深入解析node.js的模块加载机制

原创 年树先生 随笔 node 21316阅读 23 天前 举报

在node.js中,模块使用CommonJS规范,一个文件是一个模块

  • node.js中的模块可分为三类
  • 内部模块 - node.js提供的模块如 fs,http,path等
  • 自定模块 - 我们自己写的模块
  • 第三方模块 - 通过npm安装的模块
    node.js提供了大量的模块供我们使用,比如 想解析一个文件的路径,可以使用path模块下的相应方法实现:

运行结果:

使用require引入相应的模块,即可使用。
dirname和filename
node.js的每个模块都有这两个参数,它们都是一个绝对路径的地址,区别是filename存放了从根目录到当前文件名的路径,dirname只存放从根目录到模块的所在目录:

运行结果:

vm模块
vm模块是node.js提供在V8虚拟机中编译和运行的工具,node.js中的模块内部实现就是通过此模块完成。
说说vm的基本用法。
在js环境中有一个eval函数,它可以运行js的代码字符串,比如:

可以看到,eval函数的参数是一段字符串,它可以运行字符串形式的js代码,但它可以使用上下文环境中的变量:

以上是可以正确访问num的值。
vm模块提供了方法创建一个安全的沙箱,在指定的上下文环境中运行代码,不受外界干扰。

运行结果:

可以看到代码报错了,说明在vm创建了指定的上下文环境中,拿不到外界的参量。
CommonJS规范
在以前,由于javascript的历史原因导致它的模块机制很差,由于这些缺点使得javascript不太善于开发大型应用,于是提出了CommonJS规范以弥补javascript的不足。
CommonJS规范主要分为三块内容:模块导入导出、模块定义、模块标识。
模块导入导出
CommonJS中使用require()函数进行模块的引入。

使用exports导出模块

引用的名称可以不带路径,若不带路径表示引入的是node提供的模块或是npm安装的第三方模块(node_modules)
模块定义

  • module对象:在每一个模块中,module对象代表该模块自身。
  • export属性:module对象的一个属性,它向外提供接口。

模块标识

  • 模块标识指的是传递给require方法的参数,必须是符合小驼峰命名的字符串,或者以 .、..、开头的* 相对路径,或者绝对路径。

node中模块解析流程

  • 首先接收参数,把传入的模块名称解析成绝对路径
  • 若没有后缀名称,依次拼接.js .json .node尝试加载,仍到不到模块则报错
  • 取得正确的路径后判断缓存中是否存在此模块,若有则取出
  • 若缓存中不存在则加载此文件,在外包裹一层闭包并执行它

以上为大致流程,下面尝试着写一下模块。
代码的基本结构:

附上全部代码:

a.js的文件内容:

最终运行结果:

重要代码说明
_resolveFileName
_resolveFileName方法的主要作用是把传入的模块解析成绝对路径,这样才可以进行下一步,根据完整的路径加载模块。
因此要进行判断,如果传入的模块不存在,则要报错;如果传入的模块已经有扩展名了,就不要拼接了;若没有扩展名,依次以.js .json .node的顺序拼接成完成的模块进行加载。
_extensions
此对象中封装了加载不同类型模块的处理方法,其中若是.json类型则使用fs读取文件直接转换成JSON对象并返回。
若是.js文件则读取后,拼接闭包,将exports,require,module,dirname,filename五大参数拼接好,使用vm模块的沙箱机制运行,得到的结果放入module.exports返回。
总结
以上就是node.js的模块加载的简单逻辑,实际上node.js的源码远远比上面的代码复杂,光是处理模块路径、判断合法等操作就写了N行。而且我这里没有写缓存以及其它的复杂逻辑,但核心差不多就是这些,核心的核心就是用fs.readFileSync读取js文件,把内容拼接到一个大大的闭包中,这也解释了为什么我们自己写的所有node模块中都会有require方法,exports导出,以及dirname和filename参数。
结语

感谢您的观看,如有不足之处,欢迎批评指正。

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