Node.js模块实现详解：CommonJS规范与模块缓存机制

"本文深入探讨了CommonJS规范以及Node.js模块的实现机制，包括Node.js如何偏离规范并添加自身特性，以及Node.js模块的分类、加载过程和`require()`方法的工作原理。" 在Node.js中，CommonJS是一种广泛使用的模块化规范，允许开发者将代码组织成可重用的模块。虽然Node.js在实现上对CommonJS进行了部分调整，但其核心思想依然保留，即通过`require()`函数来导入模块，并使用`module.exports`或`exports`来导出模块内容。 Node.js的顶级作用域不同于浏览器环境中的`window`对象，而是使用`global`对象作为全局作用域。然而，使用`var`声明的变量在Node.js中仅限于当前模块的作用域，不会直接成为`global`对象的属性。若要声明全局变量，需直接赋值给`global`对象。 Node.js中的模块分为两类：核心模块和文件模块。核心模块在Node.js启动时已被编译并加载到内存中，因此加载速度快。而文件模块则在运行时动态加载，需要经过文件定位和编译执行，相对较慢。模块加载的关键方法是`require()`，它负责解析模块标识符，定位模块文件，然后编译和执行模块代码。 `require()`方法的一个重要特性是缓存。Node.js会将已加载的模块保存在内部缓存中，当再次尝试加载相同的模块时，可以直接从缓存中获取，避免重复解析和执行，提高性能。这一机制适用于所有类型的模块，无论是核心模块还是文件模块。 在解析模块路径时，`require()`会根据相对路径或绝对路径寻找对应的模块文件。对于相对路径，它会基于调用`require()`的模块所在的文件路径来查找；而对于非相对路径，Node.js有一套内置的模块搜索路径机制，通常包括当前工作目录、`node_modules`目录等。 在加载模块后，模块的导出内容可以通过`module.exports`或`exports`对象来设定。`module.exports`是原始导出对象，而`exports`是它的快捷方式。开发者可以设置这两个对象的属性或直接替换它们，以定义模块对外暴露的功能。 Node.js的模块系统是基于CommonJS构建的，但为了适应服务器端的运行环境和提高性能，它在规范的基础上进行了一些优化和扩展，如全局对象、模块缓存和动态加载等。理解这些机制对于高效地编写和组织Node.js应用至关重要。