Node对CommonJS的模块规范

Node能够以一种相对程度的的姿态出现,离不开CommonJS规范的影响。Node借鉴CommonJS的Modules规范实现了一套非常易用的模块系统,NPM对packages规范的完好支持使得Node应用在开发过程中事半功倍。

在Node中引用模块,需要经历如下三个步骤。

1. 路径分析

Node中的模块分为核心模块和文件模块 。

核心模块是由Node提供的模块,它们在Node源代码的编译过程中就编译进了二进制执行文件,在Node进程启动时,核心模块就被直接加载进内存中,所以在引用核心模块时,文件定位和编译执行这两个步骤可以省略,并且在路径分析中优先判断,所以它的加载速度时最快的。通过require引用核心模块时,直接引用即可。如 require('http')

文件模块是用户编写的模块,它是在运行时动态加载的,需要完整的路径分析,文件定位,编译执行的过程,所以它的速度比核心模块慢。引用文件模块的方式分为三种:

1.以.或..开始的相对路径文件模块。

2.以/开始的绝对路径文件模块。

3.非路径形式的文件模块(自定义模块)。

1,2两种方法用于引用用户自己编写的模块,require会将路径转为真实路径,并以真实路径作为索引,将编译执行的结果(对象)存放在缓存中,由于指定了明确的文件位置,其加载速度慢于核心模块,快于自定义模块。第3中方式用于引用下载的第三方模块,这类模块的查找是最费时的。这里有一个 模块路径 的概念。自定义模块的查找速度慢的原因就在于此。

/** 通过以下代码,可以看出模块路径的生成规则如下:当前目录下的node_modules目录,父目录下的node_modules目录,沿路径向上逐级递归,直到根目录下的node_modules目录。 */ //a.js console.log(module.paths) //将打印出如下结果 [ 'H:\\Files\\qiuzhao\\please-offer\\node_modules', 'H:\\Files\\qiuzhao\\node_modules', 'H:\\Files\\node_modules', 'H:\\node_modules' ]

1. require('../a.js')
2. require('/a.js')
3. require('koa')

2. 文件定位

1) 文件扩展名:CommonJS规范允许在标识符中不包含文件扩展名,这时候Node会按照.js,.json,.node的次序补足扩展名,依次尝试。

2)目录分析和包(自定义模块):在分析提供给require的标识符的过程中,在文件扩展名的依次尝试后,依然没有得到对应的文件,却得到一个目录,这在引用自定义模块并沿着模块路径逐个进行查找时经常会出现,此时Node会将目录当做一个包来处理。这种情况下,Node首先会在当前目录下查找package.json(包描述文件),通过JSON.parse()解析出对象后,从中取出main属性指定的文件名进行定位,视情况而定会j扩展名的分析。如果main属性指定的文件名错误或者根本就没有package.json文件,Node会将index当做默认文件名,然后进行扩展名的依次尝试。如果在目录分析的过程中没有成功定位到任何文件,则进入模块路径的下一个路径进行查找,如果模块路径数组遍历完毕仍未找到文件,则抛出错误。

3. 编译执行

在Node中,每个文件都是一个模块,每个模块都是一个对象,这个对象的定义如下:

function Module(id,parent){ this.id = id this.exports = {} this.parent = parent if(parent&&parent.children){ parent.push(this) } this.filename = null this.loaded = false this.children = [] //当前模块引用的其他模块会存储在这里 }

在成功定位到文件后,首先Node会 新建一个对象 ,然后会将文件内容载入并编译执行,并 将模块的exports属性返回给调用方 。针对不同扩展名的文件,有不同的载入方法,通过 require.extensions 可以查看系统以及支持的文件加载方式。

1).js文件:通过fs模块 同步 读取文件后编译执行。

在编译该类型的文件时,Node会对获取得文件内容进行头尾的包装,在头部添加 (function(exports,require,module,__filename,__dirname){\n ,在尾部添加 \n}) 。一个正常的js文件会被包装成如下的样子:

(function(exports,require,module,__dirname,__filename){ ... }) //从这里可以看出,node对模块的实现,也借鉴了前端js经常使用的利用函数作用域还形成一个独立的空间,以防污染全局作用域,这里node包装了这一过程。

包装之后的代码会通过vm原生模块的runInThisContext()方法执行(类似eval),返回一个具体的function对象(runInThisContext()的作用在这里就是声明一个函数),最后,将当前模块对象(别忘了Node在成功定位到文件后,会首先创建一个module对象)的exports属性,require方法,module本身,以及在之前两步中得到的完整文件路径和文件目录作为参数传递给这个函数。这里有一点经典的例子:

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