Node.js API详解之 module模块用法实例分析

(编辑：jimmy 日期: 2024/11/18 浏览：2)

本文实例讲述了Node.js API详解之 module模块用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

Node.js API详解之 module

Node.js 有一个简单的模块加载系统。

在 Node.js 中，文件和模块是一一对应的（每个文件被视为一个独立的模块）。

例子，假设有一个名为 foo.js 的文件：

const circle = require('./circle.js');
console.log(`半径为 4 的圆的面积是 ${circle.area(4)}`);

在第一行中，foo.js 加载了同一目录下的 circle.js 模块。

circle.js 文件的内容为：

const { PI } = Math;
exports.area = (r) => PI * r ** 2;
exports.circumference = (r) => 2 * PI * r;

circle.js 模块导出了 area() 和 circumference() 两个函数。

通过在特殊的 exports 对象上指定额外的属性，函数和对象可以被添加到模块的根部。

模块内的本地变量是私有的，因为模块被 Node.js 包装在一个函数中（详见模块包装器）。

在这个例子中，变量 PI 是 circle.js 私有的。

module.exports 属性可以被赋予一个新的值（例如函数或对象）。

如下，bar.js 会用到 square 模块，square 导出一个构造函数：

const square = require('./square.js');
const mySquare = square(2);
console.log(`正方形的面积是 ${mySquare.area()}`);

square 模块定义在 square.js 中：

// 赋值给 `exports` 不会修改模块，必须使用 `module.exports`
module.exports = (width) => {
 return {
  area: () => width ** 2
 };
};

模块系统在 require(‘module') 模块中实现。

模块包装器

说明：

在执行模块代码之前，Node.js 会使用一个如下的函数包装器将其包装：

(function(exports, require, module, __filename, __dirname) {
// 模块的代码实际上在这里
});

通过这样做，Node.js 实现了以下几点：
它保持了顶层的变量（用 var、const 或 let 定义）作用在模块范围内，而不是全局对象。
它有助于提供一些看似全局的但实际上是模块特定的变量，例如：
实现者可以用于从模块中导出值的 module 和 exports 对象。
包含模块绝对文件名和目录路径的快捷变量 __filename 和 __dirname 。

文件模块

说明：

如果按确切的文件名没有找到模块，则 Node.js 会尝试带上 .js、.json 或 .node 拓展名再加载。
.js 文件会被解析为 JavaScript 文本文件，
.json 文件会被解析为 JSON 文本文件。
.node 文件会被解析为通过 dlopen 加载的编译后的插件模块。
以 ‘/' 为前缀的模块是文件的绝对路径。例如，require(‘/home/marco/foo.js') 会加载 /home/marco/foo.js 文件。
以 ‘./' 为前缀的模块是相对于调用 require() 的文件的。也就是说，circle.js 必须和 foo.js 在同一目录下以便于 require(‘./circle') 找到它。
当没有以 ‘/'、'./' 或 ‘../' 开头来表示文件时，这个模块必须是一个核心模块或加载自 node_modules 目录。
如果给定的路径不存在，则 require() 会抛出一个 code 属性为 ‘MODULE_NOT_FOUND' 的 Error。

目录作为模块

说明：

可以把程序和库放到一个单独的目录，然后提供一个单一的入口来指向它。
把目录递给 require() 作为一个参数，有三种方式。
第一种方式是在根目录下创建一个 package.json 文件，并指定一个 main 模块。

例子，package.json 文件类似：

{ "name" : "some-library",
 "main" : "./lib/some-library.js" }

如果这是在 ./some-library 目录中，则 require(‘./some-library') 会试图加载 ./some-library/lib/some-library.js。
这就是 Node.js 处理 package.json 文件的方式。
注意：如果 package.json 中 “main” 入口指定的文件不存在，则无法解析，Node.js 会将模块视为不存在，并抛出默认错误:

Error: Cannot find module 'some-library'

如果目录里没有 package.json 文件，则 Node.js 就会试图加载目录下的 index.js 或 index.node 文件。
例如，如果上面的例子中没有 package.json 文件，则 require(‘./some-library') 会试图加载：
./some-library/index.js
./some-library/index.node

模块加载顺序

说明：

如果传递给 require() 的模块标识符不是一个核心模块，也没有以 ‘/' 、 ‘../' 或 ‘./' 开头，
则 Node.js 会从当前模块的父目录开始，尝试从它的 /node_modules 目录里加载模块。
Node.js 不会附加 node_modules 到一个已经以 node_modules 结尾的路径上。
如果还是没有找到，则移动到再上一层父目录，直到文件系统的根目录。
例子，如果在 ‘/home/ry/projects/foo.js' 文件里调用了 require(‘bar.js')，则 Node.js 会按以下顺序查找：
/home/ry/projects/node_modules/bar.js
/home/ry/node_modules/bar.js
/home/node_modules/bar.js
/node_modules/bar.js
通过在模块名后包含一个路径后缀，可以请求特定的文件或分布式的子模块。
例如，require(‘example-module/path/to/file') 会把 path/to/file 解析成相对于 example-module 的位置。
后缀路径同样遵循模块的解析语法。

从全局目录加载

说明：

如果 NODE_PATH 环境变量被设为一个以冒号分割的绝对路径列表，则当在其他地方找不到模块时 Node.js 会搜索这些路径。
注意：在 Windows 系统中，NODE_PATH 是以分号间隔的。
在当前的模块解析算法运行之前，NODE_PATH 最初是创建来支持从不同路径加载模块的。
虽然 NODE_PATH 仍然被支持，但现在不太需要，因为 Node.js 生态系统已制定了一套存放依赖模块的约定。
有时当人们没意识到 NODE_PATH 必须被设置时，依赖 NODE_PATH 的部署会出现意料之外的行为。
有时一个模块的依赖会改变，导致在搜索 NODE_PATH 时加载了不同的版本（甚至不同的模块）。
此外，Node.js 还会搜索以下位置：
1: $HOME/.node_modules
2: $HOME/.node_libraries
3: $PREFIX/lib/node
其中 $HOME 是用户的主目录，$PREFIX 是 Node.js 里配置的 node_prefix。
这些主要是历史原因。
注意：强烈建议将所有的依赖放在本地的 node_modules 目录。这样将会更快地加载，且更可靠。

缓存

说明：

模块在第一次加载后会被缓存。这也意味着（类似其他缓存机制）如果每次调用 require(‘foo') 都解析到同一文件，则返回相同的对象。
多次调用 require(foo) 不会导致模块的代码被执行多次。这是一个重要的特性。
借助它, 可以返回“部分完成”的对象，从而允许加载依赖的依赖, 即使它们会导致循环依赖。
如果想要多次执行一个模块，可以导出一个函数，然后调用该函数。
注意：
模块是基于其解析的文件名进行缓存的。由于调用模块的位置的不同，模块可能被解析成不同的文件名（比如从 node_modules 目录加载），
这样就不能保证 require(‘foo') 总能返回完全相同的对象。
此外，在不区分大小写的文件系统或操作系统中，被解析成不同的文件名可以指向同一文件，但缓存仍然会将它们视为不同的模块，并多次重新加载。
例如，require(‘./foo') 和 require(‘./FOO') 返回两个不同的对象，而不会管 ./foo 和 ./FOO 是否是相同的文件。

循环

说明：

当循环调用 require() 时，一个模块可能在未完成执行时被返回。

例如以下情况:
a.js:

console.log('a 开始');
 exports.done = false;
 const b = require('./b.js');
 console.log('在 a 中，b.done = %j', b.done);
 exports.done = true;
 console.log('a 结束');

b.js:

console.log('b 开始');
 exports.done = false;
 const a = require('./a.js');
 console.log('在 b 中，a.done = %j', a.done);
 exports.done = true;
 console.log('b 结束');

main.js:

console.log('main 开始');
 const a = require('./a.js');
 const b = require('./b.js');
 console.log('在 main 中，a.done=%j，b.done=%j', a.done, b.done);

当 main.js 加载 a.js 时，a.js 又加载 b.js。
此时，b.js 会尝试去加载 a.js。
为了防止无限的循环，会返回一个 a.js 的 exports 对象的未完成的副本给 b.js 模块。
然后 b.js 完成加载，并将 exports 对象提供给 a.js 模块。
当 main.js 加载这两个模块时，它们都已经完成加载。因此，该程序的输出会是：

$ node main.js
main 开始
a 开始
b 开始
在 b 中，a.done = false
b 结束
在 a 中，b.done = true
a 结束
在 main 中，a.done=true，b.done=true

__dirname

说明：

当前模块的文件夹名称。等同于 __filename 的 path.dirname() 的值。

demo：

console.log(__dirname);
// /Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi

__filename

说明：

当前模块的文件名称—解析后的绝对路径。
在主程序中这不一定要跟命令行中使用的名称一致。

demo：

console.log(__filename);
// /Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/app.js

module.exports

说明：

module.exports 对象是由模块系统创建的。
有时这是难以接受的；许多人希望他们的模块成为某个类的实例。
为了实现这个，需要将期望导出的对象赋值给 module.exports。
注意，将期望的对象赋值给 exports 会简单地重新绑定本地 exports 变量，这可能不是期望的。
注意，对 module.exports 的赋值必须立即完成。不能在任何回调中完成。

demo：

// a.js
const EventEmitter = require('events');
module.exports = new EventEmitter();
// app.js
const a = require('./a');
a.on('ready', () => {
  console.log('模块 a 已准备好');
});

exports

说明：

这是一个对于 module.exports 的更简短的引用形式。
exports 变量是在模块的文件级别作用域内有效的，它在模块被执行前被赋予 module.exports 的值。
它有一个快捷方式，以便 module.exports.f = …
可以被更简洁地写成 exports.f = …。
注意，就像任何变量，如果一个新的值被赋值给 exports，它就不再绑定到 module.exports：

demo：

// a.js
const EventEmitter = require('events');
exports.events = new EventEmitter();
// app.js
const {events} = require('./a');
events.on('ready', () => {
  console.log('模块 a 已准备好');
});

require()

说明：

使用该方法引入模块。

demo：

const {events} = require('./a');
events.on('ready', () => {
  console.log('模块 a 已准备好');
});

require.main

说明：

当 Node.js 直接运行一个文件时，require.main 会被设为它的 module。
这意味着可以通过 require.main === module 来判断一个文件是否被直接运行：
对于 foo.js 文件，如果通过 node foo.js 运行则为 true，但如果通过 require(‘./foo') 运行则为 false。
因为 module 提供了一个 filename 属性（通常等同于 __filename），
所以可以通过检查 require.main.filename 来获取当前应用程序的入口点。

demo：

const events = require('./a');
console.log(require.main);
// Module {
//  id: '.',
//  exports: {},
//  parent: null,
//  filename: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/app.js',
//  loaded: false,
//  children:
//  [ Module {
//    id: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js',
//    exports: [Object],
//    parent: [Circular],
//    filename: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js',
//    loaded: true,
//    children: [],
//    paths: [Array] } ],
//  paths:
//  [ '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/Documents/work/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/Documents/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/node_modules',
//   '/Users/node_modules',
//   '/node_modules' ] 
// }

require.cache

说明：

被引入的模块将被缓存在这个对象中。
从此对象中删除键值对将会导致下一次 require 重新加载被删除的模块。
注意不能删除 native addons（原生插件），因为它们的重载将会导致错误。

demo：

const events = require('./a');
console.log(require.cache);
// { '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/app.js':
//  Module {
//   id: '.',
//   exports: {},
//   parent: null,
//   filename: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/app.js',
//   loaded: false,
//   children: [ [Module] ],
//   paths:
//    [ '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/Documents/work/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/Documents/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/node_modules',
//     '/Users/node_modules',
//     '/node_modules' ] },
//  '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js':
//  Module {
//   id: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js',
//   exports: { events: [EventEmitter] },
//   parent:
//    Module {
//     id: '.',
//     exports: {},
//     parent: null,
//     filename: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/app.js',
//     loaded: false,
//     children: [Array],
//     paths: [Array] },
//   filename: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js',
//   loaded: true,
//   children: [],
//   paths:
//    [ '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/Documents/work/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/Documents/node_modules',
//     '/Users/xiaoqiang/node_modules',
//     '/Users/node_modules',
//     '/node_modules' ] 
//   } 
// }

require.extensions (已废弃)

说明：

指示 require 怎样处理特定的文件扩展名。
以前这被用来将非 JavaScript 模块按需编译后加载到 Node.js 中。
然而，在实践中，有更多更好的解决方案，比如用其它 Node.js 程序加载模块，或者提前将它们编译为 JavaScript 模块。
由于模块系统已锁定，这个特性可能永远不会消失，但是鉴于其复杂性和可能导致的小问题，最好不要碰它。
例如：把 .sjs 文件当做 .js 文件处理：

demo：

require.extensions['.sjs'] = require.extensions['.js'];

require.resolve(request[, options])

说明：

使用内部的 require() 机制查询模块的位置, 此操作只返回解析后的文件名，不会加载该模块。
request：需要解析的模块路径。
options.paths:解析模块的起点路径数组。此参数存在时，将使用这些路径而非默认解析路径。

demo：

const events = require('./a');
console.log( require.resolve('./a') );
// /Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js

require.resolve.paths(request)

说明：

返回一个数组，其中包含解析 request 过程中被查询的路径。
request：被查询解析路径的模块的路径。

demo：

const events = require('./a');
console.log( require.resolve.paths('./a') );
// [ '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi' ]

module

说明：

返回对当前模块的引用，是一个module对象。

demo：

const events = require('./a');
console.log( module );
// Module {
//  id: '.',
//  exports: {},
//  parent: null,
//  filename: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/app.js',
//  loaded: false,
//  children:
//  [ Module {
//    id: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js',
//    exports: [Object],
//    parent: [Circular],
//    filename: '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/a.js',
//    loaded: true,
//    children: [],
//    paths: [Array] } ],
//  paths:
//  [ '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/Documents/work/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/Documents/node_modules',
//   '/Users/xiaoqiang/node_modules',
//   '/Users/node_modules',
//   '/node_modules' ] 
// }

module 对象

说明：

在每个模块中，module 的自由变量是一个指向表示当前模块的对象的引用。
为了方便，module.exports 也可以通过全局模块的 exports 对象访问。
module 实际上不是全局的，而是每个模块本地的。

module.id

说明：

返回模块的标识符。通常是完全解析后的文件名。

demo：

const events = require('events');
console.log( module.id );
// .

module.parent

说明：

最先引用该模块的模块。

demo：

const events= require('events');
console.log( module.parent );
// null

module.children

说明：

返回被该模块引用的模块对象。

demo：

const events = require('events');
console.log( module.children );
// []

module.filename

说明：

返回模块的完全解析后的文件名。

demo：

const events = require('events');
console.log( module.filename );
// /Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/app.js

module.loaded

说明：

返回模块是否已经加载完成，或正在加载中。

demo：

const events = require('events');
console.log( module.loaded );
// false

module.paths

说明：

返回模块的搜索路径。

demo：

const events = require('events');
console.log( module.paths );
// [ '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/NodeApi/node_modules',
//  '/Users/xiaoqiang/Documents/work/demo/node_modules',
//  '/Users/xiaoqiang/Documents/work/node_modules',
//  '/Users/xiaoqiang/Documents/node_modules',
//  '/Users/xiaoqiang/node_modules',
//  '/Users/node_modules',
//  '/node_modules' ]

希望本文所述对大家node.js程序设计有所帮助。

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