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Nodejs三、模块化

1、模块化的基本概念

（1）模块化是什么

• 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。

（2）编程领域中的模块化

• 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：

  • 提高了代码的复用性

  • 提高了代码的可维护性

  • 可以实现按需加载

（3）模块化规范

• 模块化规范：对代码进行模块化的拆分与组合时，需要遵守的那些规则。例如：使用什么样的语法格式来引用模块，在模块中使用什么样的语法格式向外暴露成员。

• 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

（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）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。

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

//1.加内置的fs模块
const fs = require('fs')

//2.加载用户的自定义模块
const custom = require('./02.custom.js')

//3.加第三方模块
const moment = require('moment')

（3）Node.js 中的模块作用域

• 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。
• 模块作用域的好处：防止了全局变量污染的问题

（4）共享模块中的成员

• 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，打印如下：

• 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。
  • 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。

• 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。

• 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
  • 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

（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：
  • 每个模块内部，module变量代表当前模块。
  • module变量是一个对象， module.exports是对外的接口。
  • require() 方法加载某个模块，其实是加载该模块的 module.exports 属性。

3、模块的加载机制

（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。
• 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。

（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）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

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

（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’