淺談Node.js中require()的工作原理

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大多數人都知道Node.js中require()函數做什麼的，但是有多少人知道它的工作原理呢？我們每天使用它來載入庫包和模組，但是它的內部行為原理很神秘。

我們追尋Node模組系統的核心: module.js，這個檔案包含一個令人驚訝的神奇功能，它負責載入編譯和快取每個用過的文件，讓我們揭開它的神秘面紗。

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

在module.js中可以發現這個Module類型，扮演兩個主要角色：首先，它提供一個所有Node.js模組從其文件被加載時構建一個實例的基礎功能，甚至在文件運行時持久，這就是為什麼我們能夠將一些屬性加入module.exports，並在需要時返回它們。

module的第二件事是處理Node模組的載入機制，標準的require函數其實是基於module.require的抽象，後者只是一個對Module._load的簡單包裝，載入方法處理每個文件的實際載入。看看它的程式碼大概如下：

Module._load = function(request, parent, isMain) { 
  // 1.在Module._cache中检查模块是否被缓存
  // 2.如果缓存中为空，创建一个新的模块实例。
  // 3. 保存到缓存
  // 4. 使用指定的名称调用module.load() 
  //    在读取了文件内容后将调用module.compile() 
  // 5.如果加载和分析文件时有错误
  //    从缓存中删除坏的模块
  // 6. 返回 module.exports 
};

Module._load負責載入新的模組並且管理模組緩存，快取每個模組能夠降低檔案的讀取頻率，從而提高效能，共享模組實例允許像單例模組那樣跨應用保存狀態。

如果一個模組在快取中不存在，Module._load將讀取檔案建立一個新的，讀取檔案內容成功後會呼叫module._compile

如果你注意上面第六步，你會看到返回的是module.exports，這就是為什麼當你定義公共介面時，可以使用exports和module.exports，因為它們確實是Model._load和require返回的。

下面看看module._compile:

Module.prototype._compile = function(content, filename) { 
  // 1. 创建调用模块需要的require标准函数
  // 2.将其他帮助方法加入require. 
  // 3.包装JS代码到一个函数，这个函数提供我们的require
  //  模块, 比如变量本地化到模块的作用域
  // 4.返回这个函数
};

這裡有魔術發生，首先，一個特殊的標準require函數將被創建，這就是我們熟悉的require()函數，當函數自己包裝了Module.require，它也包含一些很少人知道的幫助屬性和方法，如：

• require():載入一個外部模組

• ##require.resolve(): 根據其絕對路徑解決模組名稱

• #require.main: 主要的模組

• require. cache: 所有快取模組

• require.extensions: 基於檔案的副檔名可用於編譯的方法。

一旦require準備就緒，整個原始碼將被包裝進一個新的函數，這個函數有require module和exports和其他暴露變數作為參數，這創建了模組的一個新函數作用域，這樣就不會污染Node.js環境的其餘部分。

(function (exports, require, module, __filename, __dirname) { 
  // YOUR CODE INJECTED HERE! 你的代码在这里
});

最後，這個包裝了模組的函數將運行，整個Module._compile方法同步執行，這樣原來對Module._load方法呼叫將會等待這個程式碼運行，然後才會完成，回傳module.exports給用戶。

現在，我們已經知道require('模組')是如何透過模組系統載入你定義的模組的， module.js source code包含更多程式碼原理，如果你有興趣可以發現更多。

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