一文聊聊Node包管理发展的五个阶段

编辑: admin 分类: .net 发布时间: 2023-06-08 来源:互联网

从2009年 Node 诞生至今，Node 生态发展繁荣，围绕 Node 生态衍生出的 Node 包管理器百花齐放，先后出现了 npm、kpm、pnpm、yarn、cnpm 等等。实际上 Node 包管理器发展主要分5个阶段，下面我们一起看下每个阶段的关键特征和代表产物吧~

阶段一：刀耕火种

正确来说，Node是不存在没有包管理器时期的，2009年，Node.js 问世时 npm的雏形也发布了。【相关教程推荐：nodejs视频教程、编程教学】

npm 全称 Node.js Package Manager；从A brief history of Node.js 里面可以看到

2009 
Node.js is born 
The first form of npm is created
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下面聊一下没有出现Node包管理器时期是怎样的，那时候做的更多的事情就是

  • 网上寻找各软件的官网，比如 jQuery；

  • 找到下载地址，下载 zip 包；

  • 解压，放到项目中一个叫 libs 的目录中；

  • 想更方便的话，直接将 CDN 链接粘贴到 HTML 中

那时候 模块化管理？版本号管理？依赖升级？都不存在的！

阶段二：嵌套安装

2009 年，Node.js 诞生，npm的雏形也正在酝酿，2011年发布了 1.0 版本；npm是围绕着语义版本控制 semver 的思想而设计的，默认认为Node包开发者，在升级依赖包自定义版本号时，都会按照 semver 规范升级版本号。

代名词： Node包管理规范化、node_modules 目录嵌套存放依赖

代表产物： npm v1、v2 版本

关键特点：

（1）依赖包嵌套安装，相同版本的依赖会被冗余安装

（2）依赖包安装不确定性：默认装最新次版本的依赖包（可设置固定版本）

（3）串行安装依赖，速度慢；不支持离线缓存

解释1：依赖 嵌套安装 ，如果A依赖B、B依赖C，node_modules目录如下

node_modules
- package-A
-- node_modules
--- package-B
----- node_modules
------ package-C
-------- some-really-really-really-long-file-name-in-package-c.js
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问题： 依赖嵌套过多会造成嵌套地狱，与此同时会出现大量相同依赖包的冗余安装，造成 node_modules 体积过大，需要程序员定期的 rm -rf node_modules，但windows系统，很多程序无法处理超过260个字符的文件路径名，早期 npm 的 windows 用户都见过这个弹窗

解释2：针对每次 npm install 默认安装最新次版本依赖，造成的依赖安装 不确定性 问题：

semver 规范了版本号构成：X.Y.Z-[state]，版本号升级规范如下

  • X 是主版本号： API 产生的变化，与旧版本不兼容时，升级主版本号
  • Y 是次版本号： 增加了新的API，但向后兼容，升级次版本号
  • Z 是补丁版本号： 当做了向后兼容的缺陷修复的时候
  • state 可以是：alpha（内测）、beta（公测）、gamma（相当成熟的测试版）、rc（预发布）

版本不确定原因：执行 npm 默认安装依赖指令时，npm 认为开发者都会遵循 semver 版本升级规范，直接给开发者安装 了最新次版本的依赖包

  • 解决方案1：可以通过npm config set save-exact true命令关闭在版本号前面使用 ^的默认行为
  • 总结：无法解决依赖库自己的依赖默认安装最新次版本的问题

  • 解决方案2：npm提供了 shrinkwrap 命令，会生成一个 npm-shrinkwrap.json 文件，为所有库和所有嵌套依赖的库记录精准的版本

  • 总结：锁文件不会默认生成，需要用户手动执行指令；依赖于用户知道这个指令，相对繁琐

阶段三：扁平化安装

2015年，为解决 npm1、npm2 存在的 嵌套安装、版本不规定问题，完全重写了 npm 程序

代名词： 较少冗余依赖的安装、node_modules 目录扁平化存放依赖

代表产物： npm v3版本

原理简述： npm install时，先构建依赖树再将所有依赖都安装在 node_modules 根目录，子依赖遇到不同版本的重名依赖时，会将子依赖安装在自己node_modules下

关键特点：

（1）减少冗余安装：依赖扁平化安装，一定情况下减少了冗余包的安装

存在的问题：

（1）“幽灵依赖”、“幻影依赖” 问题

（2）“双胞胎陌生人” 、“依赖包分身” 问题

（3）目录不固定：依赖的安装顺序，决定了 node_module 目录结构

解释1：依赖的依次安装顺序，决定了node_modules 目录结构

如下场景： App1 依赖 packageA 和 packageC 和 packageG 和 packageH，而 packageA 和 packageC 都依赖了 packageB v1.0，packageG、packageH 都依赖 packageB 的 v2.0 版本

如果先安装 packageA 或 packageC，node_modules 目录如下

如果先安装 packageG 或 packageH，node_modules 目录如下

针对如上情况，npm 提供了指令 npm dedupe，可以手动整理&简化 node_modules 的目录结构，整理后的 node_modules 目录结构是一致的，不受依赖包安装顺序影响

解释2：不一定能减少冗余包的安装

通过举例1，可以看出虽然依赖包扁平化安装，但仍存在相同版本的依赖包，有冗余包

解释3：“双胞胎陌生人” 问题

参考举例1中，相同版本的依赖包，被安装两次，被放置到两处，这种现象被称为“双胞胎陌生人”

解释4：“幽灵依赖” 问题

node_modules 一级目录下的依赖包，开发者可以直接使用，但依赖包没定义在 package.json 中，这样的依赖包被称为 “幽灵依赖”，前端项目中使用 “幽灵依赖”，后期可能会出现问题。

因为后期可能伴随着 其他依赖的升级移除了这个“幽灵依赖”，此时 node_modules 中就不存在了，执行 npm install 时，并不会主观的去安装 “幽灵依赖”，导致项目找不到依赖包，然后报错。

阶段四：安全、提速

2016年，yarn、pnpm release 版本相继出现，在一定程度上解决了之前的 安装版本不确定、安装速度慢等问题，yarn 率先推出的能力相比于 npm，更夺人眼球，保证了一致性&安全性，提升了安装速度

代名词： 依赖安装相对安全、提速

代表产物： yarn release版本、pnpm release版本、npm v5 版本（npm v4没有太大变化，v5向前迈了一大步）

关键特点：

（1）安全：默认生成版本锁文件，保证了每次安装依赖版本都一样

（2）提速：增加了缓存离线安装、并行安装、安装异常后自动重试

（3）workspace：yarn从v1版本开始支持，可以高效管理多个项目的依赖包；npm v7才支持 workspace

存在的问题：

（1）幽灵依赖

（2）依赖包单项目重复安装、跨项目重复安装

（3）目录不固定：依赖的安装顺序，决定了 node_module 目录结构

解释1：关于安全

yarn v0.x 版本率先、npm v5.x 版本紧跟其后，下载依赖时，默认生成 依赖锁文件，精确地将版本锁定在一个值

  • yarn 的 .lock 文件：只是记录安装的依赖版本，需要结合 package.json 来确定 node_modules 目录结构
  • npm 的 .lock 文件：记录了安装的依赖版本 及 node_modules 目录结构

总结： 避免了不同终端安装依赖时版本不一致问题，但“依赖幽灵” 问题仍然存在

解释2：关于提速 - 离线缓存

npm v2版本 就支持了缓存，但需要联网检测，才能使用 缓存的依赖

yarn v0.x版本 率先支持了 离线缓存，从网络下载的包都会缓存到全局，下次安装优先从本地找，找到直接copy

npm v5版本 重写了缓存系统，也支持了离线安装，安装速度大大提升

解释3：关于提速 - 并行安装

yarn 率先支持了依赖包并行安装，此前 npm 串行安装依赖，后来 npm 也优化了并行安装

解释4：安装依赖后，自动整理 node_modules 目录

起始时间：yarn v1.x 版本、npm v4.x 版本

  • 如果项目中删除了 .lock 文件，初始化安装依赖时，会自动整理 node_modules 目录；npm v4.x之前版本，需要用户手动执行指令 npm dedupe整理依赖目录
  • 由于 node_modules 是扁平化管理依赖，深层依赖可能会被安装到一级目录下；当项目中再安装不同版本的依赖时，遇到依赖版本冲突，会自动将深层依赖从一级目录移动到父依赖目录下 【已验证】

阶段五：更安全、高速、低耗

对着 pnpm 的成熟，开发者们享受着 pnpm 带来的 更安全、更高速、存储更低耗 等红利，解决了“幽灵依赖” 问题，解决了重复依赖问题

代名词： 安全（依赖安装所见即所得）、高速（不重复安装）、存储低耗（硬链接 + 软链接）

代表产物： pnpm

关键特点：

（1）速度极快：存储中心集中管理依赖，直接硬链接到项目的 node_modules/.pnpm 中。相比于之前的工作方式，减少了从全局 node_modules copy 到项目内的大量 IO 操作

（2）磁盘利用率极高：

  • 跨项目共用相同版本的依赖：硬链接、软链接
  • 最大限度的复用同一依赖的不同版本：只增加存储不同版本的 Diff 文件

（3）安全性高：node_modules 目录结构就是 package.json 依赖列表，解决了 “幽灵依赖” 问题

性能表现如下：

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