Node.js 是怎么找到模块的？你知道吗？

大家好，我是前端西瓜哥，今天我们来看看 Node.js 模块查找的原理。

模块种类

模块有三种来源。

1. 核心模块：Node.js 内置的包。比如 http、fs、path。
2. 自定义模块：NPM 包。比如 axios、express，位于 node_modules 目录下的同名目录，并通过 package.json 的 main 字段指定入口文件。
3. 文件模块：项目自己的模块文件，使用路径的写法。包括相对路径（比如 "./utils"）和绝对路径（比如 "/Users/xigua/project/utils"）。

需要注意的是，"a/b" 这种不属于路径写法，它属于前两种，比如 "fs/promises"、"@babel/core"。

这里给一个例子：

const http = require('http'); // Node.js 内置包
const { defaultContent } = require('./default'); // 开发者自己写的模块文件
http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' });
  res.end(defaultContent);
}).listen(3200);

模块查找

我们使用 require() 方法，传入一个字符串标识符，模块查找的旅途就开始了。

核心模块

首先分析标识符的风格，如果是不是路径的写法，我们会先找 Node.js 内置的包有没有匹配的，如果匹配，就导入对应模块，比如 require('http') 就能拿到一个 http 对象，可用于创建 web 服务等功能。

NPM 包

如果不匹配，会在当前文件的目录下，找 node_modules 目录，看里面有没有对应的包。如果找不到，就继续往父目录找，直到根目录。如果找不到，会报 Cannot find module '包名' 的错误。

文件模块

包通常是一个文件夹，里面会有 package.json 文件，Node.js 会提取其中 main 字段对应的文件作为模块文件。如果没有，就依次查找该目录下的 index.js、index.json、index.node 文件。

需要查找的目录可以通过 module.paths 变量得到。

如果你熟悉 JavaScript 的原型链，你会发现它们非常相似，可以做类比以加深理解。

如果标识符是路径，会通过计算得到一个绝对路径，然后找到的是个目录，同上面找 npm 包的逻辑。

要是找不到，就加上后缀再找。后缀按顺序添加为：.js 、.json、.node，找到就立即返回。若一个文件没有后缀但被匹配到了，它会被当作 js 文件。

上面没说缓存的情况，其实我们会对模块做缓存，下面详细说明一下。

模块缓存

每当加载一个模块后，这个模块就会被缓存起来。

你可以在随意一个文件中输入得到缓存的内容，是一个哈希表，key 为模块的绝对路径，确保缓存命中，value 则是模块对象。

const { Module } = require("module");
console.log(Module._cache);

也能用  require.cache 变量拿到，它和 Module._cache 指向同一个对象。

Node.js 内置的模块也需要缓存，但它不会记录到 Module._cache 中，而是保存在 Module.

下面是一个例子，index.js 导入了 a.js，a.js 下引入了 lodash.get 包，模块缓存结果为：

因为缓存的存在，所以 一个模块文件只会被执行一次，然后将 module.exports 缓存下来。

之后被多次导入，不会再执行这个模块文件，而是直接取出对应的 module.exports。

总结

画了个流程图，丢掉了一些细节（路径定位到目录后的逻辑）。