大家好，我是前端西瓜哥，今天我們來看看 Node.js 模塊查找的原理。

模塊種類

模塊有三種來源。

1. 核心模塊：Node.js 內置的包。比如 http、fs、path。
2. 自定義模塊：NPM 包。比如 axios、express，位于 node_modules 目錄下的同名目錄，并通過 package.json 的 main 字段指定入口文件。
3. 文件模塊：項目自己的模塊文件，使用路徑的寫法。包括相對路徑（比如 "./utils"）和絕對路徑（比如 "/Users/xigua/project/utils"）。

需要注意的是，"a/b" 這種不屬于路徑寫法，它屬于前兩種，比如 "fs/promises"、"@babel/core"。

這里給一個例子：

const http = require('http'); // Node.js 內置包
const { defaultContent } = require('./default'); // 開發者自己寫的模塊文件
http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' });
  res.end(defaultContent);
}).listen(3200);

模塊查找

我們使用 require() 方法，傳入一個字符串標識符，模塊查找的旅途就開始了。

核心模塊

首先分析標識符的風格，如果是不是路徑的寫法，我們會先找 Node.js 內置的包有沒有匹配的，如果匹配，就導入對應模塊，比如 require('http') 就能拿到一個 http 對象，可用于創建 web 服務等功能。

NPM 包

如果不匹配，會在當前文件的目錄下，找 node_modules 目錄，看里面有沒有對應的包。如果找不到，就繼續往父目錄找，直到根目錄。如果找不到，會報 Cannot find module '包名' 的錯誤。

文件模塊

包通常是一個文件夾，里面會有 package.json 文件，Node.js 會提取其中 main 字段對應的文件作為模塊文件。如果沒有，就依次查找該目錄下的 index.js、index.json、index.node 文件。

需要查找的目錄可以通過 module.paths 變量得到。

如果你熟悉 JavaScript 的原型鏈，你會發現它們非常相似，可以做類比以加深理解。

如果標識符是路徑，會通過計算得到一個絕對路徑，然后找到的是個目錄，同上面找 npm 包的邏輯。

要是找不到，就加上后綴再找。后綴按順序添加為：.js 、.json、.node，找到就立即返回。若一個文件沒有后綴但被匹配到了，它會被當作 js 文件。

上面沒說緩存的情況，其實我們會對模塊做緩存，下面詳細說明一下。

模塊緩存

每當加載一個模塊后，這個模塊就會被緩存起來。

你可以在隨意一個文件中輸入得到緩存的內容，是一個哈希表，key 為模塊的絕對路徑，確保緩存命中，value 則是模塊對象。

const { Module } = require("module");
console.log(Module._cache);

也能用  require.cache 變量拿到，它和 Module._cache 指向同一個對象。

Node.js 內置的模塊也需要緩存，但它不會記錄到 Module._cache 中，而是保存在 Module.

下面是一個例子，index.js 導入了 a.js，a.js 下引入了 lodash.get 包，模塊緩存結果為：

因為緩存的存在，所以 一個模塊文件只會被執行一次，然后將 module.exports 緩存下來。

之后被多次導入，不會再執行這個模塊文件，而是直接取出對應的 module.exports。

總結

畫了個流程圖，丟掉了一些細節（路徑定位到目錄后的邏輯）。