全局对象与变量

Node.js 提供模块内可直接使用的全局对象；与浏览器 window 不同，模块顶层的 const/let 不会挂到 global。见 后端入门概览、模块系统。

1. global

• 作用：全局命名空间对象，类似于浏览器中的 window。在 Node.js 的 REPL 环境中或任意模块中，可以通过 global 访问全局作用域。
• 注意：在模块文件中，var、let、const 声明的变量不会成为 global 的属性，只属于模块局部作用域。如果想定义真正的全局变量，需显式赋值给 global（通常不推荐，避免命名冲突）。

// 不会挂载到 global
var a = 1;
console.log(global.a); // undefined

// 显式挂载
global.b = 2;
console.log(global.b); // 2

Node.js 内置的一些全局 API 实际上是 global 的属性，例如 console、setTimeout。

2. __dirname

• 作用：返回当前模块文件所在的目录的绝对路径。
• 注意：在 ES 模块（使用 .mjs 文件或 "type": "module" 的 .js 文件）中，__dirname 不可用，需要通过 import.meta.url 手动构造。

// example.js 位于 /home/user/project/src
console.log(__dirname); // 输出: /home/user/project/src

ES 模块替代方案：

import { fileURLToPath } from "url";
import { dirname } from "path";
const __filename = fileURLToPath(import.meta.url);
const __dirname = dirname(__filename);

3. __filename

• 作用：返回当前模块文件的绝对路径（包含文件名和扩展名）。
• 注意：同样，ES 模块中不可直接使用，需通过 import.meta.url 获取。

// /home/user/project/src/example.js
console.log(__filename);
// 输出: /home/user/project/src/example.js

4. module

• 作用：是一个指向当前模块的引用。每个 Node.js 文件都是一个模块，module 对象包含了该模块的元信息，如 id、path、exports、parent、children 等。
• 常见属性：
  • module.exports：模块导出的内容（核心）。
  • module.id：模块标识符，通常是文件路径。
  • module.loaded：模块是否加载完成。

console.log(module.id); // 模块的完整路径
console.log(module.paths); // 模块查找路径数组

5. exports

• 作用：exports 是 module.exports 的一个引用。通过它可以方便地导出模块内容。最终暴露给外部的是 module.exports。
• 注意：直接对 exports 赋值会切断与 module.exports 的联系，使导出失效。必须始终通过 module.exports 或 exports.xxx 添加属性。

// 正确用法
exports.foo = "bar";
module.exports.baz = "qux";

// 错误用法（会丢失导出）
exports = { foo: "bar" }; // 此时 exports 不再指向 module.exports

如果只需要导出一个函数或对象，推荐直接使用 module.exports = ...。

6. require

• 作用：用于加载其他模块的核心函数。参数可以是模块名、相对路径或绝对路径。
• 机制：
  • 支持加载 .js、.json、.node（C++ 插件）文件。
  • 加载 JSON 文件时会自动解析为对象。
  • 具有缓存机制：多次 require 同一个模块只会执行一次，返回相同的 exports 对象。
  • 可以通过 require.resolve 获取模块的完整路径，而不实际加载模块。

const fs = require("fs"); // 加载内置模块
const myModule = require("./mod"); // 加载本地模块（可省略 .js）
const data = require("./data.json"); // 加载 JSON

查找规则：Node.js 会从当前文件目录开始，依次查找 node_modules 目录，直到文件系统根目录。

7. process

• 作用：提供当前 Node.js 进程的信息和控制能力。它是 EventEmitter 的实例，可以监听进程事件。
• 常用属性与方法：
  • process.argv：命令行参数数组。
  • process.env：环境变量对象。
  • process.cwd()：返回当前工作目录。
  • process.exit(code)：退出进程。
  • process.on('uncaughtException', callback)：捕获未处理的异常。
  • process.nextTick(callback)：将回调推迟到事件循环的下一个阶段执行（比 setImmediate 优先级高）。
  • process.platform：操作系统平台（如 'win32'、'linux'）。
  • process.version：Node.js 版本号。

// 打印所有环境变量
console.log(process.env);

// 监听退出事件
process.on("exit", code => {
    console.log(`进程退出，退出码：${code}`);
});

// 使用 nextTick
process.nextTick(() => {
    console.log("在事件循环当前阶段结束后执行");
});

8. Buffer

• 作用：用于处理二进制数据（如文件流、网络数据）。在 TCP 流或文件操作中，数据的传输通常以 Buffer 形式进行。
• 特点：
  • Buffer 是 Node.js 全局类，无需 require。
  • 在 ES6 引入 TypedArray 之前，Buffer 是 Node.js 处理二进制的主要方式，现在它实现了 Uint8Array 接口。
  • Buffer 的大小在创建时就固定，无法动态调整。
• 常用方法：
  • Buffer.from(array) / Buffer.from(string)：从数组或字符串创建 Buffer。
  • Buffer.alloc(size)：创建指定大小的零填充 Buffer。
  • buf.toString(encoding)：将 Buffer 转换为字符串（默认 'utf8'）。
  • buf.length：Buffer 的字节长度。

// 创建 Buffer
const buf1 = Buffer.from("Hello", "utf8");
console.log(buf1); // <Buffer 48 65 6c 6c 6f>

const buf2 = Buffer.alloc(5); // 长度为 5 的零填充 Buffer
buf2.write("Hi"); // 写入数据

// 合并两个 Buffer
const combined = Buffer.concat([buf1, buf2]);
console.log(combined.toString()); // "HelloHi"

注意：Node.js 中很多 API 既接受 string 也接受 Buffer，例如 fs.readFile 可以返回 Buffer。

相互关系与注意事项

• exports vs module.exports：初始化时 exports 和 module.exports 指向同一个对象。若只添加属性，两者皆可；若要导出对象本身，必须用 module.exports。
• require 的缓存：模块首次加载后会被缓存，因此模块内的全局变量不会重复初始化，但也意味着需要小心模块状态的共享。
• __dirname 与 __filename：在 CommonJS 模块中可用，在 ES 模块中需自行构造。
• process.nextTick：它在当前事件循环阶段结束时立即执行，优先级高于 setImmediate 和 Promise 微任务，但 Promise 的微任务会在 nextTick 之前执行（取决于 Node.js 版本，实际顺序：nextTick 队列 > 微任务队列 > 其他阶段）。

参考文献

以下链接在编写时均可正常访问：