nodejs模块加载分析（1）
前言
上篇 nodejs 启动流程分析中，遗留了几个问题。这一篇，主要讲讲模块加载流程。大家都应该熟悉 timer 模块的相关功能。我们就以 timer 为引子，一步步看下去吧。
C++ init 方法开始
下列函数都在 src/node.cc 中：
void Init(std::vector<std::string>* argv,
std::vector<std::string>* exec_argv) {
...
// 注册内部模块。
RegisterBuiltinModules();
...
}
乍一看，这个 RegisterBuiltinModules 方法应该就是关键所在了。那看看他是什么吧。
void RegisterBuiltinModules() {
#define V(modname) _register_##modname();
NODE_BUILTIN_MODULES(V)
#undef V
}
原来不是方法，而是一个宏定义。那我们再看看 NODE_BUILTIN_MODULES 这个是什么吧。下列文件位于src/node_internals.h 中：
#define NODE_BUILTIN_MODULES(V) \
NODE_BUILTIN_STANDARD_MODULES(V) \
NODE_BUILTIN_OPENSSL_MODULES(V) \
NODE_BUILTIN_ICU_MODULES(V)
乖乖，又是一个宏。简直就是宏的地狱。让我们耐着性子，再往下看看。
#define NODE_BUILTIN_STANDARD_MODULES(V) \
V(async_wrap) \
...
V(timer) \
其他两个宏类似，就不放上来了。在这个宏里面，貌似看到了想要查找的 timer 。那我们把这个三个宏合成一下，看看是什么吧。
_register_timer();
其他类似，不再赘述。原来这个宏就是依次调用了 _register_xx 方法。插一句，在 C++ 宏里面，## 代表字符串连接。相当于用 ## 之前的字符串 拼接上 ## 之后的字符串。现在看来，找到这个 _register_timer() 方法就是关键了。全文搜索一下 _register_timer() 方法，发现无法找到。再尝试搜索一下 register 这个关键字，可以找到一个宏如下，在文件src/node_internals.h中：
#define NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_CPP(modname, regfunc, priv, flags) \
static node::node_module _module = { \
NODE_MODULE_VERSION, /*版本号*/ \
flags, /*模块类型，builtin,internal,linked*/ \
nullptr, /*nm_dso_handle. 未知*/ \
__FILE__, /*文件名*/ \
nullptr, /*注册方法*/ \
(node::addon_context_register_func) (regfunc), /*注册上下文*/ \
NODE_STRINGIFY(modname), /*模块名*/ \
priv, /*私有*/ \
nullptr /*下一个 node_module 模块节点*/ \
}; \
void _register_ ## modname() { \
node_module_register(&_module); \
}
可以看到，这个宏定义了一个结构体，node_module 是在 src/node.h里面定义的。这个宏把模块名，注册方法，私有指针，模块类型传递进来了。然后还定义了一个方法，就是我们要找的 _register_##modname方法。其中又调用了 mode_module_register 方法。此处我们先不着急看实现，而是先去看看是谁调用了这个宏。搜索下来发现，在文件src/node_internals.h中有这样一个宏：
#define NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_INTERNAL(modname, regfunc) \
NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_CPP(modname, regfunc, nullptr, NM_F_INTERNAL)
NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_INTERNAL 这个宏调用了上面的宏，并且将模块名，注册方法传递进来，私有变量传null，模块类型传内置模块类型。接着再看看谁调用了NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_INTERNAL。搜索可以看到很多处调用，我们找到我们关心的 src/timers.cc文件查看：
void Initialize(Local<Object> target,
Local<Value> unused,
Local<Context> context) {
...
env->SetMethod(target, "getLibuvNow", GetLibuvNow);
...
target->Set(env->context(),
FIXED_ONE_BYTE_STRING(env->isolate(), "immediateInfo"),
env->immediate_info()->fields().GetJSArray()).FromJust();
}
NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_INTERNAL(timers, node::Initialize)
可以看到，模块名参数就是 timers, 初始化方法参数传递的是 Initialize 方法。到这，算是找到调用根源了。那我们接着看看 node_module_register 方法干了些什么。此方法在 src/node.cc中：
extern "C" void node_module_register(void* m) {
struct node_module* mp = reinterpret_cast<struct node_module*>(m);
...
else if (mp->nm_flags & NM_F_INTERNAL) {
mp->nm_link = modlist_internal;
modlist_internal = mp;
}
...
}
你会惊奇的发现，这里仅仅是把所有的模块依次链接起来，形成一个链表。没有调用呀？没有初始化啊？此处注意一下变量modlist_internal,后面会用到。这里有一个 GetInternalBinding 。他被绑定到 global 对象上，会被 js 调用。此方法是必须结合js源码才能明白出处。此方法在src/node.cc中：
static void GetInternalBinding(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {
...//获取参数名。
Local<String> module = args[0].As<String>();
...//获取内部模块。
node_module* mod = get_internal_module(*module_v);
if (mod != nullptr) {
// 初始化。
exports = InitModule(env, mod, module);
}
...
}
让我们看看 get_builtin_module 方法，此方法在src/node.cc中：
node_module* get_internal_module(const char* name) {
return FindModule(modlist_internal, name, NM_F_INTERNAL);
}
inline struct node_module* FindModule(struct node_module* list,
const char* name,
int flag) {
struct node_module* mp;
for (mp = list; mp != nullptr; mp = mp->nm_link) {
if (strcmp(mp->nm_modname, name) == 0)
break;
}
...
return mp;
}
方法内部调用了 FindModule 方法。第一个参数熟悉吗?modlist_internal!就是通过上面的 RegisterBuiltinModules 方法来生成的模块。具体的查找过程也比较简单，就是遍历这个链表，一个个比较模块名，是否相同，然后拿到模块。再继续看一下 InitModule 方法，同样位于src/node.cc：
static Local<Object> InitModule(Environment* env,
node_module* mod,
Local<String> module) {
...//直接调用node_module模块的注册上下文的方法，并传入对应的一些参数。
mod->nm_context_register_func(exports,
unused,
env->context(),
mod->nm_priv);
return exports;
}
回想下上面的 timer.cc 中的 Initialize 方法，此处就是调用的地点了。至此，模块就加载到程序当中了。
尾言
分析过程中，会遇到很多的宏处理，此时可以将宏一个个展开，然后写到纸上进行分析。否则一眼很难看的清全貌。
通过本文，应该对 RegisterModules，和如何初始化模块应该有了一个大致的了解。但是你可能还是会有一些迷惑，比如 GetInternalBinding 这个方法谁调用的呢，下次来进行分析~
