~ Node.js 模块成员的引入与导出

引入模块

在 JS 中，加载模块使用 script 标签即可；在 Node.js 中，如何在一个模块中，加载另一个模块呢？

// 使用 require 方法进行引入，文件的扩展名（ 通常为.js .json .node ）可省略
    require('./math');    // require 方法，通过路径分析进行模块的路径查找，从而找到这个'包'所在位置

# 缓存加载

与前端浏览器会缓存静态脚本文件以提高性能一样，Node 对引入过的模块都会进行缓存，以减少二次引入时的开销。不同的地方在于，浏览器仅仅缓存文件，而 Node 缓存的是编译和执行之后的对象。

不论是核心模块还是文件模块，require() 方法对相同模块的二次加载都一律采用缓存优先的方式，这是第一优先级的。不同之处在于核心模块的缓存检查先于文件模块的缓存检查。

# 标识符分析

require() 方法接受一个标识符作为参数。Node 实现中，正是基于这样一个标识符进行模块查找的。

模块标识符在Node中主要分为以下几类：

核心模块，如http、fs、path等；

以.或..开始的相对路径文件模块；

以/开始的绝对路径文件模块；

非路径形式的文件模块，如自定义的connect模块

根据参数的不同格式，require命令去不同路径寻找模块文件

如果参数字符串以“/”开头，则表示加载的是一个位于绝对路径的模块文件。比如，require('/home/marco/foo.js')将加载/home/marco/foo.js

如果参数字符串以“./”开头，则表示加载的是一个位于相对路径（跟当前执行脚本的位置相比）的模块文件。比如，require('./circle')将加载当前脚本同一目录的circle.js

如果参数字符串不以“./“或”/“开头，则表示加载的是一个默认提供的核心模块（位于Node的系统安装目录中），或者一个位于各级node_modules目录的已安装模块（全局安装或局部安装）

// 如果是当前路径下的文件模块，一定要以./开头，否则nodejs会试图去加载核心模块，或node_modules内的模块

# 文件扩展名分析

require() 在分析标识符的过程中，会出现标识符中不包含文件扩展名的情况。CommonJS 模块规范也允许在标识符中不包含文件扩展名，这种情况下，Node 会先查找是否存在没有后缀的该文件，如果没有，再按 .js、.json、.node（较少，一般是通过C++编写的模块，二进制文件）的次序补足扩展名，依次尝试。

在尝试的过程中，需要调用 fs 模块同步阻塞式地判断文件是否存在。因为 Node 是单线程的，所以这里是一个会引起性能问题的地方。小诀窍是：如果是 .node 和 .json 文件，在传递给 require() 的标识符中带上扩展名，会加快一点速度。另一个诀窍是：同步配合缓存，可以大幅度缓解 Node 单线程中阻塞式调用的缺陷。

# 目录分析和包

在分析标识符的过程中，require() 通过分析文件扩展名之后，可能没有查找到对应文件，但却得到一个目录，这在引入自定义模块和逐个模块路径进行查找时经常会出现，此时 Node 会将目录当做一个包来处理。

在这个过程中，Node 对 CommonJS 包规范进行了一定程度的支持。首先，Node 在当前目录下查找package.json（ CommonJS 包规范定义的包描述文件），通过 JSON.parse() 解析出包描述对象，从中取出 main 属性指定的文件名进行定位。如果文件名缺少扩展名，将会进入扩展名分析的步骤。

而如果 main 属性指定的文件名错误，或者压根没有 package.json 文件，Node 会将 index 当做默认文件名，然后依次查找 index.js、index.json、index.node。如果在目录分析的过程中没有定位成功任何文件，则自定义模块进入下一个模块路径进行查找。如果模块路径数组都被遍历完毕，依然没有查找到目标文件，则会抛出查找失败的异常。

导出模块

如何在一个模块中访问另外一个模块中定义的变量呢？

[1] 全局对象

最容易想到的是：把一个模块中定义的变量复制到 global 中，然后，另一个模块访问全局环境

不过，这种方法虽然简单，但由于会污染全局环境，不推荐使用
// a.js
var a = 100;
global.a = a;
 
// b.js
require('./a');
console.log(global.a);  // 100

[2] module 对象

推荐使用的是：Node.js 提供的模块对象 module，该对象保存了当前模块相关的一些信息：

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
module.children  返回一个数组，表示该模块要用到的其他模块
module.exports  用于指定一个模块所导出的内容，即可以通过 require() 访问的内容

module.exports 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

即，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
// test.js
let a = 100;
function add(b,c){
	return b + c;
}
module.exports = {
	a,add
}
// app.js
var test = require('./test.js');

console.log(test.a);  // 100
console.log(test.add(1,2));  // 3

「 ~~exports~~ 」为了方便，Node 为每个模块提供一个 exports 变量，指向 module.exports。

造成的结果是，在对外输出模块接口时，可以向 exports 对象添加方法；

但是，不能直接将 exports 变量指向一个值，因为这样等于切断了exports与module.exports的联系。
console.log(module.exports === exports);  // true

编译模块

编译和执行是模块实现的最后一个阶段，定位到具体的文件后，Node.js 会新建一个模块对象，然后根据路径载入并编译。不同的文件扩展名，其载入方法也有所不同：

js 文件 — 通过 fs 模块同步读取文件后编译执行；

node 文件 — 这是用 C/C++ 编写的扩展文件，通过 dlopen() 方法加载最后编译生成的文件；

json 文件 — 通过 fs 模块同步读取文件后，用 JSON.parse() 解析返回结果；

其余扩展名文件 — 它们都被当做 .js 文件载入

每一个编译成功的模块都会将其文件路径作为索引缓存在 Module._cache 对象上，以提高二次引入的性能 ...