自从Javascript诞生以来，从来没有人把它作为一种编程语言来使用。在Web 1.0时代，这种脚本语言主要用于表单验证和网页特效。直到Web 2.0时代，前端工程师利用它大大提升了用户在网页上的体验，JS得到了广泛的重视。随着JS的逐渐普及，经历了工具类库、组件库、前端框架、前端应用的变化。Javascript本来就缺少一个功能：模块，CommonJS规范的出现弥补了这个缺陷。本文将介绍CommonJS规范和节点的模块机制。

在其他高级语言中，Java有类文件，Python有导入机制，PHP有include和require。然而，JS通过脚本标签引入代码的方式是杂乱无章的。过去，人们不得不使用名称空间来人为地限制代码。在CommonJS规范出现之前，前端和后端的Javascript是可以统一的。Node借鉴CommonJS的Modules规范，实现了一个非常易用的模块系统。

1.CommonJS模块规范

CommonJS的模块规范分为三个部分：

1).模块引用：通过require()方法将模块的API引入当前上下文，并传入模块标识符，如var math=require(' math ')；2).模块定义：通过exports对象导出当前模块的方法或变量。模块中还有一个模块对象，导出实际上是模块的一个属性。在Node中，文件就是一个模块，模块中的“全局变量”对外界是不可见的。只有装载在导出上的属性是打开的，例如export . add=function(){ }；出口。PI=3.14159263).模块ID:其实是传递给require()的参数，比如上面提到的‘math’，必须是符合camel命名法的字符串，或者是以“.”开头的相对路径或者绝对路径"."，并且它可以没有文件名后缀”。js "

2.节点模块的实现过程

在Node中，模块分为两类：一类是Node自己提供的核心模块，另一类是用户自己编写的文件模块。部分核心模块在Node源代码编译过程中编译成二进制文件，在Node启动时直接加载到内存中，因此其加载速度最快。文件模块在运行时动态加载，需要经过三个步骤：路径分析、文件定位、编译和执行。注意Node缓存了所有已经引入的模块，以减少二次引入的开销，并采用先从缓存加载同一个模块进行二次加载的策略。

2.1路径分析

路径分析主要分析上述模块标识符，主要分为以下几类：

1)、核心模块，如http、fs、path等。2)、相对路径文件模块以.3)、以/4)开头的绝对路径文件模块和自定义文件模块，它们可以是文件或包的形式。Node会根据模块路径array module.paths一个一个的尝试查找目标文件，通常会沿着当前目录一步一步的找到名为node_modules的目录，一直到根目录，所以这是最耗时的查找方式。

2.2文件定位

在路径分析的基础上，文件定位需要注意以下细节：

1)文件扩展名分析：由于CommonJS规范允许模块id不填写扩展名，Node将按照的顺序尝试。js，json和。节点。2)目录分析和包：如果文件扩展名分析后没有找到对应的文件，但得到了一个目录，则节点会将该目录视为一个包。

2.3编译和执行

定位特定文件后，Node会新建一个模块对象，根据路径加载并编译。不同扩展的加载方法不同：

1).js文件：通过fs模块同步读取文件，编译执行；2).节点文件：这是用C/C写的扩展文件，用dlopen()方法加载；3).json文件：通过fs模块同步读取文件，用JSON.parse()解析，返回结果；4)其他扩展名文件加载为。js文件。

我们知道默认情况下每个模块文件中有三个变量：require、exports和module。甚至在Node的API文档中，我们知道每个模块中有两个变量：文件名和目录名。他们来自哪里？Node的模块如何实现声明的“全局变量”不会实际污染其他模块？事实上，Node会在编译JS模块的过程中包装文件的内容。以下是头尾打包后的JS文件示例：

复制代码如下：(函数(导出，要求，模块，_ _ filename，_ _ dirname) {/*中间是JS文件的实际内容*/var math=require(' math ')；exports.area=函数(半径){ return Math。PI *半径*半径；};/* js文件的实际内容以*/})结尾；

这样，每个模块文件的范围被隔离，诸如require、exports和module等变量被注入到模块的上下文中。这是Node对CommonJS模块规范的实现。C/C模块和Node核心模块的编译过程比较复杂，不再赘述。

3.模块调用栈

需要明确节点中各模块的调用关系，如下图所示：

C/C内置模块是最底层的模块，属于核心模块。主要为Javascript核心模块和第三方Javascript文件模块提供API调用。实际上，几乎没有触及到这样的模块。Javascript核心模块的主要职责有两个：一个是作为C/C内置模块的封装层和桥接层供文件模块调用，另一个是纯函数模块，不需要处理底层。文件模块通常由第三方编写，包括普通的Javascript模块和C/C扩展模块。

4.套餐和NPM

4.1包装结构

包本质上是一个归档文件(通常。zip或。tar.gz)，它在安装后被解压缩并还原到一个目录中。CommonJS包规范由包结构和包描述文件组成。完全符合CommonJS规范的包结构应该包含以下文件：

1).package.json:包描述文件2)。bin:存储可执行二进制文件的目录3)。lib:用于存储Javascript代码的目录4)。文档：存储文档的目录。测试：存储单元测试用例的目录

4.2包描述文件

包描述文件是一个JSON文件——package.json，位于包的根目录下，是包的重要组成部分，用来描述包的一般信息。后面提到的NPM的所有行为都与这个文件的领域密切相关。下面将以知名的Web framework express项目的package.json文件为例，说明一些常用字段的含义。

1).名称：包名2)。描述：包介绍3)。版本：版本号，以“语义版本控制”为准。参考http://semver.org/4)。依赖项：使用当前包需要依赖的包列表。该属性非常重要，NPM将通过该属性自动加载依赖包。5).存储库：托管源代码的位置列表

其他字段的用法可以参考npmpackage.json的描述。

4.3 NPM公共职能

NPM(节点包管理器)通常被称为节点包管理器。其主要功能是管理节点包，包括安装、卸载、更新、查看、搜索、发布等。

NPM包安装

节点包的安装有两种：本地安装和全局安装。它们之间的区别如下：

1).本地安装的NPM installpackage-name: package将被下载到当前目录，并且只能在当前目录中使用。2).全局安装NPM install-g package-name:package将被下载到特定的系统目录中，并且安装的软件包可以在所有目录中使用。

NPM包管理

以下是grunt-cli(grunt命令行工具)的示例，其中列出了常用的包管理命令：

1).npm install:安装由package.json文件2的dependencies和devDependencies字段声明的所有包)。npm install [emailprotected]:安装特定版本的grunt-cli3)。NPM安装grunt-contrib-copy-save:安装grunt-contrib-copy并保存依赖包. json文件4)。npm卸载grunt-cli:卸载软件包5)。npm列表：检查安装了哪些软件包6)。npm发布文件夹：发布包