Node.js模版机制简介

简单记录以下Node.js的模版机制。

Node.js使用的是CommonJS的模版规范，CommonJS和JavaScript的关系如图：

原生js被限制在浏览器的沙盒中，很多功能都缺失，比如最重要的IO功能，这导致了js虽然在前端中无敌，却迟迟不能进入后端开发。

CommonJS是由一系列的库组成的，是对js缺失功能的补充。

CommonJS模块规范

模块导入

CommonJS使用require()方法来实现对模块引用，该方法接受一个模块标识字符串，引入这个模块到程序上下文中，例如：

const fs = require('math');

一般使用const来接收一个模块，以防模块受到修改。

模块标识

模块标识是一个字符串，其实就是模块的路径。

模版标识是省去后缀名的，也就是不需要.js后缀名。

模版标识中的路径可以是相对路径，也可以是绝对路径，这一般是自定义的模版。

• 对于标准库就需要前缀，直接用它的名字就行，比如：

  require('fs')
  

• 相对路径，以.、..、/等形式找到需要调用的模版相对于当前文件的路径，比如：

  require('../math/add');
  

• 绝对路径，从操作系统的根目录出发，找到需要调用的模版位置，比如：

  require('D:/example/lib/math/add');
  

模块导出

exports对象是导出模块的唯一出口，它被定义在任何CommonJS的文件中。

在CommonJS中一个文件就是一个模块。

• 可以分开导出，例如：

  exports.add = (a,b) =>  { return a+b; }
  exports.sub = (a,b) => { return a-b; }
  

• 也可以先申明，然后最后再一起导出，例如：

  function add(a,b){
      return a+b;
  }
  function sub(a,b){
      return a-b;
  }
  module.exports = {
      add: add,
      sub: sub
  }
  

  从这个例子我们还可以得出一个结论，其实exports只是module的一个属性，module指的是这个文件。

  另外在模版内部和模版外部可以用不一样的函数名，例如：

  module.exports = {
      sub: add,
      add: sub
  }
  

  当然，千万不要写这样作用和名字不符的API，不然调用你模版的人会打死你。

模版底层架构

require底层的实现非常复杂，这里简单阐述一下。

我们把node提供的模版称为核心模块，用户编写的模块称为文件模块。

模块的加载主要由以下三步组成：

1. 路径分析

   解析模块路径，转换成真实路径，放入缓存中，第二次调用可以加速。

2. 文件定位

   因为模版定义的时候没有指定后缀名，所以确定后缀名。
   node会按后缀名为.js、.node、.json的顺序查找路径和名字匹配的文件。

3. 编译执行

   • 对于js文件，仅仅在外面包装一层函数，以防止全局环境污染。

   • 对于node文件，因为本就是C/C++模版编译生成的，所以不需要编译。经过libuv兼容层，还能让node文件跨平台。

   • 对于json文件，采用JSON.parse()解析成js对象。

模版在第一次运行时三步都要执行，之后借助node的缓存机制，可以直接运行。并且缓存区的调用优先级高于未加载过的模版。

核心模块加载只有路径分析这一步要做，因为大多数库都是底层C/C++封装的，是经过编译的二进制文件，放在内存中。

而且核心模块的优先级高于文件模块，所以你命名一个和标准库一样的模版是不会调用成功的。