面试题：Node.js 中 CommonJS 规范下模块加载机制及循环依赖处理

Question

阐述 Node.js 遵循 CommonJS 规范时模块的加载机制，尤其是当出现循环依赖时，Node.js 是如何处理的？请举例说明循环依赖场景并分析其处理过程。

Answer 1

Node.js 遵循 CommonJS 规范时模块的加载机制

1. 首次加载：当 Node.js 遇到 require 语句加载模块时，它会首先检查该模块是否已经在缓存中。如果模块在缓存中，则直接返回缓存中的导出对象。
2. 模块定位：若模块不在缓存中，Node.js 会根据 require 中的路径来定位模块。路径可以是核心模块（如 fs、http 等），直接加载；也可以是相对路径（如 ./module.js）或绝对路径，按路径查找；还可以是包名，在 node_modules 目录中查找。
3. 模块编译：找到模块后，Node.js 将模块代码包装在一个函数中，该函数提供了 exports、require、module 等局部变量。然后对包装后的代码进行编译执行。执行过程中，模块通过 exports 或 module.exports 来暴露其接口。

循环依赖处理

1. 处理方式：当出现循环依赖时，Node.js 会在模块第一次被 require 时，就为其在缓存中创建一个空对象。然后继续加载依赖的模块。当依赖模块加载完成并填充其 exports 对象后，再回过头来完成最初模块的加载。
2. 举例说明：
   • 模块 A（a.js）：

// a.js
console.log('a starting');
const b = require('./b');
console.log('a b:', b.value);
exports.value = 'a';
console.log('a finished');

- **模块 B（b.js）**：

// b.js
console.log('b starting');
const a = require('./a');
console.log('b a:', a.value);
exports.value = 'b';
console.log('b finished');

- **主模块（main.js）**：

// main.js
console.log('main starting');
const a = require('./a');
console.log('main a:', a.value);
console.log('main finished');

- **分析处理过程**：
    - 在 `main.js` 中 `require('./a')`，Node.js 开始加载 `a.js`。
    - `a.js` 开始执行，打印 `a starting`，然后 `require('./b')`，开始加载 `b.js`。
    - `b.js` 开始执行，打印 `b starting`，接着 `require('./a')`。此时 `a.js` 正在加载中，Node.js 从缓存中取出 `a.js` 对应的空对象返回给 `b.js`。
    - `b.js` 继续执行，打印 `b a: undefined`，因为此时 `a.js` 还未完成加载，`a.value` 未定义。然后 `b.js` 给 `exports.value` 赋值为 `b`，打印 `b finished`，`b.js` 加载完成。
    - 回到 `a.js`，继续执行，此时 `b.value` 已定义，打印 `a b: b`，然后给 `exports.value` 赋值为 `a`，打印 `a finished`，`a.js` 加载完成。
    - 回到 `main.js`，继续执行，打印 `main a: a`，然后打印 `main finished`。最终结果展示了 Node.js 对循环依赖的处理过程，虽然有循环依赖，但仍能正确加载并执行各模块。