Node.js中的模块化-猿码集

1.概述

Node.js是一款基于V8引擎的JavaScript运行环境，它可以用于服务器端编程、命令行工具等。一个Node.js程序一般由多个模块组成，模块化是Node.js的重要特性之一。本文将详细介绍Node.js中的模块化。

2.模块的分类

2.1 内置模块

Node.js内置了一些实用的模块，比如http、fs等。使用内置模块不需要额外安装，可以直接引用。


const http = require('http');

使用require函数可以引入内置模块，引用的模块名不需要添加路径。如果引用的模块名是文件名，会被解析为当前目录下的.js、.json或.node文件。

2.2 自定义模块

除了使用内置模块外，开发者还可以自定义模块。自定义模块通常是一个JavaScript文件，其代码封装了一些特定功能。自定义模块可以在其他模块中使用。

自定义模块和内置模块的区别在于，自定义模块需要指定相对路径或绝对路径，而且自定义模块的文件名不需要与变量名相同。


//mymodule.js
exports.sayHello = function(){
  console.log('Hello World!');
}
//main.js
const mymodule = require('./mymodule');
mymodule.sayHello(); //输出Hello World!

在自定义模块中，可以使用exports对象将函数或变量暴露给其他模块，使用require函数引用其他模块的exports对象可以获取该模块暴露的函数和变量。

3.导出方式

3.1 单个导出

在单个导出的情况下，一个模块只导出一个函数或一个变量。可以使用module.exports或exports来实现单个导出。


//单个函数导出
module.exports = function(){
  console.log('Hello World!');
}
//单个变量导出
let message = 'Hello World!';
module.exports = message;
//单个变量导出简写
exports.message = 'Hello World!';

在导出单个变量时，exports对象不能直接赋值，需要通过module.exports赋值。

3.2 多个导出

在多个导出的情况下，一个模块需要导出多个函数或变量，可以将多个函数和变量封装在一个对象中，然后导出该对象。


//多个函数导出
exports.add = function(x,y){
  return x + y;
}
exports.sub = function(x,y){
  return x - y;
}
//多个变量导出
exports.name = 'Tom';
exports.age = 25;
//多个函数和变量导出
exports.calc = {
  add:function(x,y){
    return x + y;
  },
  sub:function(x,y){
    return x - y;
  }
}

4.模块查找顺序

Node.js在查找模块时，会按照以下顺序查找：

内置模块，如http、fs等

node_modules目录下的模块，可以通过require函数直接引用

上级目录中的node_modules目录下的模块，可以通过..或../的方式引用

全局安装的模块，需要通过npm安装，可以通过require函数引用

5.模块缓存

为了提高模块的加载速度，Node.js会将已经加载过的模块缓存起来。当再次加载该模块时，就不需要重新加载，直接从缓存中读取即可。

每个模块对象都有一个parent属性，值为加载该模块的模块对象。在解决循环依赖时，可以利用这个属性。

6.循环依赖

如果两个模块相互依赖，会出现循环依赖的问题。比如，模块A依赖模块B，模块B也依赖模块A。

Node.js中的模块加载机制是同步的，如果两个模块相互依赖，Node.js会进入死循环，导致程序崩溃。

为了解决循环依赖的问题，Node.js采用的是延迟加载的方式。即，在需要使用某个模块时，才会去加载该模块。如果某个模块已经被加载，就直接使用缓存中的模块对象。

借助于require函数的缓存机制，可以解决循环依赖的问题。如下面的例子，模块A和模块B相互依赖，但能够正常运行。


//a.js
console.log('a starting');
exports.done = false;
const b = require('./b');
console.log('in a, b.done =', b.done);
exports.done = true;
console.log('a done');
//b.js
console.log('b starting');
exports.done = false;
const a = require('./a');
console.log('in b, a.done =', a.done);
exports.done = true;
console.log('b done');

在加载a模块时，需要引用b模块；在加载b模块时，需要引用a模块。但由于require函数的缓存机制，a模块的exports对象在b模块中已经被加载并且被缓存，因此b模块中的对a模块的引用会直接从缓存中获取，而不会再次加载。

上面例子的输出结果为：


b starting
a starting
in b, a.done = false
b done
in a, b.done = true
a done

7.总结

模块化是Node.js的重要特性之一，使得代码更易维护和复用。Node.js支持内置模块和自定义模块，可以通过module.exports或exports将函数和变量暴露给其他模块。Node.js会将已经加载过的模块缓存起来，提高了模块的加载速度。循环依赖的问题可以通过require函数的缓存机制解决。

Node.js中的模块化