Node.js學習筆記（二）：模塊

模塊是 Node.js 應用程式的基本組成部分,文件和模塊是一一對應的。一個 Node.js 文件就是一個模塊,這個文件可能是 JavaScript 代碼、JSON 或者編譯過的 C/C++ 擴展。

由於JavaScript沒有模塊系統，所以Node.js依靠CommonJS規範自身實現了模塊系統。

模塊的簡單使用——exports 、require 和 module

在編寫和使用每個模塊時，Node.js都有require、exports、module三個預先定義好的變數可供使用。

1. exports

   exports對象是當前模塊的導出對象，用於導出模塊公有方法和屬性。
   事實上,exports 本身僅僅是一個普通的空對象,即 {},它專門用來聲明介面。例如：

   //module.js
   exports.sayHello = function(name) { 
       console.log('Hello '    + name);
   };

2. require

   require函數用於在當前模塊中載入和使用別的模塊，傳入一個模塊名，返回一個模塊導出對象。模塊名可使用相對路徑（以./開頭），或者是絕對路徑（以/或C:之類的盤符開頭）。另外，模塊名中的.js擴展名可以省略。例如：

   //index.js
   var myModule = require('./module');
   myModule.sayHello("node");

3. module

   通過module對象可以訪問到當前模塊的一些相關信息，但最多的用途是覆蓋 exports。例如模塊導出對象預設是一個普通對象，如果想改成一個函數的話：

   //module.js
   module.exports = function(name) { 
       console.log('Hello '    + name);
   };
   
   //index.js
   var sayHello = require('./module');
   sayHello("node");

模塊進階——模塊載入策略

Node.js的模塊分為兩類，一類為原生（核心）模塊，一類為文件模塊。原生模塊在Node.js源代碼編譯的時候編譯進了二進位執行文件，載入的速度最快。另一類文件模塊是動態載入的，載入速度比原生模塊慢。

內部實現機制

載入文件模塊的工作，主要由原生模塊module來實現和完成，該原生模塊在啟動時已經被載入，進程直接調用到runMain靜態方法。

Module源碼：

function Module(id, parent) {
  this.id = id;
  this.exports = {};
  this.parent = parent;
  if (parent && parent.children) {
    parent.children.push(this);
  }
    
  this.filename = null;
  this.loaded = false;
  this.children = [];
}

模塊解析流程：

1. 命令行執行主模塊

   命令行執行主模塊

   // bootstrap main module.
   Module.runMain = function() {
     // Load the main module--the command line argument.
     Module._load(process.argv[1], null, true);
     // Handle any nextTicks added in the first tick of the program
     process._tickCallback();
   };

2. 處理模塊

   Module.runMain方法會在最後執行_load靜態方法，該方法又會在分析文件名之後執行:

   //實例化Module函數
   var module = new Module(id, parent);

   並根據文件路徑緩存當前模塊對象，該模塊實例對象則根據文件名載入。

   module.load(filename);

   這時，Node.js會根據不同文件模塊類型的尾碼名來決定載入方法。

   • js：通過fs模塊同步讀取js文件並編譯執行。
   • node：通過C/C++進行編寫的Addon。通過dlopen方法進行載入。
   • json：讀取文件，調用JSON.parse解析載入。

3. 輸出結果

   最後js文件形式的模塊會變成以下形式的內容：

   (function (exports, require, module, __filename, __dirname) {
       var circle = require('./circle.js');
           console.log('The area of a circle of radius 4 is ' +circle.area(4));
   });

   所以此時，主模塊內可以使用exports, require, module等變數了，而其他模塊又會通過require引進主模塊，require方法會同runMain一樣調用_load靜態方法，以此類推。

   require源碼:

   // 傳入模塊路徑作為參數. 返回 模塊的exports屬性.
   
   Module.prototype.require = function(path) {
     assert(path, 'missing path');
     assert(typeof path === 'string', 'path must be a string');
     return Module._load(path, this, /* isMain */ false);
   };

Q&A

1. console.log(this)在瀏覽器和Node中分別列印出什麼？

   答：顯然瀏覽器中直接列印this指向Window對象，而在Node中，我們編寫的文件其實外面都包裹了一層函數，而且該函數執行時強制apply將this指向了module.exports，因此此處列印為{}。

2. 為什麼require、__filename、__dirname、module、exports等幾個變數並沒有定義在app.js 文件中，但是這個方法卻存在的原因。

   答：這裡提到的所有屬性均是_load方法中我們編寫的js文件外層包裹函數提供給我們的，因此可以直接調用。