Nodejs模塊載入運行原理

前言

使用Nodejs，就不可避免地引用第三方模塊，它們有些是Nodejs自帶的（例：http，net...），有些是發布在npm上的（例：mssql，elasticsearch...）

本篇章聚焦3個問題：

1. Nodejs模塊的加載過程。
2. 應用啟動的過程。
3. 應用如何加載依賴模塊。

1.模塊的加載過程

Nodejs 模塊大概可分為4種：

a) builtin module Nodejs中以C++形式提供的模塊。

b) constant module Nodejs中定義常量的模塊。

c) native module Nodejs中以javascript形式提供的模塊。

d) 第三方module 由第三方提供的模塊。

我們先看builtin module 和 native module的生成過程。

native JS module的生成相對復雜一些，編譯后，會在/out/release/obj/gen目錄下生成一個node_natives.h。

該文件是由js2c.py生成，它會把Nodejs源碼中的lib目錄下，所有js文件轉成ASCII碼，并存放在相應的數組里。

builtin C++ module 生成過程相對簡單，每個builtin C++的模塊入口，都會通過宏NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_BUILTIN擴展成一個func，例如對tcp_wrap模塊而言，會擴展成static void register_tcp_wrap() attribute(constructor) 函數。

熟悉GCC的朋友都知道，attribute(constructor)修飾的函數會在Nodejs的main()函數之前被執行，也就是說，builtin C++ module 會在main()函數之前被載入到modlist_builtin列表，而modlist_builtin是一個struct node_module類型的指針，get_builtin_module()會遍歷查找我們所需的模塊。

其實無論是naive JS module 還是 builtin C++ module，最終都是要被編譯成可執行文件。對于兩者的提取方式，卻大不相同，js module 使用process.binding('natives'),而C++ module 則直接使用get_builtin_module()。

在node.cc里面提供了一個binding()函數，當我們應用require()來引用另外一個模塊時，binding()函數便會被引入。下面我們分析一下這個函數：

可以目測到，函數主要為三個模塊服務：builtin，constants和native。

builtin優先級最高，會到modlist_builtin中查找，過程非常簡單，遍歷整個列表，查找相同名字的模塊即可。找到后，模塊的注冊函數會被先執行，然后將數據exports返回。

constants模塊優先級次之，Nodejs中的常量定義通過constants導出。

native 優先級最低。

2.應用啟動的過程

上圖為一個流程圖，它描述了test.js做為參數啟動開始，最終被執行。整個過程可以分為4步：

1.可執行文件 node ： node入口，在啟動過程中主要扮演環境準備工作

2.src/node.js：啟動腳本

3.Native Module：為module.js 的執行做準備工作

4.module.js：native module，用來加載，編譯，執行應用程序

應用如何加載依賴模塊

前面提到NativeModule.require()只負責幫助引用natives module，這對于lib/module.js而言已經足夠了。

但是很明顯，一般應用不但需要引用matives module，還要引用第三方模塊，讓我們看一下module.js中的Module.prototype._require()函數中。