Node之模块机制

CommonJS规范

Javascript作为前端语言一直发展的很好，但是作为后端JavaScript的规范却远远落后。

没有模块系统
标准库较少
没有标准接口
没有包管理系统

CommonJS规范覆盖了

模块
二进制
Buffer
字符集编码
I/O流
进程环境
文件系统
套接字
单元测试
Web网管接口
包管理

JS生态圈关系.png

CommonJS的模块规范

模块规范主要分为模块引用、模块定义、模块标识三部分

模块引用
```
var math = require('math');
```
require方法接受一个模块标识，以此引入一个模块的API到当前上下文
模块定义

模块中，上下文提供了require方法来引入外部模块。上下文提供了exports对象用于导出当前模块的方法或者变量，并且它是唯一导出的出口。在模块中，还存在一个module对象，它代表模块自身，而exports是module的属性。在Node中，一个文件就是一个模块，将方法和变量挂在exports对象作为属性即可定义导出的方法：
```
// math.js
exports.add= function(){
  var sum = 0, i = 0, args = arguments, l = args.length;
  while(i < 1){
    sum +=args[i++];
  }
  return sum;
}
```
在另外一个文件中，我们通过require（）方法引入模块后
```
var math = require('math');
exports.increment = function(val){
  return math.add(val, 1);
}
```
模块标识

模块标识其实就是传递给require()方法的参数，它必须是符合小骆驼命名的字符串，或者. ..开头的地址，它可以是没有后缀.js

模块地址.png

Node的模块实现

node中引入模块，经历如下三个步骤：

路径分析
文件定位
编译执行

模块分为两类：一类是Node提供的模块，称为核心模块。另一类是用户编写的模块，称为文件模块。

核心模块

核心模块是Node源代码，编译进二进制执行文件。Node进程启动时，部分核心模块直接加载入内存。所以文件定位和编译执行两步骤可以省略掉，并且在路径分析优先判断
文件模块

在运行时动态加载，需要完整的路径分析，文件定位，编译执行，速度比核心模块慢

优先从缓存加载

Node缓存的是编译和执行之后的对象

缓存加载中核心模块优先文件模块。

路径分析和文件定位

模块标识符

核心模块如http fs path等

加载的优先级仅此缓存加载，文件是二进制代码
. .. 开始的相对路径文件模块
以/开始的绝对路径文件模块

被当做文件模块来处理，require方法会将路径转为真实路径，将编译执行后的结果存放在缓存中，使第二次加载更快
非路径形式的文件模块

模块路径的生成规则如下

当前文件目录中的node_modules目录
父目录的node_modules目录
沿路径向上逐级递归

文件定位
- 文件扩展名分析
  
  Node会按照.js .node .json的次序补足扩展名，依次尝试
- 目录分析和包
  
  require可能没找到对应文件，首先node会当前目录下查找Package.json，从中取出Main属性指定的文件名定位，如果没有package.json，Node会将index当做默认文件名，然后依次查找index.js index.node index.json

JavaScript模块的编译

在编译的过程中，JS代码会被进行头尾包装

(function(exports, require, module, __filename, __dirname){
  var math = require('math');
  exports.area = function(radus){
    return Math.PI * radius * radius
  }
})

至此，require、exports、module的流程已经完整

模块调用栈

JavaScript核心模块主要扮演的职责有两类：

作为c/c++内置模块的封装层和桥接层
纯粹的功能模块

模块调用.png

包与NPM

包组织.png