- nodejs模塊語法與開閉原則
- nodejs模塊的底層實現
一、nodejs模塊語法與開閉原則
關於nodejs模塊我在之前的兩篇博客中都有涉及，但都沒有對nodejs模塊的底層做做任何探討，但是為了使相關內容更方便查看比對理解，這裏還是先引入一下之前兩篇博客的連接：
1.1 exports、module.exports、require()實現模塊導出導入：
1 //示例一：導出原始值數據
2 //a.js--用於導出數據
3 let a = 123;
4 module.exports.a=a;
5 //inde.js--用於導入a模塊的數據
6 let aModule = require('./a.js');
7 console.log(aModule.a); //123
8
9 //示例二：導出引用值數據
10 //a.js--同上
11 function foo(val){
12 console.log(val);
13 }
14 module.exports.foo = foo;
15 //index.js--同上
16 let aModule = require('./a.js');
17 let str = "this is 'index' module"
18 aModule.foo(str); //this is 'index' module
19
20 //示例三：導出混合數據
21 a.js--同上
22 let a = 123;
23 function foo(val){
24 console.log(val);
25 }
26 module.exports = {
27 a:a,
28 foo:foo
29 }
30 //inde.js--同上
31 let aModule = require('./a.js');
32 let str = "this is 'index' module"
33 console.log(aModule.a);//123
34 aModule.foo(str); //this is 'index' module
在上面這些示例中，沒有演示exports的導出，暫時可以把它看作與同等於module.exports，例如：
1 //a.js -- 導出模塊
2 let a = 123;
3 function foo(val){
4 console.log(val);
5 }
6 exports.a = a;
7 exports.foo = foo;
8
9 //inde.js -- 引用模塊a
10 let aModule = require('./a.js');
11 let str = "this is 'index' module"
12 console.log(aModule.a);//123
13 aModule.foo(str); //this is 'index' module
但是使用exports導出模塊不能這麼寫：
1 //a.js
2 let a = 123;
3 function foo(val){
4 console.log(val);
5 }
6 exports = {
7 a:a,
8 foo:foo
9 }
10
11 //index.js
12 let aModule = require('./a.js');
13 let str = "this is 'index' module"
14 console.log(aModule);// {} -- 一個空對象
至於為什麼不能這麼寫，暫時不在這裏闡述，下一節關於nodejs模塊底層實現會具體的分析介紹，這裏先來介紹nodejs模塊的一個設計思想。
1.2 nodejs模塊的開閉原則設計實現
1 //a.js -- 導出模塊
2 let num = 123;
3 let str = "this is module 'a'";
4 exports.a = a;
5
6 //index.js -- 引用模塊a
7 let aModule = require('./a.js');
8 console.log(aModule.num);//123
9 console.log(aModule.str);//undefined
這裏你會發現只有被exports執行了導出的num成員才能被正常導出，而str成員沒有被執行導出，在依賴a.js模塊的index.js中是不能引用到a.js模塊中的str成員。可能你會說這不是很正常嗎？都沒有導出怎麼引用呢？
不錯，這是一個非常正常情況，因為語法就告訴了我們，要想引用一個模塊的成員就必須先在被引用的模塊中導出該成員。然而這裏要討論的當然不會是導出與引用這個問題，而是模塊給我實現了一個非常友好的設計，假設我現在在a.js中有成員str，在index.js模塊中也有成員str，這回衝突嗎？顯然是不會的，即使在a.js中導出str並且在index.js中引用a.js模塊，因為index.js要使用a.js模塊的成員str，需要使用接收模塊變量aModule.str來使用。
1 //a.js
2 let num = 123;
3 let str = "this is module 'a'";
4 exports.num = num;
5 exports.str = str;
6
7 //index.js
8 let aModule = require('./a.js');
9 let str = "this is module 'index'"
10 console.log(aModule.num);//123
11 console.log(aModule.str);//this is module 'a'
12 console.log(str);//this is module 'index'
基於開閉原則的設計方式，封閉可以讓模塊的內部實現隱藏起來，開放又可以友好的實現模塊之間的相互依賴，這相對於之前我們常用的回調函數解決方案，程序設計變得更清晰，代碼復用變得更靈活，更關鍵的是還解決了js中一個非常棘手的問題——命名衝突問題，上面的示例就是最好的證明。這裏需要拋出一個問題，看示例：
1 //下面這種寫法有什麼問題？
2 //a.js
3 let num = 123;
4 module.exports = num;
5
6 //index.js
7 let aModule = require('./a.js');
8 let str = "this is module 'index'"
9 console.log(aModule);//123
這種寫法不會報錯，也能正常達到目前的需求，如果從能解決目前的功能需求角度來說，它沒錯。但是開閉原則的重要思想就是讓模塊保持相對封閉，又有更好的拓展性，這樣寫顯然不合適，比如就上面的代碼寫完上線以後，業務又出現了一個新的需求需要a.js模塊導出一個成員str，這時候顯然需要同時更改a.js模塊和index.js模塊，即使新需求不需要index.js來實現也是需要改的。所以維持模塊的開閉原則是良好的編碼風格。
二、nodejs模塊的底層實現原理
2.1 module.exports與exports的區別：
//a.js
console.log(module.exports == exports);//true
//然後在控制台直接執行a.js模塊
node a.js
實際上它們是沒有區別的，那為什麼在之前的exports不能直接等於一個對象，而module.exports可以呢？這關乎於js的引用值指向問題：
當export被賦值一個對象時，就發生了一下變化：
這時候我們可以確定node不會導出exports，因為前面的示例已經說明了這一點，但是值得我們繼續思考的是，node模塊是依據module.exports、exports、還是它們指向的初始對象呢？這裏你肯定會說是module.exports，因為前面已經有示例是module.exports指向一個新的對象被成功導出，但是我並不覺得前面那些示例能說服我，比如下面這種情況：
1 //a.js模塊
2 let num = 123;
3 function foo(val){
4 console.log(val);
5 }
6 module.exports = {
7 num:num
8 }
9 exports = {
10 foo:foo
11 }
12 //index.js模塊
13 let aModule = require('./a.js');
14 console.log(aModule);//這裡會打印出什麼？
我們現不測試也不猜測，先通過下面的示圖來看下現在的a.js模塊中module.exports、exports、以及它們兩初始指向的空對象的關係圖：
這時候我們來看一下index.js執行會輸出什麼？
{ num: 123 }
所以從這個結果可以看出，最後require()最後導入的是被引用模塊的module.exports。探討到這裏的時候並沒有到達node模塊的終點，我們這裏module.exports、exports、require()是從哪裡來的？node系統內置變量？還是別的？
2.2 node模塊的底層實現原理
這部分的內容其實也沒有太多可以說的，就前面提出來的問題其實有一個方式就可以讓你一目瞭然，只需要在一個js文件中編寫以下代碼，然後使用node執行這個js文件就可以了：
1 console.log(require); // 一個方法
2 console.log(module); // 一個對象
3 console.log(exports); // 一個空對象
4 console.log(__dirname); // 當前模塊所在路徑
5 console.log(__filename); // 當前文件的路徑
這時因為node模塊實際上底層是被放到一個立即執行函數內（不要在乎xyz這個名稱，因為我也不知道node底層到底用的什麼名稱），這些變量其實就是這個函數的參數，這個函數大概是一下形式：
1 function xyz(module.exports,require,module,__filename,__dirname){
2 //...
3 // 這裏就是我們在模塊中寫入的代碼
4 //...
5 return module.exports;
6 }
通過上面的推斷就可以得到下面這樣的結果：
1 console.log(module.exports == arguments[0]);//true
2 console.log(require == arguments[1]);//true
3 console.log(module == arguments[2]);//true
4 console.log(__filename == arguments[3]);//true
5 console.log(__dirname == arguments[4]);//true
通過執行這段打印代碼也確實可以得到這樣的結果，到這裏又有一個值得我們關注的內容，就是每個模塊的module參數：
1 console.log(module);
2 Module {
3 id: '.',//當前模塊的id都是'.'，在後面的parent和children裏面的模塊對象上的id就是的對應模塊的filename
4 exports: {},//這裡是模塊導出對象
5 parent: null,//這裡是當前模塊被那些模塊引用的模塊對象列表，意思是當前模塊作為那些模塊的父級模塊
6 filename:''，//這裡是當前文件路徑的絕對路徑
7 loaded: false,//模塊加載狀態，如果在模塊內部輸出module對象它永遠都會是false，因為只有這個模塊加載完成之後才會被修改成true
8 children: [
9 // 這裡是引用模塊module對象列表，意思是當前模塊作為了那些模塊的子模塊
10 ],
11 paths:[
12 // 這裡是外部模塊包的路徑列表，從最近的路徑（模塊所在同級路徑）到系統盤路徑所有的node_modules文件夾路徑
13 ]
14 }
到這裡有可能你還會問為什麼底層實現裏面只有module.exports，沒有export，這個解釋起來真的費勁，下面這一行代碼幫你搞定：
let exports = module.exports;
這篇博客主要介紹了node模塊的內部內容，並未就node模塊基於commonjs規範做任何介紹，是因為在之前的博客中已經有了非常全面的解析，詳細參考博客開始時的連接，關於node模塊加載相關內容也是在那篇博客。
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