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nodejs笔记-模块机制

lscho / 2337人阅读

摘要：模块中定义的全局变量只作用于该文件内部，不污染其他模块。由纯编写的部分称为内建模块，例等模块部分使用编写。兼容多种模块规范检测是否为或者检测是否为或环境定义为普通模块将模块执行结果挂载在对象下

1.为什么要CommonJS规范

javascript存在的缺点

没有模块系统

标准库比较少

没有标准接口

缺乏包管理系统

CommonJS规范的提出，弥补了javascript没有标准的缺陷，以达到像Python、Ruby、Java具备的开发大型应用的基础能力，这样javascript不仅仅能在客户端应用还能开发以下应用：

服务端应用

命令行工具

桌面图形界面应用

混合应用

2.CommonJS的模块规范 1.模块引入

使用require()来引入 ,接受一个模块标识。

let math = require("math");
2.定义模块

上下文提供里exports对象用于导出模块或变量，并且是唯一导出出口。在模块中存在一个module对象，代表模块自身，exports是它的一个属性。在nodejs中一个文件就是一个模块，把方法挂在exports对象上作为属性即可定义导出

//math.js
exports.add = function(){
    let sum = 0,
        i = 0,
        args = arguments,
        l = args.length;
    while(i < l) {
        sum += args[i ++];
    }
    return sum;
}

在另一个文件require使用

const math = require("./math");
let res = math.add(1, 2, 3);
console.log(res)
//6
3.模块标识

模块标识为require()的参数必须是符合小驼峰命名的字符串，或以.、..开头的相对路径，或绝对路径,可以是没有.js后缀的js文件。
模块中定义的全局变量只作用于该文件内部，不污染其他模块。

4.Node模块实现

Node中引入模块需经历以下步骤：

路径分析

文件定位

编译执行

Node中模块分为两类： 1.Node提供的 "核心模块"，2.用户编写的 "文件模块"。
核心模块Node源码编译时已经编译成二进制执行文件，Node启动时直接加载进内存中，不需要文件定位和编译执行两个步骤，且在路径分析中优先判断，加载速度最快。

1.优先从缓存加载

Node会对引入过的模块进行缓存，核心模块和文件模块相同的模块在二次加载时一律从缓存优先加载（第一优先级），核心模块缓存检测优先于文件模块缓存检测。

2.路径分析文件定位
1.模块标识符分析

标识符分类：

核心模块，如http、fs、path等

.或..开始的相对路径文件模块

以/开头的绝对路径模块

非路径形式的文件模块，如自定义的connect模块 一个文件或一个包

2.自定义模块
console.log(module.paths)
//[ "c:UsersmaikurakiDesktop
odejs
ode_modules",
  "c:UsersmaikurakiDesktop
ode_modules",
  "c:Usersmaikuraki
ode_modules",
  "c:Users
ode_modules",
  "c:
ode_modules" ]

Node会逐个路径尝试知道找到目标文件，模块路径越深耗时越多。

3.文件定位

标识符可以不包含文件扩展，这种情况下Node会安装.js、.json、.node次序补全扩展名。
如果是个包Node会检测里面的package.json文件Node通过JOSN.parse()解析出包的描述对象去除main属性指向的文件进行定位，如果没有该属性默认查找index.js、index.json、index.node。

3.模块编译

在Node中每个文件模块都是一个对象。
编译和执行是引入文件模块的最后一个阶段，定位到一个文件后，Node会新建一个模块对象，然后根据路径载入并编译。不同扩展名载入方式：

.js 通过fs模块读取后编译执行

.node 这是C/C++编写的扩展文件，通过dlopen()方法加载最后编译生成文件

.json 通过fs模块读取文件使用JSON.parse()解析并返回

其他扩展名文件 当做.js文件载入

1.javascript模块的编译

在编译过程中Node对获取的javascript文件进行的头尾包装

(function(exports, require, module, __filename, __dirname) {
    exports.add = (x, y) => {
        return x + y;
    }
})

这样每个模块文件直接都进行了作用域隔离，这就是Node对CommonJS规范的实现。

2.C/C++模块编译

Node调用process.dlopen()来进行加载执行，windows和*nix平台下dlopen()通过不同方式实现，通过libuv兼容层进行封装。

3.JSON文件编译

Node使用fs模块读取json文件内容，使用JSON.parse()得到对象然后给他赋给模块对象的exports属性。

4.核心模块

核心模块分为C/C++编写和javascript编写，C/C++存放在Node项目的src文件下，javascript文件存在lib目录下。
核心模块中有些模块核心部分使用C/C++完成其他使用javascript实现包装导出。由纯C/C++编写的部分称为内建模块，例：buffer、crypto、evals、fs、os等模块部分使用C/C++编写。

依赖层关系： 内建模块（C/C++） ---> 核心模块（javascript）---> 文件模块

核心模块的引入流程
以os原生模块引入为例

NODE_MODULE(node_os,reg_func) ---> get_builtin_module("node_os") ---> process.binding("os") ---> NativeModule.require("os") ---> require("os")

5.C/C++扩展模块
1.扩展模块在不同平台上编译和加载过程

Windows
C/C++源码 ---> VC++ --编译源码--> .dll文件 --生成.node文件--> 加载.dll文件 --dlopen()加载--> 导出给javascript使用
*nix
C/C++源码 ---> g++/gcc --编译源码--> .so文件 --生成.node文件--> 加载.so文件 --dlopen()加载--> 导出给javascript使用

2.编译条件

node-gyp工具

V8引擎C++库

libuv库

Node内部库

其他库

3.C/C++扩展模块的加载

require()引入.node文件过程

javascript（require("./hello.node")） ---> 原生模块（process.dlopen("./hello.node",exports)） ---> libuv（uv_dlopen()/uv_dlsym()） ---> [{*nix: dlopen()/dlsym(), Windows : loadLibraryExW()/GetProcAddress()}]

6.包与NPM

包结构：

package.json 包描述文件

bin 存放可执行位二进制文件

lib 存放javascript文件

doc 存放文档

test 存放单元测试

7.前后端公用模块
1.AMD规范

AMD规范是CommonJS规范的一个延伸，定义模块方法：

define(id?, dependencies?, factory);

define(function() {
    let exports = {};
    exports.sayHello = () => {
        console.log(`hello form module: ${module.id}`);
    }
    return exports;
})
2.CMD规范

CMD与AMD规范的主要区别在于定义模块和依赖引入的部分。AMD需要在声明的时候指定所有依赖，通过形参传递依赖到模块中：

define(["dep1", "dep2"], function() {
    return function() {}
})

于AMD规范相比，CMD模块更接近与Node对CommonJS规范的定义:

define(factory);

在依赖部分，CMD支持动态引入：

define(function(require, exports, module) {
    // module code
})

require,exports,module通过形参传递给模块，在需要依赖模块时随时调用require()引入。

兼容多种模块规范

((name, definition) => {
    //检测是否为AMD或者CMD
    let hasDefine = typeof define === "function",
        //检测是否为Node
        hasExports = typeof module !== "undefined" && "module.exports";
    if(hasDefine) {
        //AMD或CMD环境
        define(definition);
    }else if(hasExports) {
        //定义为普通Node模块
        module.exports = definition();
    }else {
        //将模块执行结果挂载在window对象下
        this[name] = definition;
    }
})("hello", function() {
    let hello = () => {};
    return helllo;
})
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