三、Node.js模块化

1、模块化简介

1.1、什么是模块化

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。

• 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。如：

1、使用什么样的语法格式来引用模块
2、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中的模块化

2.1、Node中模块分类

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、Node中模块加载

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。例如：

// 1、加载内置的fs模块
const fs = require('fs')

// 2、加载用户自定义模块
const custom = require('./custom.js')

// 3、加载第三方模块（需先下载）
const moment = require('moment')

2.3、Node中模块作用域

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。
好处：防止全局变量污染的问题

2.4、向外共享模块作用域

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。

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。

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 module.exports 指向的对象为准。

2.5、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：

案例一：

案例二：

案例三：

案例四：

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

2.6、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

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：

1、按照确切的文件名进行加载
2、补全 .js 扩展名进行加载
3、补全 .json 扩展名进行加载
4、补全 .node 扩展名进行加载
5、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() 的模块为第三方模块，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：
1、C:\Users\itheima\project\node_modules\tools
2、C:\Users\itheima\node_modules\tools
3、C:\Users\node_modules\tools
4、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：
1、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
2、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。
3、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’