3. 包是基于内置模块封装出来的，提供了更高级、更方便的 API，极大的提高了开发效率。 包和内置模块之间的关系，类似于 jQuery 和 浏览器内置 API 之间的关系
4. https://www.npmjs.com/ ，全球最大的包共享平台，可以从这个网站上搜索到任何你需要的包
5. https://registry.npmjs.org/ 我们可以从这个服务器上下载自己所需要的包。

2.npm

我们可以使用包管理工具，从 https://registry.npmjs.org/ 服务器把需要的包下载到本地使用。
这个包管理工具的名字叫做 Node Package Manager（简称npm包管理工具），这个包管理工具随着 Node.js 的安装包一起被安装到了用户的电脑上。

1）在项目中安装包的命令

npm install / i 包的完整名称
npm install/i@版本号 安装指定版本的包，例如：npm i [email protected]

初次装包完成后，在项目文件夹下多一个叫做 node_modules 的文件夹和 package-lock.json 的配置文件。

• node_modules 文件夹用来存放所有已安装到项目中的包。require() 导入第三方包时，就是从这个目录中查找并加载包。
• package-lock.json 配置文件用来记录 node_modules 目录下的每一个包的下载信息，例如包的名字、版本号、下载地址等

2）package.json

npm 规定，在项目根目录中，必须提供一个叫做 package.json 的包管理配置文件。用来记录与项目有关的一些配置信息。例如：

• 项目的名称、版本号、描述等
• 项目中都用到了哪些包
• 哪些包只在开发期间会用到
• 那些包在开发和部署时都需要用到

• dependencies 节点，专门用来记录您使用 npm install 命令安装了哪些包。 `
• devDependencies节点如果某些包只在项目开发阶段会用到，在项目上线之后不会用到，则建议把这些包记录到 devDependencies 节点中。

与之对应的，如果某些包在开发和项目上线之后都需要用到，则建议把这些包记录到 dependencies 节点中

3）包的语义化版本规范

包的版本号是以“点分十进制”形式进行定义的，总共有三位数字，例如 2.24.0
其中每一位数字所代表的的含义如下：
- 第1位数字：大版本
- 第2位数字：功能版本
- 第3位数字：Bug修复版

本版本号提升的规则： 只要前面的版本号增长了，则后面的版本号归零。

4）npm的其他常用命令

• npm init -y 快速创建 package.json,此命令只能在英文的目录下成功运行
• npm i/install 一次性安装所有的依赖包
• npm uninstall 包名 来卸载指定的包
• npm i 包名 -D 将包记录到 devDependencies 节点
• npm install 包名 -g 全局安装包
• npm version 查看所有模块的版本

5）解决下包速度慢的问题

• nrm
  为了更方便的切换下包的镜像源，我们可以安装 nrm 这个小工具，利用 nrm 提供的终端命令，可以快速查看和切换下包的镜像源。
  

6）包的分类

使用 npm 包管理工具下载的包，共分为两大类，分别是：

• 项目包
  那些被安装到项目的 node_modules 目录中的包，都是项目包。
  项目包又分为两类，分别是：
  • 开发依赖包（被记录到 devDependencies 节点中的包，只在开发期间会用到）
  • 核心依赖包（被记录到 dependencies节点中的包，在开发期间和项目上线之后都会用到）
• 全局包
  在执行 npm install 命令时，如果提供了 -g 参数，则会把包安装为全局包。
  全局包会被安装到 C:\Users\用户目录\AppData\Roaming\npm\node_modules 目录下。

7）规范的包结构

一个规范的包，它的组成结构，必须符合以下 3 点要求：
① 包必须以单独的目录而存在
② 包的顶级目录下要必须包含 package.json 这个包管理配置文件
③ package.json 中必须包含 name，version，main 这三个属性，分别代表包的名字、版本号、包的入口。

3.开发属于自己的包

• 开发一个包的大致结构

• package包含的大致内容
  

1） 注册 npm 账号

① 访问 https://www.npmjs.com/ 网站，点击 sign up 按钮，进入注册用户界面
② 填写账号相关的信息：Full Name、Public Email、Username、Password
③ 点击 Create an Account 按钮，注册账号
④ 登录邮箱，点击验证链接，进行账号的验证

2）登录 npm 账号

npm 账号注册完成后，可以在终端中执行 npm login 命令，依次输入用户名、密码、邮箱后，即可登录成功。

注意： 在运行 npm login 命令之前，必须先把下包的服务器地址切换为 npm 的官方服务器。否则会导致发布包失败！

3）把包发布到 npm 上

将终端切换到包的根目录之后，运行 npm publish 命令，即可将包发布到 npm 上（注意：包名不能雷同）。

4）删除已发布的包

运行npm unpublish 包名 --force命令，即可从 npm 删除已发布的包。

注意：
① npm unpublish 命令只能删除 72 小时以内发布的包
② npm unpublish 删除的包，在 24 小时内不允许重复发布
③ 发布包的时候要慎重，尽量不要往 npm 上发布没有意义的包！

三、模块的加载机制

1 优先从缓存中加载

模块在第一次加载后会被缓存。 这也意味着多次调用 require() 不会导致模块的代码被执行多次。
注意：不论是内置模块、用户自定义模块、还是第三方模块，它们都会优先从缓存中加载，从而提高模块的加载效率

2 内置模块的加载机制

内置模块是由 Node.js 官方提供的模块，内置模块的加载优先级最高。
例如，require(‘fs’) 始终返回内置的 fs 模块，即使在 node_modules 目录下有名字相同的包也叫做 fs。

3 自定义模块的加载机制

使用 require() 加载自定义模块时，必须指定以 ./ 或 …/ 开头的路径标识符。在加载自定义模块时，如果没有指定 ./ 或 …/ 这样的路径标识符，则 node 会把它当作内置模块或第三方模块进行加载。
同时，在使用 require() 导入自定义模块时，如果省略了文件的扩展名，则 Node.js 会按顺序分别尝试加载以下的文件：
① 按照确切的文件名进行加载
② 补全.js扩展名进行加载
③ 补全 .json 扩展名进行加载
④ 补全.node扩展名进行加载
⑤ 加载失败，终端报错

4 第三方模块的加载机制

如果传递给 require() 的模块标识符不是一个内置模块，也没有以 ‘./’ 或 ‘…/’ 开头，则 Node.js 会从当前模块的父目录开始，尝试从 /node_modules 文件夹中加载第三方模块。
如果没有找到对应的第三方模块，则移动到再上一层父目录中，进行加载，直到文件系统的根目录。
例如，假设在 ‘C:\Users\itheima\project\foo.js’ 文件里调用了 require(‘tools’)，则 Node.js 会按以下顺序查找：
① C:\Users\itheima\project\node_modules\tools
② C:\Users\itheima\node_modules\tools
③ C:\Users\node_modules\tools
④ C:\node_modules\tools

5 目录作为模块

当把目录作为模块标识符，传递给 require() 进行加载的时候，有三种加载方式：
① 在被加载的目录下查找一个叫做 package.json 的文件，并寻找 main 属性，作为 require() 加载的入口
② 如果目录里没有 package.json 文件，或者 main 入口不存在或无法解析，则 Node.js 将会试图加载目录下的 index.js 文件。
`③ 如果以上两步都失败了，则 Node.js 会在终端打印错误消息，报告模块的缺失：Error: Cannot find module ‘xxx’