1. CommonJS规范产生背景

在后端，JavaScript的规范远远落后并且有很多缺陷，这使得难以使用JavaScript开发大型应用。比如：

没有模块系统
标准库较少
没有标准接口
缺乏包管理系统

CommonJS规范的提出，主要是为了弥补JavaScript没有标准的缺陷。CommonJS API将通过定义处理许多常见应用程序需求的API来填补这一空白，最终提供与Python，Ruby和Java一样丰富的标准库。以达到像Python、Ruby和Java那样具备开发大型应用的基础能力，而不是停留在开发浏览器端小脚本程序的阶段。

应用程序开发人员能够使用CommonJS API编写应用程序，然后跨不同的JavaScript解释器和主机环境运行该应用程序。

2. CommonJS模块规范

CommonJS模块规范主要分为三部分：模块引用、模块定义、模块标识。

2.1 模块引用

//引入http模块，并赋值给变量http
var http = require('http');

require函数的基本功能是，读入并执行一个JavaScript文件，然后返回该模块的exports对象。当我们用require()获取module时，Node会根据module.id找到对应的module，并返回module. exports，这样就实现了模块的输出。

require函数使用一个参数,参数值可以带有完整路径的模块的文件名,也可以为模块名。

require("./module/b"); //相对路径
require("../node/module/c");  //绝对路径

文件目录结构如下：

2.2 模块定义

2.2.1 模块（module）是什么

CommonJS规范规定，一个文件就是一个模块，用module变量代表当前模块。 Node在其内部提供一个Module的构建函数。所有模块都是Module的实例。实例代码如下：

function Module(id, parent) {
  this.id = id;
  this.exports = {};
  this.parent = parent;
  this.filename = null;
  this.loaded = false; this.children = []; } module.exports = Module; var module = new Module(filename, parent);

每个模块内部，都有一个module对象，代表当前模块。它的属性如下：

module.id 模块的识别符，通常是带有绝对路径的模块文件名。
module.filename 模块的文件名，带有绝对路径。
module.loaded 返回一个布尔值，表示模块是否已经完成加载。
module.parent 返回一个对象，表示调用该模块的模块。
module.children 返回一个数组，表示该模块要用到的其他模块。
module.exports 初始值为一个空对象{}，表示模块对外输出的接口。

2.2.2 exports 属性

exports 属性是module对象的一个属性，它向外提供接口。
如 2.1模块引用中示例，a.js引入b.js作为一个模块，当在b.js中定义如下方法时：

//加法
function add(num1,num2){
    console.log(num1+num2);
}

在a.js中调用却报错

var addMethod = require("./module/b");
//调用模块中的add方法
addMethod.add(1,6);

b.js中的函数要能被其他模块使用，就需要暴露一个对外的接口，exports 属性用于完成这一工作。b.js中的方法定义修改如下：

exports.add = function(num1,num2){
    console.log(num1+num2);
}

在a.js中能够调用。

2.3 模块标识

模块标识就是传递给require方法的参数，必须符合小驼峰命名的字符串，或者以.、..开头的相对路径，或者绝对路径，默认文件名后缀.js。在Node实现中，正是基于这样一个标识符进行模块查找的，如果没有发现指定模块会报错。

根据参数的不同格式，require命令去不同路径寻找模块文件。加载规则如下：

（1）如果参数字符串以“/”开头，则表示加载的是一个位于绝对路径的模块文件。比如，require('/home/marco/foo.js')将加载/home/marco/foo.js。

（2）如果参数字符串以“./”开头，则表示加载的是一个位于相对路径（跟当前执行脚本的位置相比）的模块文件。比如，require('./circle')将加载当前脚本同一目录的circle.js。

（3）如果参数字符串不以“./“或”/“开头，则表示加载的是一个默认提供的核心模块（位于Node的系统安装目录中），或者一个位于各级node_modules目录的已安装模块（全局安装或局部安装）。

举例来说，脚本/home/user/projects/foo.js执行了require('bar.js')命令，Node会依次搜索以下文件。

/usr/local/lib/node/bar.js

/home/user/projects/node_modules/bar.js

/home/user/node_modules/bar.js

/home/node_modules/bar.js

/node_modules/bar.js

这样设计的目的是，使得不同的模块可以将所依赖的模块本地化。

（4）如果参数字符串不以“./“或”/“开头，而且是一个路径，比如require('example-module/path/to/file')，则将先找到example-module的位置，然后再以它为参数，找到后续路径。

（5）如果指定的模块文件没有发现，Node会尝试为文件名添加.js、.json、.node后，再去搜索。.js件会以文本格式的JavaScript脚本文件解析，.json文件会以JSON格式的文本文件解析，.node文件会以编译后的二进制文件解析。

（6）如果想得到require命令加载的确切文件名，使用require.resolve()方法。

CommonJS是同步的，意味着你想调用模块里的方法，必须先用require加载模块。这对服务器端的Nodejs来说不是问题，因为模块的JS文件都在本地硬盘上，CPU的读取时间非常快，同步不是问题。但如果是浏览器环境，要从服务器加载模块。模块的加载将取决于网速，如果采用同步，网络情绪不稳定时，页面可能卡住,这就必须采用异步模式。所以，就有了 AMD解决方案。下一篇我们开始介绍模块化规范的AMD规范；

参考：

https://www.cnblogs.com/huiguo/p/7967241.html

https://nodejs.org/api/modules.html#modules_module_exports

Node.js相关——CommonJS规范