一篇带给你 No.js 的模块加载器实现

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前言：最近在 No.js 里实现了一个简单的模块加载器，本文简单介绍一下加载器的实现。

因为 JS 本身没有模块加载的概念，随着前端的发展，各种加载技术也发展了起来，早期的seajs，requirejs，现在的 webpack，Node.js等等，模块加载器的背景是代码的模块化，因为我们不可能把所有代码写到同一个文件，所以模块加载器主要是解决模块中加载其他模块的问题，不仅是前端语言，c语言、python、php同样也是这样。No.js 参考的是 Node.js的实现。比如我们有以下两个模块。module1.js

const func = require("module2");func(); 

module2.js

module.exports = () => { 
    // some code 
 
} 

我们看看如何实现模块加载的功能。首先看看运行时执行的时候，是如何加载第一个模块的。No.js 在初始化时会通过 V8 执行 No.js文件。

const { 
    loader, 
    process, 
 
} = No; 
 
 
 
function loaderNativeModule() { 
    // 原生 JS模块列表 
    const modules = [ 
        { 
            module: 'libs/module/index.js', 
            name: 'module' 
        }, 
    ]; 
    No.libs = {}; 
    // 初始化 
    for (let i = 0; i < modules.length; i++) { 
        const module = { 
            exports: {}, 
        }; 
        loader.compile(modules[i].module).call(null, loader.compile, module.exports, module); 
        No.libs[modules[i].name] = module.exports; 
 
        } 
 
} 
 
 
function runMain() { 
    No.libs.module.load(process.argv[1]); 
 
} 
 
loaderNativeModule();runMain(); 

No.js文件的逻辑主要是两个，加载原生 JS 模块和执行用户的 JS。首先来看一下如何加载原生JS模块，模块加载是通过loader.compile实现的，loader.compile是 V8 函数的封装。

void No::Loader::Compile(V8_ARGS) { 
    V8_ISOLATE 
    V8_CONTEXT 
    String::Utf8Value filename(isolate, args[0].As<String>()); 
    int fd = open(*filename, 0 , O_RDONLY); 
    std::string content; 
    char buffer[4096]; 
    while (1) 
    { 
      memset(buffer, 0, 4096); 
      int ret = read(fd, buffer, 4096); 
      if (ret == -1) { 
        return args.GetReturnValue().Set(newStringToLcal(isolate, "read file error")); 
      } 
      if (ret == 0) { 
        break; 
      } 
      content.append(buffer, ret); 
    } 
    close(fd); 
    ScriptCompiler::Source script_source(newStringToLcal(isolate, content.c_str())); 
    Local<String> params[] = { 
      newStringToLcal(isolate, "require"), 
      newStringToLcal(isolate, "exports"), 
      newStringToLcal(isolate, "module"), 
    }; 
    MaybeLocal<Function> fun = 
    ScriptCompiler::CompileFunctionInContext(context, &script_source, 3, params, 0, nullptr); 
    if (fun.IsEmpty()) { 
      args.GetReturnValue().Set(Undefined(isolate)); 
    } else { 
      args.GetReturnValue().Set(fun.ToLocalChecked()); 
    } 
 
} 

Compile首先读取模块的内容，然后调用CompileFunctionInContext函数。CompileFunctionInContext函数的原理如下。假设文件内容是 1 + 1。执行以下代码后

const ret = CompileFunctionInContext("1+1", ["require", "exports", "module"]) 

ret变成

function (require, exports, module) { 
    1 + 1; 
 
} 

所以CompileFunctionInContext的作用是把代码封装到一个函数中，并且可以设置该函数的形参列表。回到原生 JS 的加载过程。

for (let i = 0; i < modules.length; i++) { 
        const module = { 
            exports: {}, 
        }; 
        loader.compile(modules[i].module).call(null, loader.compile, module.exports, module); 
        No.libs[modules[i].name] = module.exports;      
} 

首先通过loader.compile和模块内容得到一个函数，然后传入参数执行该函数。我们看看原生JS 模块的代码。

class Module { 
    // ... 
 
}; 
 
 
module.exports = Module; 

最后导出了一个Module函数并记录到全局变量 No中。原生模块就加载完毕了，接着执行用户 JS。

function runMain() { 
    No.libs.module.load(process.argv[1]); 
 
} 

我们看看No.libs.module.load。

static load(filename, ...args) { 
    if (map[filename]) { 
        return map[filename]; 
    } 
    const module = new Module(filename, ...args); 
    return (map[filename] = module.load()); 
 
} 

新建一个Module对象，然后执行他的load函数。

load() { 
    const result = loader.compile(this.filename); 
    result.call(this, Module.load, this.exports, this); 
    return this.exports; 
 
} 

load函数最终调用loader.compile拿到一个函数，最后传入三个参数执行该函数，就可以通过module.exports拿到模块的导出内容。从中我们也看到，模块里的require、module和exports到底是哪里来的，内容是什么。