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Node.js常用模块Module的加载机制与使用

Node.js模块机制采用了Commonjs规范,弥补了当前JavaScript开发大型没有标准的缺陷,类似于Java中的类文件,Python中的import机制,NodeJs中可以通过module.exports、require来导出和引入一个模块.

在模块加载机制中,NodeJs采用了延迟加载的策略,只有在用到的情况下,系统模块才会被加载,加载完成后会放到binding_cache中。

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面试指南

  • require的加载机制?,参考:模块加载机制
  • module.exports与exports的区别,参考:module.exports与exports的区别
  • 假设有a.js、b.js两个模块相互引用,会有什么问题?是否为陷入死循环?,参考:#
  • a模块中的undeclaredVariable变量在b.js中是否会被打印?,参考:#

模块的分类

系统模块

  • C/C++模块,也叫built-in内建模块,一般用于native模块调用,在require出去

  • native模块,在开发中使用的Nodejs的http、buffer、fs等,底层也是调用的内建模块(C/C++)。

第三方模块

这里非Nodejs自带的模块称为第三方模块,其实还分为路径形式的文件模块(以.../开头的)和自定义的模块(比如express、koa框架、moment.js等)

  • javaScript模块:例如hello.js

  • json模块:例如hello.json

  • C/C++模块:编译之后扩展名为.node的模块,例如hello.node

目录结构

├── benchmark                         一些nodejs性能测试代码
├── deps                              nodejs依赖
├── doc                               文档
├── lib                               nodejs对外暴露的js模块源码
├── src                               nodejs的c/c++源码文件,内建模块
├── test                              单元测试
├── tools                             编译时用到的工具
├── doc                               api文档
├── vcbuild.bat                       win平台makefile文件
├── node.gyp                          node-gyp构建编译任务的配置文件                           
...

模块加载机制

面试中可能会问到能说下require的加载机制吗?

在Nodejs中模块加载一般会经历3个步骤,路径分析文件定位编译执行

按照模块的分类,按照以下顺序进行优先加载:

  • 系统缓存:模块被执行之后会会进行缓存,首先是先进行缓存加载,判断缓存中是否有值。

  • 系统模块:也就是原生模块,这个优先级仅次于缓存加载,部分核心模块已经被编译成二进制,省略了路径分析文件定位,直接加载到了内存中,系统模块定义在Node.js源码的lib目录下,可以去查看。

  • 文件模块:优先加载.../开头的,如果文件没有加上扩展名,会依次按照.js.json.node进行扩展名补足尝试,那么在尝试的过程中也是以同步阻塞模式来判断文件是否存在,从性能优化的角度来看待,.json.node最好还是加上文件的扩展名。

  • 目录做为模块:这种情况发生在文件模块加载过程中,也没有找到,但是发现是一个目录的情况,这个时候会将这个目录当作一个来处理,Node这块采用了Commonjs规范,先会在项目根目录查找package.json文件,取出文件中定义的main属性("main": "lib/hello.js")描述的入口文件进行加载,也没加载到,则会抛出默认错误: Error: Cannot find module 'lib/hello.js'

  • node_modules目录加载:对于系统模块、路径文件模块都找不到,Node.js会从当前模块的父目录进行查找,直到系统的根目录

图片描述

require模块加载时序图

模块循环引用

问题1

假设有a.js、b.js两个模块相互引用,会有什么问题?是否为陷入死循环?看以下例子:

a.js

console.log('a模块start');

exports.test = 1;

undeclaredVariable = 'a模块未声明变量'

const b = require('./b');

console.log('a模块加载完毕: b.test值:',b.test);
复制代码

b.js

console.log('b模块start');

exports.test = 2;

const a = require('./a');

console.log('undeclaredVariable: ', undeclaredVariable);

console.log('b模块加载完毕: a.test值:', a.test);
复制代码

问题2

问题2: a模块中的undeclaredVariable变量在b.js中是否会被打印?

控制台执行node a.js,查看输出结果:

a模块start
b模块start
undeclaredVariable:  a模块未声明变量
b模块加载完毕: a.test值: 1
a模块加载完毕: b.test值: 2
复制代码

问题1,启动a.js的时候,会加载b.js,那么在b.js中又加载了a.js,但是此时a.js模块还没有执行完,返回的是一个a.js模块的exports对象未完成的副本给到b.js模块。然后b.js完成加载之后将exports对象提供给了a.js模块

问题2,因为undeclaredVariable是一个未声明的变量,也就是一个挂在全局的变量,那么在其他地方当然是可以拿到的。

在执行代码之前,Node.js会使用一个代码封装器进行封装,例如下面所示:

(function(exports, require, module, __filename, __dirname) {
// 模块的代码
});
复制代码

exports与moduleexports的区别

exports与module.exports的区别

exports相当于module.exports 的快捷方式如下所示:

const exports = modules.exports;
复制代码

但是要注意不能改变exports的指向,我们可以通过 exports.test = 'a' 这样来导出一个对象, 但是不能向下面示例直接赋值,这样会改变exports的指向

//错误的写法 将会得到undefined
exports = {
  'a': 1,
  'b': 2
}

//正确的写法
modules.exports = {
  'a': 1,
  'b': 2
}

复制代码

更好的理解之间的关系,可以参考JavaScript中的对象引用

作者:五月君
链接:www.imooc.com/article/284…
来源:慕课网
Github: Node.js技术栈

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