web2.0时代，B/S表现出比C/S更大优势，JS的作用经历了工具类库->功能组件->框架->应用的迁移。但却始终缺少一个模块机制：

CJS规范

1. CJS出发点

ECMAScript规范只涉及JS语言的基本要素: 词法 作用域 上下文 类型等。浏览器端有W3C主推的HTML5规范给JS带来了多种标准API。社区总结了后端JS的规范: CJS。它给JS带来了 模块系统 包管理系统 Buffer 文件系统 IO流 字符集编码 进程环境 套接字 Web服务器网关等要素。
CJS规范是一种理论，一个凝结社区努力的优秀的设计。Node正是对这一个规范的优秀实现。

Node与CJS、浏览器、W3C的关系

2. CJS模块规范

CJS规范的模块系统包括: 模块引入 模块导出 模块标识

模块引入：require(模块标识)
模块导出：一个文件一个模块(模块本身module)，挂载到exports上实现导出
模块标识：相对路径/绝对路径

CJS模块意义在于将API限定在私有作用域，通过导出 引入实现上下游依赖。

Node的模块实现

Node实现 模块加载分为：

路径分析
文件定位
编译执行

Node模块分为两种：核心模块 文件模块。针对这两种类型的模块，核心模块在Node源码编译过程中，加载过程不需要文件定位和编译执行；文件模块则需要在运行时完整经历这三步；所以核心模块比文件模块加载速度快。

1. 优先从缓存加载

类似于浏览器缓存文件，Node中对二次引入的模块也会缓存其编译和执行之后的对象，以减少二次引入的开销。

2. 路径分析和文件定位

路径分析即通过require()+模块标识符获取模块路径的过程。

模块标识符分析
根据标识符可将模块分为:
- 核心模块：Node源码编译阶段已经包含了核心模块
- 路径形式文件模块：包括相对路径 绝对路径两种类型的模块，都是在路径分析时解析为真实路径
- 非路径形式文件模块：包含自定义模块，各种包等。其模块路径是一个数组。从当前文件所在目录开始一层层向上查找node_modules文件夹，直到找到未知。
```
console.log(module.paths);
// [ '/Users/hb/tzy/daily-fe/daily-fe-node/src/node_modules',
//   '/Users/hb/tzy/daily-fe/daily-fe-node/node_modules',
//   '/Users/hb/tzy/daily-fe/node_modules',
//   '/Users/hb/tzy/node_modules',
//   '/Users/hb/node_modules',
//   '/Users/node_modules',
//   '/node_modules' ]
```
文件定位注意文件扩展名和目录和包的处理。
- 文件没有后缀,按照.js .json .node进行补足。
- 若定位到一个目录，当做包来处理：
  - 查找包描述文件：package.json
  - 查找入口文件：package.json的main字段；若不存在main字段，则查找index文件。

3. 模块编译

模块载入

根据扩展名不同，载入方式也有所不同： - .js：fs 同步读取后编译模块 - .json：fs 同步读取后JSON.parse() - .node：xxx 载入函数在Module._extensions上，可通过require._extensions查看。

// Native extension for .js
Module._extensions['.js'] = function(module, filename) {
  var content = fs.readFileSync(filename, 'utf8');
  module._compile(stripBOM(content), filename);
};

模块编译

注意这里的模块编译只针对文件模块。

JS模块编译

module._compile()方法里：

    // ...
    const wrapper = Module.wrap(content);
    compiledWrapper = vm.runInThisContext(wrapper, {
      filename,
      lineOffset: 0,
      displayErrors: true,
      importModuleDynamically: experimentalModules ? async (specifier) => {
        if (asyncESM === undefined) lazyLoadESM();
        const loader = await asyncESM.loaderPromise;
        return loader.import(specifier, normalizeReferrerURL(filename));
      } : undefined,
    });
    // ...

在Module.wrap()函数里:

let wrap = function(script) {
  return Module.wrapper[0] + script + Module.wrapper[1];
};

const wrapper = [
  '(function (exports, require, module, __filename, __dirname) { ',
  '\n});'
];

将模块代码进行头尾包装，前面的compiledWrapper就是vm.runInThisContext()执行后生成的一个具体的function对象，即:

(function (exports, require, module, __filename, __dirname) {
  require('./m1');
  console.log(module);
});

这个function最后被执行一次，参数是exports模块导出 require模块引入函数 this即module本身 filename dirname并且将返回值传递给调用方:

result = inspectorWrapper(
  compiledWrapper,  // 该function
  this.exports, 
  this.exports, // 参数
  require, 
  this, 
  filename, 
  dirname
);

Node中，++每个模块都是一个对象++。编译成功的模块将以文件路径为索引存在Module._cache对象上。

C/C++模块编译

.node模块是C/C++模块编译生成，只有加载和执行的过程，不需编译。

// Native extension for .node
Module._extensions['.node'] = function(module, filename) {
  return process.dlopen(module, path.toNamespacedPath(filename));
};

执行方法是process.dlopen()。

JSON模块编译

// Native extension for .json
Module._extensions['.json'] = function(module, filename) {
  var content = fs.readFileSync(filename, 'utf8');
  try {
    module.exports = JSON.parse(stripBOM(content));
  } catch (err) {
    err.message = filename + ': ' + err.message;
    throw err;
  }
};

fs模块 同步读取后JSON.parse()。

核心模块

核心模块包括JS核心（Nodelib目录内）和C/C++核心（Nodesrc目录内）。

JS核心模块编译

转存为C/C++
JS核心模块编译

C/C++核心模块编译

内建模块的组织形式
内建模块的导出

核心模块引入流程

os原生模块引入流程

编写核心模块

...

C/C++扩展模块

...

模块调用栈

模块调用栈示意图

从上图可以看出:

C/C++扩展模块也是文件模块的一种，提供给JS文件模块调用
C/C++核心模块处于最底层，提供给JS核心模块和JS文件模块调用
JS核心模块有两个作用:
- C/C++核心模块与JS文件模块中间的桥接
- 普通功能模块

包与NPM

包与NPM是将模块联系起来的一种机制，是对CJS包规范（包含包结构和包描述）的一种实现。

包组织模块

1. 包结构

包是一个存档文件（tar.gz/.zip），安装后还原为目录，完全符合CJS包规范的包结构应该包括:

package.json文件
lib目录存放JS代码
bin目录存放二进制命令
test目录
doc目录

2. NPM与包描述文件

NPM的所有行为都与包描述文件的字段息息相关，需要注意的有：

main字段：包的出口模块文件，也就是包中其他模块的入口。

3. NPM常用功能

查看帮助

npm -h

安装依赖

全局安装

-g意思是将包安装为全局可用的可执行命令（以commitizen举例）：

包安装位置为/usr/local/lib/node_modules/commitizen
根据包描述文件的bin字段在/usr/local/lib下创建commitizen可执行文件的链接。

本地安装

NPM钩子命令

"scripts": {
  "preinstall": "preinstall.js",
  "install": "install.js",
  "uninstall": "uninstall.js",
  "test": "test.js"
}”

发布包

npm publish

NPM初始化

npm init

编写模块

注册账号

npm adduser

上传包

npm publish

安装包

包权限

npm owner

分析包

npm ls

前后端共用模块

Node使用JS实现后，前后端便可以通用JS模块。

1. 模块的侧重点

前后端JS模块的侧重点不同，因为其宿主环境不同导致：

前后端代码分布在HTTP两端，前端JS模块需要服务端下发给不同的客户端（瓶颈在带宽），后端JS模块则是直接从磁盘读取，然后执行多次（瓶颈在性能）。来源不同，所以两者的加载速度不在一个量级。

2. AMD规范

3. CMD规范

4. 兼容多种模块规范

根据环境字段，使用不同的加载方式

Node模块机制