node的模块实现
Node在实现中并非完全按照规范实现，而是对模块规范进行了一定的取舍，同是也增加了少许自身需要的特性。
node在实现exports、require和module的过程中究竟经历了什么呢？
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在node中引入模块，需要经历三个步骤。
1 . 路径分析
2 . 文件定位
3 . 编译执行 -
模块又分为两类：
核心模块， Node自己提供的模块。
它在node源代码的编译过程中，编译进了二进制执行文件，node的进程启动时，部分核心模块被直接加载进内存中，所以这部分核心模块在引入时，忽略了文件定位和编译执行两个步骤，并且在路径分析中优先判断。
核心模块，路径分析优先判断，免定位，免编译，加载最快。
文件模块， 用户编写的模块，
文件模块在运行时动态加载，需要经历完整上面的三个加载步骤，路径分析、文件定位、执行编译过程。
文件模块，引入它，三步骤不能少，加载查找缓存都在核心模块后。
详细的加载过程
- 优先从缓存加载
和浏览器一样，缓存静态脚本文件来提高性能，node对引入过的模块都会进行缓存，以减少二次引入的开销。
不同在于浏览器缓存的仅仅是文件，而node缓存的是编译和执行之后的对象。
不管是核心模块还是文件模块，require方法对想用模块的二次加载都一律采用缓存优先的方式，这是第一优先级的，而且核心模块的缓存检查优先于文件模块。
- 路径分析和文件定位
- 模块标识符分析
node中的require是基于标识符进行模块查找的。标识符无非以下四种形式。
- 核心模块，如
http、fs、path- 以
.、`..``开始的相对路径的文件模块- 以
/开始的绝对路径的文件模块- 非路径形式夺得文件模块，如自定义的connect模块。
模块的路径是node在定位文件模式的具体文件时指定的查找策略，具体表现为一个路径组成的数组，关于策略的生成规则，我们动手尝试一下:
（1）创建module_path.js文件
//module_path.js
console.log(module.paths)
（2）将它放入任意一个目录中，然后执行module_path.js文件（windows下）
//终端代码
d:\nodeDemo> node module_path
[ 'd:\\nodeDemo\\node_modules', 'd:\\node_modules' ]
上面可以看出，模块路径的生成规则是由当前文件目录沿路径向上逐渐递归，直到根目录下的node_modules目录。
听起来有点像JavaScript的原型链以及作用域的查找方式十分类似，当文件的路径越深，查找耗时就越多，这就是自定义模块的加载速度是最慢的原因。
- 模块标识符分析
从缓存中加载的优化策略使得二次引入时省略路径分析、文件定位和变异执行的过程。
在文件的定位过程中，还有一些文件拓展名的分析、目录和包的处理细节，需要注意。
require()在分析标识符的过程中，可能会有标识符没有文件拓展名的情况，这种情况下node会按.js,.json,.node的次序补足扩展名，依次尝试。
在尝试的过程中，需要调用fs模块同步阻塞式地判断文件是否存在。因为node是单线程的,所以这里是一个回应器性能问题的地方。
- 目录分析和包
如果在分析文件拓展名之后，没有找到对应文件，但却得到一个目录，此时Node会将目录当做一个包来处理。
在这个过程中，首先node在当前目录下查找package.json(包的描述文件)，解析出包描述对象，从中取出main属性指定的文件名进行定位。如果没有main属性指定的文件名， 或者压根没有描述文件（package.json），Node会将index当做默认文件名，依次查找index.js、index.json、index.node
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模块编译
在node中每个文件模块都是一个对象,定义如下：
function module(id, parent){
this.id = id;
this.exports = {};
this.parent = parent;
if(parent&&parent.children){
parent.children.push(this)
}
this.filename = null;
this.loaded = false;
this.children = [];
}
编译和执行是引入文件模块的最后一个阶段。定位到具体的文件后，node会新建一个模块对象，然后根据路径载入并编译。
.js文件。通过fs模块同步读取文件后编译执行。.json文件。 通过fs模块同步读取文件后，用JSON.parse()解析返回结果。
-.node文件。通过C/C++编写的拓展文件，使用dlopen()方法加载最后编译生成的文件。- 其余拓展名文件，都被认为是
.js文件载入。
根据不同的文件拓展名，Node会调用不同的读取方式，如.json文件的调用如下：
//Native extension for .json
Module._extensions['.json'] = function (module, filename) {
var content = NativeModule.require('fs').readFileSync(filename, 'utf8');
try {
module.exports = JSON.parse(stripBOM(content));
} catch (err) {
err.message = filename + " : " + err.message;
throw err;
}
};
这里的Module._extensions会被赋值给require()的extensions属性：
console.log(Module._extensions)
// { '.js': [Function], '.json': [Function], '.node': [Function] }
1 . JavaScript模块的编译
每个模块中存在着（require、exports、module）这三个变量，甚至模块中还有_filename、_dirname ,但是模块文件中是没有定义的。
事实上，在编译过程中，Node对获取的js文件进行了头尾包装,如下：
(function(exports, require, module, _filename, _dirname){
var math = require('math');
exports.area = function(radius){
return Math.pi * radius* radius;
};
});
每个模块文件之间进行了作用域隔离，包装之后的代码会通过
vm原生模块的runInThisContext()方法执行（类似eval,但具有上下文，不污染全局），返回一个具体的function对象。最后，将当前模块对象的exports属性,require方法,module（模块对象自身）, 文件定位中得到的完整文件路径（_filename）和文件目录（_dirname）作为参数传递给 这个function对象执行。
很多人不明白exports和module.exports两者的差异，以及module.exports存在的意义。
exports = function(){
// my class
}
上面这种做法通常会失败，原因是exports对象是通过形参的方式传入的，直接复制会改变它的引用，但并不能改变作用域外的值。像如下：
fuinction change(a){
a = 100;
console.log(a); //100
};
var a = 10
change(a) //10
如果要达到require引入一个类的效果，请赋值给module.exports对象，它不会改变形参的引用。
2 . c/c++模块的编译
node调用process.dlopen()方法进行加载和执行。在Node的架构下，dlopen()方法在windows和*nix平台下分别有不同的实现，通过libuv兼容层进行了封装。
实际上，.node的模块文件并不需要编译，只需要加载和执行的过程，执行的过程中，模块的exports对象与。node模块产生联系，然后返回给调用者。
c/c++模块给node使用者带来的优势主要是执行效率方面的，但是它的门槛比JavaScript高。
3 . JSON文件的编译
.json文件的编译时三种编译方式中最简单的。Node利用fs模块同步读取JSON文件的内容之后，调用JSON.parse()方法得到对象，然后复制给模块对象的exports，以供外部调用。
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