Nodejs模塊載入運(yùn)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(fā)布在npm上的（例：mssql，elasticsearch...）

本篇章聚焦3個(gè)問(wèn)題：

1. Nodejs模塊的加載過(guò)程。
2. 應(yīng)用啟動(dòng)的過(guò)程。
3. 應(yīng)用如何加載依賴(lài)模塊。

1.模塊的加載過(guò)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(guò)程。

native JS module的生成相對(duì)復(fù)雜一些，編譯后，會(huì)在/out/release/obj/gen目錄下生成一個(gè)node_natives.h。

該文件是由js2c.py生成，它會(huì)把Nodejs源碼中的lib目錄下，所有js文件轉(zhuǎn)成ASCII碼，并存放在相應(yīng)的數(shù)組里。

builtin C++ module 生成過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，每個(gè)builtin C++的模塊入口，都會(huì)通過(guò)宏NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_BUILTIN擴(kuò)展成一個(gè)func，例如對(duì)tcp_wrap模塊而言，會(huì)擴(kuò)展成static void register_tcp_wrap() attribute(constructor) 函數(shù)。

熟悉GCC的朋友都知道，attribute(constructor)修飾的函數(shù)會(huì)在Nodejs的main()函數(shù)之前被執(zhí)行，也就是說(shuō)，builtin C++ module 會(huì)在main()函數(shù)之前被載入到modlist_builtin列表，而modlist_builtin是一個(gè)struct node_module類(lèi)型的指針，get_builtin_module()會(huì)遍歷查找我們所需的模塊。

其實(shí)無(wú)論是naive JS module 還是 builtin C++ module，最終都是要被編譯成可執(zhí)行文件。對(duì)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(gè)binding()函數(shù)，當(dāng)我們應(yīng)用require()來(lái)引用另外一個(gè)模塊時(shí)，binding()函數(shù)便會(huì)被引入。下面我們分析一下這個(gè)函數(shù)：

可以目測(cè)到，函數(shù)主要為三個(gè)模塊服務(wù)：builtin，constants和native。

builtin優(yōu)先級(jí)最高，會(huì)到modlist_builtin中查找，過(guò)程非常簡(jiǎn)單，遍歷整個(gè)列表，查找相同名字的模塊即可。找到后，模塊的注冊(cè)函數(shù)會(huì)被先執(zhí)行，然后將數(shù)據(jù)exports返回。

constants模塊優(yōu)先級(jí)次之，Nodejs中的常量定義通過(guò)constants導(dǎo)出。

native 優(yōu)先級(jí)最低。

2.應(yīng)用啟動(dòng)的過(guò)程

上圖為一個(gè)流程圖，它描述了test.js做為參數(shù)啟動(dòng)開(kāi)始，最終被執(zhí)行。整個(gè)過(guò)程可以分為4步：

1.可執(zhí)行文件 node ： node入口，在啟動(dòng)過(guò)程中主要扮演環(huán)境準(zhǔn)備工作

2.src/node.js：?jiǎn)?dòng)腳本

3.Native Module：為module.js 的執(zhí)行做準(zhǔn)備工作

4.module.js：native module，用來(lái)加載，編譯，執(zhí)行應(yīng)用程序

應(yīng)用如何加載依賴(lài)模塊

前面提到NativeModule.require()只負(fù)責(zé)幫助引用natives module，這對(duì)于lib/module.js而言已經(jīng)足夠了。

但是很明顯，一般應(yīng)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(shù)中。