模块的分类(核心模块、文件模块、第三方模块)

Node.js 的模块系统是其核心功能之一，通过模块化机制将代码拆分为可复用的单元。模块主要分为核心模块、文件模块和第三方模块，每种类型在项目中有不同的应用场景和加载方式。

核心模块

核心模块是 Node.js 内置的模块，无需安装即可直接使用。这些模块在 Node.js 运行时已经编译成二进制文件，加载速度最快。常见的核心模块包括 fs、http、path、os 等。

const fs = require('fs');
fs.readFile('example.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});

核心模块的特点：

1. 无需安装：直接通过 require 引入
2. 高性能：编译为二进制代码
3. 功能稳定：随 Node.js 版本更新而迭代

例如 http 模块可以快速创建服务器：

const http = require('http');
http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  res.end('Hello World\n');
}).listen(3000);

文件模块

文件模块是开发者自定义的模块，通过文件路径加载。这类模块可以是单个 .js 文件，也可以是包含 index.js 的目录。

创建自定义模块示例：

// calculator.js
module.exports = {
  add: (a, b) => a + b,
  subtract: (a, b) => a - b
};

// app.js
const calc = require('./calculator');
console.log(calc.add(2, 3)); // 输出 5

文件模块的加载规则：

1. 使用相对路径（./ 或 ../）或绝对路径
2. 可以省略 .js 扩展名
3. 目录模块会查找 package.json 的 main 字段或默认的 index.js

目录模块示例：

/my-module
  ├── package.json
  └── index.js

// package.json
{
  "name": "my-module",
  "main": "index.js"
}

第三方模块

第三方模块是通过 npm 安装的社区模块，存放在项目的 node_modules 目录中。这类模块数量庞大，覆盖各种功能需求。

安装和使用示例：

npm install lodash

const _ = require('lodash');
const arr = [1, 2, 3];
console.log(_.reverse(arr)); // [3, 2, 1]

第三方模块的特点：

1. 通过 package.json 管理依赖
2. 版本控制灵活（语义化版本）
3. 可以全局或局部安装

常用第三方模块分类示例：

• 工具类：lodash、moment
• Web框架：express、koa
• 数据库：mongoose、sequelize
• 测试：jest、mocha

模块加载机制

Node.js 的模块加载遵循特定顺序：

1. 优先判断是否是核心模块
2. 检查是否以 ./、../ 或 / 开头（文件模块）
3. 从当前目录的 node_modules 查找
4. 沿路径向上递归查找 node_modules
5. 查找全局安装的模块

缓存机制示例：

// 第一次加载会执行模块代码
const mod1 = require('./module');
// 第二次加载直接从缓存读取
const mod2 = require('./module');
console.log(mod1 === mod2); // true

模块包装器

Node.js 在执行模块代码前会将其包装在函数中，提供 module、exports、require 等变量。了解这个机制有助于理解模块系统的工作原理。

原始代码：

console.log(module);

包装后的代码：

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

ES 模块与 CommonJS

Node.js 同时支持 CommonJS 和 ES 模块系统。ES 模块使用 import/export 语法，需要在 package.json 中设置 "type": "module"。

ES 模块示例：

// calc.mjs
export function add(a, b) {
  return a + b;
}

// app.mjs
import { add } from './calc.mjs';
console.log(add(2, 3));

两种模块系统的区别：

1. CommonJS 是动态加载，ES 模块是静态加载
2. CommonJS 使用 require()，ES 模块使用 import
3. CommonJS 模块的值是拷贝，ES 模块是引用

模块循环依赖

当模块 A 依赖模块 B，同时模块 B 又依赖模块 A 时，就形成了循环依赖。Node.js 可以处理这种情况，但可能导致部分导出值为空。

示例：

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

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

模块调试技巧

开发时可以借助 module 对象的属性进行调试：

console.log(module.paths); // 显示模块搜索路径
console.log(require.resolve('express')); // 显示模块解析路径
console.log(require.cache); // 查看已缓存模块

模块最佳实践

1. 核心模块优先考虑
2. 合理拆分大型文件模块
3. 谨慎选择第三方模块
4. 注意模块的版本兼容性
5. 使用 require.main === module 判断直接执行

示例：

if (require.main === module) {
  // 直接执行时的代码
  console.log('作为主模块运行');
} else {
  // 被其他模块引用时的代码
  console.log('被其他模块引用');
}