Node のモジュールのメカニズムについて詳しく学び、モジュールの実装プロセスについて説明します。

この記事では、CommonJs の仕様と Node のモジュールの仕組みを理解し、CommonJs の仕様を実装する Node の基本的なプロセスを紹介します。

CommonJs 仕様が提案される前、JavaScript にはモジュール システムがありませんでした。つまり、コードの構成が複雑で大規模なアプリケーションを開発することが困難でした。もっと難しいでしょう。

CommonJs 仕様とは

まず、CommonJS は Node に固有のものではなく、モジュールの参照方法とエクスポート方法を定義するモジュール仕様です。 Nodejs この仕様を実装するだけです CommonJS モジュール仕様は主に、モジュール参照、モジュール定義、モジュール識別の 3 つの部分に分かれています。

モジュール リファレンス

モジュール リファレンスとは、require を通じて他のモジュールを導入できることを意味します。

const { add } = require('./add');
const result = add(1 ,2);

モジュール定義

ファイルはモジュールであり、モジュールは 2 つの変数、つまり module とexports を提供します。 module は現在のモジュール自体、exports はエクスポートされるコンテンツ、exports はモジュールの属性です。つまり、exports は module.exports です。 require を通じて他のモジュールによってインポートされたコンテンツは、module.exports のコンテンツです。

// add.js
exports.add = (a, b) => {
    return a + b;
}

モジュール識別

モジュール識別は、require('./add')# などの require の内容です。 # #、モジュール ID は ./add です。

Node のモジュール実装

• パス分析

• ファイルの配置

• コンパイルと実行

パス解析

// 缓存的模块示意：
const cachedModule = {
    '/Usr/file/src/add.js': 'add.js编译后的内容',
    'http': 'Node自带的http模块编译后的内容',
    'express': '非路径形式自定义文件模块express编译后的内容'
    // ...
}

/** 
* /Usr/file/index.js;
*/

const { add } = require('add');
const result = add(1, 2);

/** 
* /Usr/file/index.js;
*/

console.log(module.paths);

[
'/Usr/file/node_modules',
'/Usr/node_modules',
'/node_modules',
]

ファイルの位置決め

ファイル拡張子の分析

const { add } = require('./add');

比如上面这段代码，文件标识符是不带扩展名的，这个时候node会依次查找是否存在.js、.json、.node文件。

目录和包分析

同样是上面这段代码，通过./add查找到的可能不是一个文件，可能是一个目录或者包（通过判断add文件夹下是否有package.json文件来判断是目录还是包）。这个时候文件定位的步骤是这样的：

• 查看是否有package.json文件
  • 有
    • 读取package.json里的main字段的值作为文件
  • 没有
    • 寻找目录下的index作为文件（依次查找index.js、index.json、index.node）

如果package.json里没有main字段，那么也会将index作为文件，然后进行扩展名分析找到对应后缀的文件。

模块编译

我们开发中主要遇到的模块为json模块和js模块。

json模块编译

当我们require一个json模块的时候，实际上Node会帮我们使用fs.readFilcSync去读取对应的json文件，得到json字符串，然后调用JSON.parse解析得到json对象，再赋值给module.exports，然后给到require。

js模块编译

当我们require一个js模块的时候，比如

// index.js
const { add } = require('./add');

// add.js
exports.add = (a, b) => {
    return a + b;
}

这个时候发生了什么呢，为什么我们可以直接在模块里使用module、exports、require这些变量。这是因为Node在编译js模块的时候对模块的内容进行了首尾的包装。

比如add.js这个模块，实际编译的时候是会被包装成类似这样的结构：

(function(require, exports, module) {
  exports.add = (a, b) => {
    return a + b;
  }
  return module.exports;
})(require, module.exports, module)

即我们编写的js文件是会被包装成一个函数，我们编写的只是这个函数里的内容，Node后续的包装的过程对我们隐藏了。这个函数支持传入一些参数，其中就包括require、exports和module。

当编译完js文件后，就会执行这个文件，node会将对应的参数传给这个函数然后执行，并且返回module.exports值给到require函数。

以上就是Node实现CommonJs规范的基本流程。

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