1 模块化的基本概念

1.1 模块化

模块化是指解决一个复杂问题时，自顶向下逐层把系统划分成若干模块的过程。对于整个系统来说，模块是可组合、分解和更换的单元。

编程领域中的模块化，就是遵守固定的规则，把一个大文件拆成独立并互相依赖的多个小模块。

把代码进行模块化拆分的好处：

① 提高了代码的复用性

② 提高了代码的可维护性

③ 可以实现按需加载

1.2 模块化规范

模块化规范就是对代码进行模块化的拆分与组合时，需要遵守的那些规则。

模块化规范的好处：大家都遵守同样的模块化规范写代码，降低了沟通的成本，极大方便了各个模块之间的相互调用，利人利己。

2 Node.js 中模块化

2.1 Node.js 中模块的分类

Node.js 中根据模块来源的不同，将模块分为了 3 大类，分别是：

内置模块（内置模块是由 Node.js 官方提供的，例如 fs、path、http 等）

自定义模块（用户创建的每个 .js 文件，都是自定义模块）

第三方模块（由第三方开发出来的模块，并非官方提供的内置模块，也不是用户创建的自定义模块，使用前需要先下载）

2.2 加载模块

使用强大的 require() 方法，可以加载需要的内置模块、用户自定义模块、第三方模块进行使用。

注意：使用 require() 方法加载其它模块时，会执行被加载模块中的代码。

// 加载内置模块
const fs = require( 'fs' )
// 加载用户自定义模块
const my = require( './my.js' )
// 加载第三方模块
const moment = require( 'moment' )

2.3 Node.js 中的模块作用域

2.3.1 模块作用域

和函数作用域类似，在自定义模块中定义的变量、方法等成员，只能在当前模块内被访问，这种模块级别的访问限制，叫做模块作用域。

01.js

const username = 'zs'
function say() {
  console.log('zs')
}

test.js

const one = require( './01' )
console.log(one)

执行test，输出：

{}

2.3.2 模块作用域的好处

防止了全局变量污染的问题。

2.4 向外共享模块作用域中的成员

2.4.1 module 对象

在每个 .js 自定义模块中都有一个 module 对象，它里面存储了和当前模块有关的信息。

Module {
  id: '.',
  path: 'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\day3\\code',
  exports: {},
  filename: 'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\day3\\code\\test.js',
  loaded: false,
  children: [
    Module {
      id: 'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\day3\\code\\01.js',    
      path: 'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\day3\\code',
      exports: {},
      filename: 'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\day3\\code\\01.js',
      loaded: true,
      children: [],
      paths: [Array]
    }
  ],
  paths: [
    'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\day3\\code\\node_modules',
    'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\day3\\node_modules',
    'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node.js—资料\\node_modules',
    'E:\\BaiduNetdiskDownload\\node_modules',
    'E:\\node_modules'
  ]
}

2.4.2 module.exports 对象

在自定义模块中，可以使用 module.exports 对象，将模块内的成员共享出去，供外界使用。

外界用 require() 方法导入自定义模块时，得到的就是 module.exports 所指向的对象。

默认情况下，module.exports = {}。

const username = 'zs'
function say() {
  console.log('zs')
}
// 向 module.exports 上挂载成员
module.exports = {
  username,
  say
}

const one = require( './01' )
console.log(one)

{ username: 'zs', say: [Function: say] }

注意：

使用 require() 方法导入模块时，导入的结果，永远以 module.exports 指向的对象为准。

2.4.3 exports 对象

由于 module.exports 单词写起来比较复杂，为了简化向外共享成员的代码，Node 提供了 exports 对象。默认情况下，exports 和 module.exports 指向同一个对象。最终共享的结果，还是以 odule.exports 指向的对象为准。

const username = 'zs'
function say() {
  console.log('zs')
}
console.log(exports)
console.log(module.exports)
console.log( module.exports===exports )

{}
{}
true

const username = 'zs'
function say() {
  console.log('zs')
}
// 向 module.exports 上挂载成员
module.exports.username = username
exports.say = say
console.log(exports)
console.log(module.exports)
console.log( module.exports===exports )

{ username: 'zs', say: [Function: say] }
{ username: 'zs', say: [Function: say] }
true

2.4.4 exports 和 module.exports 的使用误区

时刻谨记，require() 模块时，得到的永远是 module.exports 指向的对象：

const username = 'zs'
function say() {
  console.log('zs')
}
// 向 module.exports 上挂载成员
module.exports.username = username
exports.say = say
module.exports = {
  name: 'ls'
}

const one = require( './01' )
console.log(one)

{ name: 'ls' }

1.

注意：为了防止混乱，建议大家不要在同一个模块中同时使用 exports 和 module.exports

2.5 Node.js 中的模块化规范

Node.js 遵循了 CommonJS 模块化规范，CommonJS 规定了模块的特性和各模块之间如何相互依赖。

CommonJS 规定：

① 每个模块内部，module 变量代表当前模块。

② module 变量是一个对象，它的 exports 属性（即 module.exports）是对外的接口。

③ 加载某个模块，其实是加载该模块的 module.exports 属性。require() 方法用于加载模块。

3 模块的加载机制

3.1 优先从缓存中加载

模块在第一次加载后会被缓存。 这也意味着多次调用 require() 不会导致模块的代码被执行多次。

注意：不论是内置模块、用户自定义模块、还是第三方模块，它们都会优先从缓存中加载，从而提高模块的加载效率。

3.2 内置模块的加载机制

内置模块是由 Node.js 官方提供的模块，内置模块的加载优先级最高。

例如，require(‘fs’) 始终返回内置的 fs 模块，即使在 node_modules 目录下有名字相同的包也叫做 fs。

3.3 自定义模块的加载机制

使用 require() 加载自定义模块时，必须指定以 ./ 或 …/ 开头的路径标识符。在加载自定义模块时，如果没有指定 ./ 或 …/ 这样的路径标识符，则 node 会把它当作内置模块或第三方模块进行加载。

同时，在使用 require() 导入自定义模块时，如果省略了文件的扩展名，则 Node.js 会按顺序分别尝试加载以下的文件：

按照确切的文件名进行加载

补全 .js 扩展名进行加载

补全 .json 扩展名进行加载

补全 .node 扩展名进行加载

加载失败，终端报错

3.4 第三方模块的加载机制

如果传递给 require() 的模块标识符不是一个内置模块，也没有以 ‘./’ 或 ‘…/’ 开头，则 Node.js 会从当前模块的父目录开始，尝试从 /node_modules 文件夹中加载第三方模块。

如果没有找到对应的第三方模块，则移动到再上一层父目录中，进行加载，直到文件系统的根目录。

例如，假设在 ‘C:\Users\itheima\project\foo.js’ 文件里调用了 require(‘tools’)，则 Node.js 会按以下顺序查找：

C:\Users\itheima\project\node_modules\tools

C:\Users\itheima\node_modules\tools

C:\Users\node_modules\tools

C:\node_modules\tools

3.5 目录作为模块

当把目录作为模块标识符，传递给 require() 进行加载的时候，有三种加载方式：

在被加载的目录下查找一个叫做 package.json 的文件，并寻找 main 属性，作为 require() 加载的入口。

如果目录里没有 package.json 文件，或者 main 入口不存在或无法解析，则 Node.js 将会试图加载目录下的 index.js 文件。

如果以上两步都失败了，则 Node.js 会在终端打印错误消息，报告模块的缺失：Error: Cannot find module ‘xxx’。