Node.js中require()的工作原理是什么

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大多数人都知道Node.js中require()函数做什么的，但是有多少人知道它的工作原理呢？我们每天使用它加载库包和模块，但是它的内部行为原理很神秘。

我们追寻Node模块系统的核心: module.js，这个文件包含一个令人惊讶的神奇功能，它负责加载编译和缓存每个用过的文件，让我们揭开它的神秘面纱。

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

在module.js中可以发现这个Module类型，扮演两个主要角色：首先，它提供一个所有Node.js模块从其文件被加载时构建一个实例的基础功能，甚至在文件运行时持久，这就是为什么我们能够将一些属性加入module.exports，并在需要时返回它们。

module的第二个事情是处理Node模块的加载机制，标准的require函数其实是基于module.require的抽象，后者只是一个对Module._load的简单包装，加载方法处理每个文件的实际加载。看看它的代码大概如下：

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负责加载新的模块并且管理模块缓存，缓存每个模块能够降低文件的读取频率，从而提高性能，共享模块实例允许像单例模块那样跨应用保存状态。

如果一个模块在缓存中不存在，Module._load将读取文件创建一个新的，读取文件内容成功后会调用module._compile

如果你注意上面第六步，你会看到返回的是module.exports，这就是为什么当你定义公共接口时，可以使用exports和module.exports，因为它们确实是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
};

这里有魔术发生，首先，一个特殊的标准require函数将被创建，这就是我们熟悉的require()函数，当函数自己包装了Module.require，它还包含一些很少人知道的帮助属性和方法，如：

require():加载一个外部模块
require.resolve(): 根据其绝对路径解决模块名称
require.main: 主要的模块
require.cache: 所有缓存模块
require.extensions: 基于文件的扩展名可用于编译的方法。

一旦require准备就绪，整个源码将被包装进一个新的函数，这个函数有require module和exports和其他暴露变量作为参数，这创建了模块的一个新函数作用域，这样就不会污染Node.js环境的其余部分。

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

最后，这个包装了模块的函数将运行，整个Module._compile方法同步执行，这样原来对Module._load方法调用将会等待这个代码运行，然后才会完成，返回module.exports给用户。

现在，我们已经知道require('模块')是如何通过模块系统加载你定义的模块的， module.js source code包含更多代码原理，如果你有兴趣可以发现更多。

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