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面试题:Node.js模块加载机制及循环依赖处理

描述Node.js模块的加载机制,包括从模块查找路径到缓存处理的整个过程。同时,当出现模块间循环依赖时,Node.js是如何处理的?请结合具体代码示例分析。
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前端开发Node.js

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Node.js模块加载机制

  1. 模块查找路径
    • 核心模块:Node.js内置了许多核心模块,如httpfs等。当使用require('http')这样的语句加载模块时,Node.js首先会检查是否为核心模块。核心模块的优先级最高,直接从Node.js的安装目录下的lib文件夹中加载,无需从文件系统查找。
    • 文件模块:如果不是核心模块,Node.js会按照当前文件所在目录查找。例如,在/project/app.jsrequire('./module1'),Node.js会先在/project目录下查找module1.jsmodule1.jsonmodule1.node文件。
      • 如果找不到module1.js,会查找module1.jsonmodule1.json文件需要是JSON格式,并且被require时会被解析为JavaScript对象。
      • 如果还找不到,会查找module1.node.node文件是用C或C++编写的Addon模块,会被加载并执行。
    • Node_modules文件夹:如果在当前目录下未找到,Node.js会向上级目录查找node_modules文件夹。例如,在/project/sub - dir/app.jsrequire('module2'),会先在/project/sub - dir/node_modules查找module2,如果没有则在/project/node_modules查找,依此类推,直到根目录的node_modules
    • 全局安装模块:如果在上述路径都未找到,Node.js会查找全局安装的模块。全局模块安装路径一般是在Node.js安装目录下的lib/node_modules(不同操作系统可能略有差异)。例如,通过npm install -g some - module全局安装的模块可以被任何项目require
  2. 缓存处理
    • 首次加载:当一个模块首次被require时,Node.js会执行模块代码,并将模块的导出对象缓存起来。
    • 后续加载:当后续再次require同一个模块时,Node.js会直接从缓存中返回该模块的导出对象,而不会再次执行模块代码。这提高了模块加载的效率,避免了重复执行模块代码带来的性能开销。

循环依赖处理

  1. 示例代码1
    // a.js
    console.log('a starting');
    const b = require('./b');
    console.log('a finished');
    exports.a = 'a';
    
    // b.js
    console.log('b starting');
    const a = require('./a');
    console.log('b finished');
    exports.b = 'b';
    
    • 处理过程
      • a.jsrequire时,a.js开始执行,输出a starting
      • 当执行到const b = require('./b')时,b.js开始执行,输出b starting
      • b.js执行到const a = require('./a')时,由于a.js正在加载过程中,Node.js不会再次执行a.js的代码,而是返回一个不完整的a模块对象(此时exports.a还未赋值)。
      • b.js继续执行,输出b finished,并导出b对象。
      • 回到a.js,继续执行,输出a finished,并导出a对象。
  2. 示例代码2
    // main.js
    const a = require('./a');
    console.log(a);
    
    // a.js
    const b = require('./b');
    exports.a = 'a';
    
    // b.js
    const a = require('./a');
    exports.b = 'b';
    
    • 处理过程
      • main.js require('./a')a.js开始执行。
      • a.js require('./b')b.js开始执行。
      • b.js require('./a'),返回正在加载的a模块的不完整对象(此时exports.a未赋值)。
      • b.js导出b对象。
      • a.js继续执行,导出a对象。
      • main.js获取并输出a模块,此时a模块是完整的,包含exports.a

通过这种方式,Node.js能够处理模块间的循环依赖,保证程序的正常运行,尽管在遇到循环依赖时,可能需要注意模块导出对象的赋值顺序等问题,以确保程序逻辑正确。