Node.js中require的工作原理浅析

几乎所有的Node.js开发人员可以告诉你`require()`函数做什么，但我们又有多少人真正知道它是如何工作的？我们每天都使用它来加载库和模块，但它的行为，对于我们来说反而是一个谜。

出于好奇，我钻研了node的核心代码来找出在引擎下发生了什么事。但这并不是一个单一的功能，我在node的模块系统的找到了module.js。该文件包含一个令人惊讶的强大的且相对陌生的核心模块，控制每个文件的加载，编译和缓存。`require（）`，它的横空出世，只是冰山的一角。

module.js


代码如下:

function Module(id, parent) {
  this.id = id;
  this.exports = {};
  this.parent = parent;
  // ...

在module.js在Node.js内部主要承担两个角色。首先，它为所有的Node.js模块提供了一个基础。每个文件是基本模块new出的一个新实例，即使在该文件已经运行之后，仍然存在。这就是为什么我们能够性为module.exports附加属并在需要时返回它们。

该模块的第二大任务是处理node的模块加载机制。我们使用的独立操作的“require”函数实际上是一个抽象概念的module.require，这本身就是只是一个简单的关于Module._load功能的封装。此load方法处理每个文件的实际加载，并在那里开始我们的旅程。

Module._load


代码如下:

Module._load = function(request, parent, isMain) {
  // 1. Check Module._cache for the cached module.
  // 2. Create a new Module instance if cache is empty.
  // 3. Save it to the cache.
  // 4. Call module.load() with your the given filename.
  //    This will call module.compile() after reading the file contents.
  // 5. If there was an error loading/parsing the file,
  //    delete the bad module from the cache
  // 6. return module.exports
};

Module._load负责加载新的模块和管理模块的缓存。缓存加载的每个模块减少冗余文件的读取次数，并可以显著地加快您应用程序的速度。此外，共享模块实例允许单例特性的模块，保持在项目中的状态。

如果某个模块没有在缓存中存在，Module._load将创建该文件的一个新的基本模块。然后，它会告诉模块在将它们发送到module._compile之前阅读新文件的内容。[1]

如果您注意到上面的步骤＃6，你会看到module.exports已被返回给用户。这就是为什么当你在定义公共接口使用时，你使用exports和module.exports，因为Module._load将接下来返回require的内容。我很惊讶，这里没有更多的功能，但如果有的话那更好。

module._compile


代码如下:

Module.prototype._compile = function(content, filename) {
  // 1. Create the standalone require function that calls module.require.
  // 2. Attach other helper methods to require.
  // 3. Wraps the JS code in a function that provides our require,
  //    module, etc. variables locally to the module scope.
  // 4. Run that function
};

· 这是真正的奇迹发生的地方。首先，一个特殊的独立操作的require函数是为该模块创建的。这是我们需要的并且都熟悉的功能。而函数本身只是一个在Module.require的封装，它也包含了一些便于我们使用的鲜为人知的辅助方法：

· require()：加载一个外部模块
· require.resolve()：解析一个模块名到它的绝对路径
· require.main：主模块
· require.cache：所有缓存好的模块
· ·require.extensions：根据其扩展名，对于每个有效的文件类型可使用的编制方法

一旦require准备好了，整个加载的源代码就会被封装在一个新的函数里，可以接受require,module,exports和所有其他暴露的变量作为参数。这是一个仅仅为封装模块的而创建的函数，以便于在防止与Node.js的环境产生冲突。

代码如下:

(function (exports, require, module, __filename, __dirname) {
  // YOUR CODE INJECTED HERE!
});

该Module._compile方法是同步执行的，所以对Module._load的调用只能等到这段代码运行结束，并将module.exprts返回给用户。

结论

因此，我们已经了解了require的全部代码，并已经初步了解它是如何工作的。

如果你已经按照这一切的方式做了，那么你已经为最后的秘密做好准备：require('module')。这是正确的，该模块系统本身可以通过模块系统被加载。盗梦空间。这可能听起来很奇怪，但它可以让用户空间同模块加载系统互动起来，并不需要钻研Node.js核心。受欢迎的模块都像这样被建立。[2]

如果您想了解更多，请自己查看module.js源代码。还有很多东西足够你头痛一段时间了。第一个可以告诉我什么是NODE_MODULE_CONTEXTS“以及它为什么被添加的人可以得到加分奖励 :)

[1] module._compile方法只用于运行JavaScript文件。 JSON文件需通过JSON.parse() 解析并返回

[2]然而，这两个模块都建立在私有模块的方法，如Module._resolveLookupPaths和Module._findPath。你可以认为这并没有好多了...