Nodejs模块载入运行原理

前言

使用Nodejs，就不可避免地引用第三方模块，它们有些是Nodejs自带的（例：http，net...），有些是发布在npm上的（例：mssql，elasticsearch...）

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本篇章聚焦3个问题：

1. Nodejs模块的加载过程。
2. 应用启动的过程。
3. 应用如何加载依赖模块。

1.模块的加载过程

Nodejs 模块大概可分为4种：

a) builtin module Nodejs中以C++形式提供的模块。

b) constant module Nodejs中定义常量的模块。

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

d) 第三方module 由第三方提供的模块。

我们先看builtin module 和 native module的生成过程。

native JS module的生成相对复杂一些，编译后，会在/out/release/obj/gen目录下生成一个node_natives.h。

该文件是由js2c.py生成，它会把Nodejs源码中的lib目录下，所有js文件转成ASCII码，并存放在相应的数组里。

builtin C++ module 生成过程相对简单，每个builtin C++的模块入口，都会通过宏NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_BUILTIN扩展成一个func，例如对tcp_wrap模块而言，会扩展成static void register_tcp_wrap() attribute(constructor) 函数。

熟悉GCC的朋友都知道，attribute(constructor)修饰的函数会在Nodejs的main()函数之前被执行，也就是说，builtin C++ module 会在main()函数之前被载入到modlist_builtin列表，而modlist_builtin是一个struct node_module类型的指针，get_builtin_module()会遍历查找我们所需的模块。

其实无论是naive JS module 还是 builtin C++ module，最终都是要被编译成可执行文件。对于两者的提取方式，却大不相同，js module 使用process.binding('natives'),而C++ module 则直接使用get_builtin_module()。

在node.cc里面提供了一个binding()函数，当我们应用require()来引用另外一个模块时，binding()函数便会被引入。下面我们分析一下这个函数：

可以目测到，函数主要为三个模块服务：builtin，constants和native。

builtin优先级最高，会到modlist_builtin中查找，过程非常简单，遍历整个列表，查找相同名字的模块即可。找到后，模块的注册函数会被先执行，然后将数据exports返回。

constants模块优先级次之，Nodejs中的常量定义通过constants导出。

native 优先级最低。

2.应用启动的过程

上图为一个流程图，它描述了test.js做为参数启动开始，最终被执行。整个过程可以分为4步：

1.可执行文件 node ： node入口，在启动过程中主要扮演环境准备工作

2.src/node.js：启动脚本

3.Native Module：为module.js 的执行做准备工作

4.module.js：native module，用来加载，编译，执行应用程序

应用如何加载依赖模块

前面提到NativeModule.require()只负责帮助引用natives module，这对于lib/module.js而言已经足够了。

但是很明显，一般应用不但需要引用matives module，还要引用第三方模块，让我们看一下module.js中的Module.prototype._require()函数中。