Node.js 中使用 require 加载模块时发生了什么？

当在 Node.js 中使用 require 加载模块时，它会执行一个序列化的解析、加载和缓存过程：

1. 检查缓存
   首先判断模块是否已加载过：

   if (require.cache[modulePath]) {
     return require.cache[modulePath].exports; // 直接返回缓存的 exports 对象
   }
   

   如果已在缓存中，直接返回结果（提高性能，避免重复加载）。

2. 解析模块标识符
   基于传入的字符串路径或模块名进行分类处理：
   • 核心模块（如 require('fs')）：直接返回内置模块。
   • 相对/绝对路径（如 require('./module')）：
     按顺序尝试：
     • 查找无后缀的文件（直接作为 JS 解析）。
     • 查找 .js, .json, .node 后缀文件（.json 直接解析为 JSON 对象）。
   • 非路径模块（如 require('lodash')）：
     从当前目录向上递归查找 node_modules 文件夹：
     • 在 node_modules 内检查是否为核心模块。
     • 搜索对应名称的子文件夹（加载入口默认为 index.js 或 package.json 指定 main）。
3. 定位并加载模块内容
   针对文件/文件夹进行加载：

   const moduleCode = fs.readFileSync(modulePath); // 读取文件
   

   • 文件夹模块：
     无 package.json 时默认加载 index.js；有 package.json 则加载 main 指定文件。
   • JSON文件：解析为 JSON 对象（仅配置加载）。
4. 编译并执行模块
   将加载的文件内容封装在立即调用的函数表达式中执行：

   const compiledWrapper = (function(exports, require, module, __filename, __dirname) {
     ... // 执行模块代码，设置 exports
   });
   compiledWrapper(module.exports, require, module);
   

   此过程创建模块隔离作用域（避免了全局污染），导出 exports 接口。

5. 更新缓存并返回结果
   模块执行后将导出对象（module.exports）加入缓存：

   require.cache[modulePath] = {
     exports: module.exports,
     loaded: true
   };
   return module.exports; // 提供出口给调用方
   

关键特性：

• 同步加载：每次 require 时会阻塞后续代码执行直到模块完全加载（需避免大型模块阻塞）。
• 单例缓存：模块首次加载后会被缓存（所有后续 require 共享实例），缓存可手动清理（如动态热重载优化）。
• 错误处理：若路径不合法/文件不存在抛出 MODULE_NOT_FOUND 异常。