03 从 Hello World 程序中了解模块与包

上一节课程，我们写出了 Node 的「Hello, World」程序，但是我们还不知道它具体是什么原理。这篇课程，就从「Hello，World」的这段代码着手，带你了解 Node 的模块机制及规范。

一段简单的代码，如果真的要深入去挖掘，你会发现，其实并没有你想象的那么简单，我们再来看看这段代码。

const http = require('http');
http.createServer(function(req,res){
    res.setHeader('content-type', 'text/plain');
    res.end('Hello, World!');
}).listen('3000');
console.log('Server is started @3000');

假如我是一个初学者，我有很多的问题想要问：

1. require 是什么？

2. http 是什么？

3. createServer 方法定义的是什么？

4. createServer 方法里竟然传入了一个 function，这是什么操作？

5. req, res 各自是什么？

6. console 又是什么？

你看，短短 6 句代码，随随便便就能问出这么多问题，而且都还不算深入的，这些问题真要深入去研究，几乎都可以当作一个课题，因为它涉及到了 HTTP 模块 API、CommonJS 规范、事件驱动、函数式编程等等概念。这里我们先不着急去回答这些问题，我们依然从 Node 的基础概念入手。

模块的起源

在 JavaScript 语言还只是在浏览器端应用的时候，几乎没有模块概念的，这一块的缺失，使得 JavaScript 这门语言很难承担大型项目的责任，为什么这么说呢？

在大型项目中，我们通常需要将各个功能模块拆开，形成一个一个组件，或者更小的功能模块，一来为了代码的复用，二来可以降低各个功能模块间的耦合性，从而减少二次维护成本。所以，一门语言具备合理的模块机制，在大型项目开发中就显得至关重要。

在第一节谈到 JavaScript 的那些规范的时候，提到过，JavaScript 很多关于后台开发的规范，都源自于 CommonJS，Node 也正是借助了 CommonJS ，从而迅速在服务器端占领市场。那么 CommonJS 的模块机制到底定义些什么内容呢？

模块的规范

什么是模块？

每一个文件都是一个模块，其中定义的变量、函数以及类都是私有的，所以模块内部定义的变量，只在该模块作用域下，不会污染全局作用域

示例：我们创建一个 template.js 文件，写上如下代码：

var http = 'hello, world, I am from template!';
var changeToHeader = () => {
    return '<h1>' + http + '</h1>';
}

这里定义两个变量，它的作用域只在 template 模块中，不会影响其他地方定义的 http 和 changeToHeader 变量。

global？

global 是顶层对象，其属性对所有模块共享，但由于作用域污染问题，不建议这么使用

从这里我们就知道了，为什么 console 都没有定义，就能直接使用了，因为在 Node 中，它是直接「挂靠」在 global 顶层对象下的「一等公民」，console 也等同于 global.console，在终端里，我们执行 console.log(global.console)，打印 console 对象看看，得到如下结果：

第一个变量，就是上述我们使用的 log 方法。

如何导出模块？

module 对象代表当前模块，它的 exports 属性（即 module.exports）是对外的接口，加载某个模块，其实是加载该模块的 module.exports

我们想要把 template 中的 changeToHeader 导出为对外的模块，于是在 template.js 中，最后加上一句代码即可。

module.exports = changeToHeader;

如何加载模块？

加载模块使用 require 方法，模块的加载是单次的，只会加载一次，之后就会被缓存

上面已经把 template 导出为对外模块了，我们在 helloworld.js 中引入模块，修改代码如下：

const http = require('http');
const template = require('./template.js');
http.createServer(function(req,res){
    res.setHeader('content-type', 'text/html');     // 这里修改成了 html
    res.end(template('Hello, Node!'));    // 这里使用 template 模块
}).listen('3030');
console.log('Server is started @3030');

如果你的服务没有杀掉，这会应该自动重启了，浏览器打开 http://localhost:3030 ，将会看到如下结果：

我们刚刚完成了，模块的导出以及引用。

module.exports 和 exports 区别？

module.exports 属性表示当前模块对外输出的接口，上面已经讲到了，假如我想将多个方法或者变量对外开放，该如何操作？聪明如你，可能已经想到下面的方法：

var http = 'hello, world, I am from template!';
var changeToHeader = () => {
    return '<h1>' + http + '</h1>';
}
console.log('loader from module template');
module.exports.changeToHeader = changeToHeader;
module.exports.http = http;

exports 本身也是对象，在对象上加属性是 JavaScript 再常规不过的操作了，我们把 http 变量也暴露出去，在 helloworld.js 中引用一下，如下：

const http = require('http');
const template = require('./template.js');
http.createServer(function(req,res){
    res.setHeader('content-type', 'text/html');
    res.write(template.http);    // 返回模块 template 的 http 变量
    res.end(template.changeToHeader());    // 返回 changeToHeader() 方法
}).listen('3030');
console.log('Server is started @3030');

再刷新一下浏览器，出现结果：

跟我们想要的结果一致，但是，module.exports.xxx = xxx 这种写法太繁琐了吧。干脆不要了，直接写成这样：

exports.changeToHeader = changeToHeader;
exports.http = http;

诶，还真可以，但也许并非你想象的那样，那是因为 Node 为我们做了一些事情。Node 为每个模块提供一个 exports 变量，指向 module.exports ，也就是说，在每个模块，都自动帮我们定义了一个变量 exports , 而且 exports = module.exports，这里等号是赋值的意思。有了这个定义，才有了上面省略 module 的写法。

有了这样的定义，我们要注意两点：

1. 不能给 exports 变量重新赋值，因为会覆盖掉 module.exports 对象；

2. 在使用 exports.xxx = xxx 导出 xxx 变量后，如果同时使用了 module.exports = yyy，将无法得到 xxx，因为 module.exports 被重新赋值了；

模块的分类

模块大体分为「核心模块」和「文件模块」。

核心模块

核心模块是 Node 直接编译成二进制的那一类，这类模块总是会被优先加载，例如上述的 http 模块。在引用的时候，也最为方便，直接使用 require() 方法即可。

文件模块

文件模块就是我们自己编写的或是他人编写的，我们自己编写的模块，一般都是通过文件路径进行引入，例如上述：

const template = require('./template.js');    
// .js 可以省略，如果找不到 Node 会自动加上 .js .json .node 进行查找

引用他人编写的模块，通常情况下，都是通过 npm 包管理器来安装，安装命令：npm i xxx --save，会自动将模块安装到项目根目录 node_modules 下，引用的时候，直接 require('xxx') 即可，同核心模块引用方式一样。假如没有找到模块，Node 会自动到文件的上一层父目录进行查找，直到文件系统的根目录。如果还没有找到，则会报错找不到。

小结

到这里，相信你对 Node 模块机制有了初步的了解，它给我们提供了一种便捷的方法，来组建我们的项目。这一节课程里，我们了解到 Node 的模块机制来源于 CommonJS 规范，在 CommonJS 规范中定义了关于 global、module、exports 以及 require 等功能。

回到我们最开始的问题，相信你已经能够回答「什么是 require？什么是 http？什么是 console？」这类问题了。

• require 是挂在 global 对象下的方法，它一般用于加载其他模块

• console 是挂在 global 下的对象，它封装了控制台的一些功能

• http 是 Node 定义的核心模块，给我们提供了关于 HTTP 请求的功能

PS. 关于 CommonJS 的模块规范，远不止上述这些内容，如有兴趣，可自行再深入学习。