1. 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

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。

例如引用模块和向外暴露成员使用的方式。

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。

2. Node.js中的模块化

2.1 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：

1. 内置模块（内置模块是由 Node.js 官方提供的，例如 fs、path、http 等）

2. 自定义模块（用户创建的每个 .js 文件，都是自定义模块）

3. 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 加载模块

使用require()方法，可以加载内置模块，自定义模块和第三方模块。

// 加载内置模块
const fs=require('fs')
// 加载自定义模块
const custom=require('./custom.js')
// 加载第三方模块
const moment=require('moment')

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

在使用require加载用户自定义模块期间，可以省略文件的后缀名，node.js会为文件自动补全。

2.3 Node.js中的模块作用域

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：可以解决全局变量污染的问题。

2.4 向外共享模块作用域中的成员

2.4.1 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。

console.log(module)

Module {
  id: '.',
  path: 'D:\\git\\node\\code',
  exports: {},
  parent: null,
  filename: 'D:\\git\\node\\code\\clock时钟web服务器.js',
  loaded: false,
  children: [],
  paths: [
    'D:\\git\\node\\code\\node_modules',
    'D:\\git\\node\\node_modules',
    'D:\\git\\node_modules',
    'D:\\node_modules'
  ]
}

2.4.2 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。

自定义模块中，module对象中的module对象的默认值为{}。

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。

2.4.3 共享成员的注意点

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。

2.4.4 exports对象

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。

exports 和 module.exports 的使用误区

{gender:'男',age:22}

module.exports指向新对象。

{username:'zs',gender:'男'}

exports指向新对象，得到的是module.exports指向的对象。

{username:'zs',gender:'男'}

exports和module.exports指向同一个对象

{username:'zs',gender:'男',age:22}

exports和module.exports指向同一个对象

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

2.5 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，它的 exports 属性（即 module.exports）是对外的接口。 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. npm 与包

3.1 npm

格式化时间的传统做法：

1.创建格式化时间的自定义模块

2.定义格式化时间的方法

3.创建补零函数

4.从自定义模块中导出格式化时间的函数

5.导入格式化时间的自定义模块

6.调用格式化时间的函数

dateFormat.js

// 定义格式化时间的方法

function dateFormat(dtStr){

  const dt=new Date(dtStr)

  const y=dt.getFullYear()

  const m=padZero(dt.getMonth()+1)

  const d=padZero(dt.getDate())

  const hh=padZero(dt.getHours())

  const mm=padZero(dt.getMinutes())

  const ss=padZero(dt.getSeconds())

  return `${y}-${m}-${d} ${hh}:${mm}:${ss}`

}


// 定义补零的函数

function padZero(n){

  return n>9?n:'0'+n

}


module.exports={

  dateFormat

}

// 导入自定义的格式化时间的模块

const TIME = require('./15.dateFormat')


// 调用方法，进行时间的格式化

const dt = new Date()

// console.log(dt)

const newDT = TIME.dateFormat(dt)

console.log(newDT)

通过第三方包来实现格式化时间操作：

1.使用 npm 包管理工具，在项目中安装格式化时间的包 moment

2.使用 require() 导入格式化时间的包

3.参考 moment 的官方 API 文档对时间进行格式化

// 导入自定义的格式化时间的模块

const TIME = require('./15.dateFormat')

// 调用方法，进行时间的格式化

const dt = new Date()

// console.log(dt)

const newDT = TIME.dateFormat(dt)

console.log(newDT)

3.2 包

Node.js 中的第三方模块又叫做包。

不同于 Node.js 中的内置模块与自定义模块，包是由第三方个人或团队开发出来的，免费供所有人使用。

注意：Node.js 中的包都是免费且开源的，不需要付费即可免费下载使用。

由于 Node.js 的内置模块仅提供了一些底层的 API，导致在基于内置模块进行项目开发的时，效率很低。

包是基于内置模块封装出来的，提供了更高级、更方便的 API，极大的提高了开发效率。

包和内置模块之间的关系，类似于 jQuery 和 浏览器内置 API 之间的关系。

从 www.npmjs.com/ 网站上搜索自己所需要的包

从 registry.npmjs.org/ 服务器上下载自己需要的包

npm, Inc. 公司提供了一个包管理工具，我们可以使用这个包管理工具，从 registry.npmjs.org/ 服务器把需要的包下载到本地使用。

这个包管理工具的名字叫做 Node Package Manager（简称 npm 包管理工具），这个包管理工具随着 Node.js 的安装包一起被安装到了用户的电脑上。

在终端中执行 npm -v 命令，来查看自己电脑上所安装的 npm 包管理工具的版本号。

3.2.1 包的安装

在终端中输入包的安装命令：

npm install 包的完整名称

可以简写为：

npm i 包的完整名称

初次装包完成后，在项目文件夹下多一个叫做 node_modules 的文件夹和 package-lock.json 的配置文件。

其中：

node_modules 文件夹用来存放所有已安装到项目中的包。require() 导入第三方包时，就是从这个目录中查找并加载包。

package-lock.json 配置文件用来记录 node_modules 目录下的每一个包的下载信息，例如包的名字、版本号、下载地址等。

注意：程序员不要手动修改 node_modules 或 package-lock.json 文件中的任何代码，npm 包管理工具会自动维护它们。

默认情况下，使用 npm install 命令安装包的时候，会自动安装最新版本的包。如果需要安装指定版本的包，可以在包名之后，通过 @ 符号指定具体的版本

例：

npm i moment@2.22.2

3.3 包管理配置文件

npm 规定，在项目根目录中，必须提供一个叫做 package.json 的包管理配置文件。用来记录与项目有关的一些配置信息。例如：

项目的名称、版本号、描述等

项目中都用到了哪些包

哪些包只在开发期间会用到

那些包在开发和部署时都需要用到

3.3.1 多人协作的问题

遇到的问题：第三方包的体积过大，不方便团队成员之间共享项目源代码。

解决方案：共享时剔除node_modules

3.3.2 记录项目中安装了哪些包

在项目根目录中，创建一个叫做 package.json 的配置文件，即可用来记录项目中安装了哪些包。从而方便剔除 node_modules 目录之后，在团队成员之间共享项目的源代码。

注意：今后在项目开发中，一定要把 node_modules 文件夹，添加到 .gitignore 忽略文件中。

3.3.3 快速创建package.json

npm 包管理工具提供了一个快捷命令，可以在执行命令时所处的目录中，快速创建 package.json 这个包管理配置文件：

npm init -y

注意：

上述命令只能在英文的目录下成功运行！所以，项目文件夹的名称一定要使用英文命名，不要使用中文，不能出现空格。

运行 npm install 命令安装包的时候，npm 包管理工具会自动把包的名称和版本号，记录到 package.json 中。

3.3.4 dependencies节点

package.json 文件中，有一个 dependencies 节点，专门用来记录使用 npm install 命令安装了哪些包。

3.3.5 一次性安装所有的包

当我们拿到一个剔除了 node_modules 的项目之后，需要先把所有的包下载到项目中，才能将项目运行起来。 否则会报类似于下面的错误：

Error：Cannot find module ‘moment’

可以运行 npm install 命令（或 npm i）一次性安装所有的依赖包

npm install

执行npm install 命令时，npm包管理器会先读取package.json中的dependencies节点，读取到记录的所有依赖包名称和版本号之后，npm包管理工具会把这些包一次性下载到项目中。

3.3.6 卸载包

使用npm uninstall 具体报名来卸载包

npm uninstall moment

注意：npm uninstall 命令执行成功后，会把卸载的包，自动从 package.json 的 dependencies 中移除掉。

3.3.7 devDependencies节点

如果某些包只在项目开发阶段会用到，在项目上线之后不会用到，则建议把这些包记录到 devDependencies 节点中。 与之对应的，如果某些包在开发和项目上线之后都需要用到，则建议把这些包记录到 dependencies 节点中。

//安装指定包，并记录到devdependencies节点中
//简写形式
npm i 包名 -D
//完整写法
npm install 包名 --save-dev

3.4 解决下包速度慢的问题

3.4.1 淘宝 NPM 镜像服务器

淘宝在国内搭建了一个服务器，专门把国外官方服务器上的包同步到国内的服务器，然后在国内提供下包的服务。从而极大的提高了下包的速度。

扩展： 镜像（Mirroring）是一种文件存储形式，一个磁盘上的数据在另一个磁盘上存在一个完全相同的副本即为镜像。

3.4.2 切换npm的下包镜像源

下包的镜像源，指的就是下包的服务器地址。

//查看当前的下包镜像源
npm config get registry
//将下包的镜像源切换为淘宝镜像源
npm config set registry=https://registry.npm.taobao.org/
//检查镜像源是否下载成功
npm config get registry

3.4.3 nrm

为了更方便的切换下包的镜像源，可以安装 nrm 这个小工具，利用 nrm 提供的终端命令，可以快速查看和切换下包的镜像源。

//通过npm包管理器，将nrm安装为全局可用的工具
npm i nrm -g
//查看所有可用的镜像源
nrm ls
//将下包的酱香园切换为taobao 镜像
nrm use taobao

3.5 包的分类

使用 npm 包管理工具下载的包，共分为两大类，分别是 项目包和全局包。

3.5.1 项目包

那些被安装到项目的 node_modules 目录中的包，都是项目包。

项目包又分为两类，分别是：

开发依赖包（被记录到 devDependencies 节点中的包，只在开发期间会用到）

 npm i 包名 -D    //开发依赖包

核心依赖包（被记录到 dependencies 节点中的包，在开发期间和项目上线之后都会用到）

npm i 包名    //核心依赖包

3.5.2 全局包

在执行 npm install 命令时，如果提供了 -g 参数，则会把包安装为全局包。

全局包会被安装到 C:\Users\用户目录\AppData\Roaming\npm\node_modules 目录下。

npm i 包名 -g   //全局安装指定的包
npm uninnstall 包名 -g    //卸载全局安装的包

注意：

只有工具性质的包，才有全局安装的必要性。因为它们提供了好用的终端命令。

判断某个包是否需要全局安装后才能使用，可以参考官方提供的使用说明（在npm官网上进行搜索）即可。

3.5.3 i5ting_toc

i5ting_toc 是一个可以把 md 文档转为 html 页面的小工具。

//将i5ting_toc安装为全局包
npm install -g i5ting_toc
//调用i5ting_toc ，轻松实现md 转HTML的功能
i5ting_toc  -f  要转换的md文件路径 -o

3.6 规范的包结构

一个规范的包，它的组成结构，必须符合以下 3 点要求：

1.包必须以单独的目录而存在

2.包的顶级目录下要必须包含 package.json 这个包管理配置文件

3.package.json 中必须包含 name，version，main 这三个属性，分别代表包的名字、版本号、包的入口。

3.7 开发自己的包

1. 该包要实现的功能：

格式化日期； 转义 HTML 中的特殊字符； 还原 HTML 中的特殊字符

2.初始化包的基本结构

新建 itheima-tools 文件夹，作为包的根目录;

在 itheima-tools 文件夹中，新建如下三个文件：

package.json （包管理配置文件） index.js （包的入口文件） README.md （包的说明文档）

3.初始化 package.json

4. 在 index.js 中定义格式化时间的方法

5.在 index.js 中定义转义 HTML 的方法

6. 在 index.js 中定义还原 HTML 的方法

7. 将不同的功能进行模块化拆分

将格式化时间的功能，拆分到 src -> dateFormat.js 中

将处理 HTML 字符串的功能，拆分到 src -> htmlEscape.js 中

在 index.js 中，导入两个模块，得到需要向外共享的方法

在 index.js 中，使用 module.exports 把对应的方法共享出去

8. 编写包的说明文档

包根目录中的 README.md 文件，是包的使用说明文档。通过它，我们可以事先把包的使用说明，以 markdown 的格式写出来，方便用户参考。

README 文件中具体写什么内容，没有强制性的要求；只要能够清晰地把包的作用、用法、注意事项等描述清楚即可。

我们所创建的这个包的 README.md 文档中，会包含以下 6 项内容：

安装方式、导入方式、格式化时间、转义 HTML 中的特殊字符、还原 HTML 中的特殊字符、开源协议

3.8 发布包

1. 注册 npm 账号

访问 www.npmjs.com/ 网站，点击 sign up 按钮，进入注册用户界面

填写账号相关的信息：Full Name、Public Email、Username、Password

点击 Create an Account 按钮，注册账号

登录邮箱，点击验证链接，进行账号的验证

2.登录npm账号

npm 账号注册完成后，可以在终端中执行 npm login 命令，依次输入用户名、密码、邮箱后，即可登录成功。

注意：在运行 npm login 命令之前，必须先把下包的服务器地址切换为 npm 的官方服务器。否则会导致发布包失败！

3. 把包发布到 npm 上

将终端切换到包的根目录之后，运行 npm publish 命令，即可将包发布到 npm 上（注意：包名不能雷同）。

4. 删除已发布的包

运行 npm unpublish 包名 --force 命令，即可从 npm 删除已发布的包。

注意：

npm unpublish 命令只能删除 72 小时以内发布的包

npm unpublish 删除的包，在 24 小时内不允许重复发布

发布包的时候要慎重，尽量不要往 npm 上发布没有意义的包！

4. 模块的加载机制

4.1 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。

4.2 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。

4.3 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

4.4 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\itheima\project\foo.js' 文件里调用了 require('tools')，则 Node.js 会按以下顺序查找：

C:\Users\itheima\project\node_modules\tools

C:\Users\itheima\node_modules\tools

C:\Users\node_modules\tools

C:\node_modules\tools

4.5 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'