在 NodeJS 中有一个方法是我们使用频率最高的，那就是 require 方法。NodeJs 遵循 CommonJS 规范，该规范的核心是通过 require来加载其他依赖的模块。

但是，熟归熟，用归用，其中的原理是什么呢？今天就带大家揭开require的面纱，一睹真容。

几个问题

  1. module.exports 或者 exports 是全局变量吗？
  2. 模块的加载是同步还是异步？
  3. 循环引用会不会产生性能问题或者导致错误？

什么是 CommonJS

每一个文件就是一个模块，拥有自己独立的作用域，变量，以及方法等，对其他的模块都不可见。CommonJS 规范规定，每个模块内部，module 变量代表当前模块。这个变量是一个对象，它的 exports 属性（即module.exports）是对外的接口。

Node 模块的分类

  1. build-in modules —— Nodejs 中以 C++ 形式提供的模块。
  2. constant module —— Nodejs 中定义常量的模块。
  3. native module —— Nodejs 中以 javascript 形式提供的模块。
  4. 第三方module —— 由第三方提供的模块。

module 对象

NodeJs 内部提供一个Module构建函数。所有模块都是Module的实例。

每个模块内部，都有一个module对象，代表当前模块。它有以下属性。

  1. module 对象的属性
    • module.id 模块的识别符，通常是带有绝对路径的模块文件名。
    • module.filename 模块的文件名，带有绝对路径。
    • module.loaded 返回一个布尔值，表示模块是否已经完成加载。
    • module.parent 返回一个对象，表示调用该模块的模块（程序入口文件的module.parent为null）
    • module.children 返回一个数组，表示该模块要用到的其他模块。
    • module.exports 表示模块对外输出的值。
  2. module.exports 属性
    module.exports属性表示当前模块对外输出的接口，其他文件加载该模块，实际上就是读取module.exports变量。module.exports属性表示当前模块对外输出的接口，其他文件加载该模块，实际上就是读取module.exports变量。
  3. exports变量
    我们有时候会这么写：```javascript // test.js function test(){ console.log(test); } export.test = test;

// result.js const test = require(“./test”)

  1. <br />这样也可以拿到正确的结果，这是因为：exports 变量指向 module.exports。这等同在每个模块头部，有一行这样的命令。```javascript
  2. var exports = module.exports;


注意：不能直接给 exports 变量赋值，这样会改变 exports 的指向，不再指向 module.exports。在其他模块使用 require 方法是拿不到赋给 exports 的值的，因为 require 方法获取的是其他模块的 module.exports 的值。
建议：尽可能的使用 module.exports 来导出结果。

模块的流程

  • 创建模块
  • 导出模块
  • 加载模块
  • 使用模块

require 方法

require 是 node 用来加载并执行其它文件导出的模块的方法。 在 NodeJs 中，我们引入的任何一个模块都对应一个 Module 实例，包括入口文件。

完整步骤：

  1. 调用父模块的 require 方法（父模块是指调用模块的当前模块）javascript require = function require(path) { return mod.require(path); };

  2. 调用 Module 的 _load 方法

  3. 通过 Module._resolveFilename 获取模块的路径fileNamejavascript const filename = Module._resolveFilename(request, parent, isMain);

  4. 根据 fileName 判断是否存在该模块的缓存

    • 如果存在缓存，则调用 updateChildren 方法在更新缓存内容，并返回缓存
    • 如果不存在缓存，则继续执行
  5. 当做原生模块，调用 loadNativeModule 方法进行加载
    • 如果加载成功，则返回该原生模块
    • 否则，继续执行

  6. 根据当前模块名（路径）和父模块对象生成一个Module实例：javascript const module = cachedModule || new Module(filename, parent);

  7. 再判断该模块是否是入口文件javascript if (isMain) { process.mainModule = module; module.id = '.'; }

  8. 将该模块的实例存入到 Module 的缓存中javascript Module._cache[filename] = module;
    NodeJS系列——揭开require方法的面纱 - 图1

  9. 该模块的实例调用自身的 load 方法，根据 fileName 加载模块javascript module.load(filename);

  10. 获取该模块文件的后缀名称javascript const extension = findLongestRegisteredExtension(filename);
    如果后缀名称是ES Module格式的（.mjs），则判断Module是否支持.mjs文件的解析，如果不支持，则抛出异常。

  11. 根据后缀名称解析模块文件内容javascript Module._extensions[extension](this, filename);

  12. 根据fileName读取文件内容javascript content = fs.readFileSync(filename, 'utf8');

  13. 编译并执行读取到的文件，调用 module 自身的 _complile 方法：```javascript module._compile(content, filename);

    1. <br />`_compile` 主要内容步骤：```javascript
    2. const compiledWrapper = wrapSafe(filename, content, this);
    3. const dirname = path.dirname(filename);
    4. const require = makeRequireFunction(this, redirects);
    5. let result;
    6. const exports = this.exports;
    7. const thisValue = exports;
    8. const module = this;
    9. result = compiledWrapper.call(thisValue, exports, require, module, filename, dirname);
    10. return result;


    wrapSafe 方法的返回值
    NodeJS系列——揭开require方法的面纱 - 图2
    具体获得上图结果的代码是：```javascript const wrapper = Module.wrap(content); return vm.runInThisContext(wrapper, { filename, lineOffset: 0, displayErrors: true, importModuleDynamically: async (specifier) => {

    1. const loader = asyncESM.ESMLoader;
    2. return loader.import(specifier, normalizeReferrerURL(filename));

    }, }); ```

  14. 修改该模块的加载状态为truejavascript this.loaded = true;

  15. 加载成功。

通过上面的调试过程可得出以下结论：

  1. 在NodeJs中，从入口文件开始，一切皆 Module
  2. 模块的加载是同步的
  3. 由于缓存机制的存在，模块的循环引用对性能的影响微乎其微，并且循环引用到的模块可能是不完整的，并且可能会导致错误

require 查找模块的流程

NodeJS系列——揭开require方法的面纱 - 图3

NodeJS系列——揭开require方法的面纱 - 图4