一文聊聊Node包管理髮展的五個階段

2022-12-26 22:00:20
從2009年 誕生至今,Node 生態發展繁榮,圍繞 Node 生態衍生出的 Node 包管理器百花齊放,先後出現了 npm、kpm、pnpm、yarn、cnpm 等等。實際上 Node 包管理器發展主要分5個階段,下面我們一起看下每個階段的關鍵特徵代表產物吧~

階段一:刀耕火種

正確來說,Node是不存在沒有包管理器時期的,2009年,Node.js 問世時 npm的雛形也釋出了。【相關教學推薦:、】

npm 全稱 Node.js Package Manager;從 裡面可以看到

2009 
Node.js is born 
The first form of npm is created
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下面聊一下沒有出現Node包管理器時期是怎樣的,那時候做的更多的事情就是

  • 網上尋找各軟體的官網,比如 jQuery;

  • 找到下載地址,下載 zip 包;

  • 解壓,放到專案中一個叫 libs 的目錄中;

  • 想更方便的話,直接將 CDN 連結貼上到 HTML 中

那時候 模組化管理?版本號管理?依賴升級?都不存在的!

階段二:巢狀安裝

2009 年,Node.js 誕生,npm的雛形也正在醞釀,2011年釋出了 1.0 版本;npm是圍繞著語意版本控制 semver 的思想而設計的,預設認為Node包開發者,在升級依賴包自定義版本號時,都會按照 semver 規範升級版本號。

代名詞: Node包管理規範化、node_modules 目錄巢狀存放依賴

代表產物: npm v1、v2 版本

關鍵特點:

(1)依賴包巢狀安裝,相同版本的依賴會被冗餘安裝

(2)依賴包安裝不確定性:預設裝最新次版本的依賴包(可設定固定版本)

(3)序列安裝依賴,速度慢;不支援離線快取

解釋1:依賴 巢狀安裝 ,如果A依賴B、B依賴C,node_modules目錄如下

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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問題: 依賴巢狀過多會造成巢狀地獄,與此同時會出現大量相同依賴包的冗餘安裝,造成 node_modules 體積過大,需要程式設計師定期的 rm -rf node_modules,但windows系統,很多程式無法處理超過260個字元的檔案路徑名,早期 npm 的 windows 使用者都見過這個彈窗


解釋2:針對每次 npm install 預設安裝最新次版本依賴,造成的依賴安裝 不確定性 問題:

semver 規範了版本號構成:X.Y.Z-[state],版本號升級規範如下

  • X 是主版本號: API 產生的變化,與舊版本不相容時,升級主版本號
  • Y 是次版本號: 增加了新的API,但向後相容,升級次版本號
  • Z 是修補程式版本號: 當做了向後相容的缺陷修復的時候
  • state 可以是:alpha(內測)、beta(公測)、gamma(相當成熟的測試版)、rc(預釋出)

版本不確定原因:執行 npm 預設安裝依賴指令時,npm 認為開發者都會遵循 semver 版本升級規範,直接給開發者安裝 了最新次版本的依賴包

  • 解決方案1:可以通過npm config set save-exact true命令關閉在版本號前面使用 ^的預設行為
  • 總結:無法解決依賴庫自己的依賴預設安裝最新次版本的問題
  • 解決方案2:npm提供了 shrinkwrap 命令,會生成一個 npm-shrinkwrap.json 檔案,為所有庫和所有巢狀依賴的庫記錄精準的版本

  • 總結:鎖檔案不會預設生成,需要使用者手動執行指令;依賴於使用者知道這個指令,相對繁瑣

階段三:扁平化安裝

2015年,為解決 npm1、npm2 存在的 巢狀安裝、版本不規定問題,完全重寫了 npm 程式

代名詞: 較少冗餘依賴的安裝、node_modules 目錄扁平化存放依賴

代表產物: npm v3版本

原理簡述: npm install時,先構建依賴樹再將所有依賴都安裝在 node_modules 根目錄,子依賴遇到不同版本的重名依賴時,會將子依賴安裝在自己node_modules下

關鍵特點:

(1)減少冗餘安裝:依賴扁平化安裝,一定情況下減少了冗餘包的安裝

存在的問題

(1)「幽靈依賴」、「幻影依賴」 問題

(2)「雙胞胎陌生人」 、「依賴包分身」 問題

(3)目錄不固定:依賴的安裝順序,決定了 node_module 目錄結構

解釋1:依賴的依次安裝順序,決定了node_modules 目錄結構

如下場景: App1 依賴 packageA 和 packageC 和 packageG 和 packageH,而 packageA 和 packageC 都依賴了 packageB v1.0,packageG、packageH 都依賴 packageB 的 v2.0 版本

如果先安裝 packageA 或 packageC,node_modules 目錄如下

如果先安裝 packageG 或 packageH,node_modules 目錄如下

針對如上情況,npm 提供了指令 npm dedupe,可以手動整理&簡化 node_modules 的目錄結構,整理後的 node_modules 目錄結構是一致的,不受依賴包安裝順序影響

解釋2:不一定能減少冗餘包的安裝

通過舉例1,可以看出雖然依賴包扁平化安裝,但仍存在相同版本的依賴包,有冗餘包

解釋3:「雙胞胎陌生人」 問題

參考舉例1中,相同版本的依賴包,被安裝兩次,被放置到兩處,這種現象被稱為「雙胞胎陌生人」

解釋4:「幽靈依賴」 問題

node_modules 一級目錄下的依賴包,開發者可以直接使用,但依賴包沒定義在 package.json 中,這樣的依賴包被稱為 「幽靈依賴」,前端專案中使用 「幽靈依賴」,後期可能會出現問題。

因為後期可能伴隨著 其他依賴的升級移除了這個「幽靈依賴」,此時 node_modules 中就不存在了,執行 npm install 時,並不會主觀的去安裝 「幽靈依賴」,導致專案找不到依賴包,然後報錯。

階段四:安全、提速

2016年,yarn、pnpm release 版本相繼出現,在一定程度上解決了之前的 安裝版本不確定、安裝速度慢等問題,yarn 率先推出的能力相比於 npm,更奪人眼球,保證了一致性&安全性,提升了安裝速度

代名詞: 依賴安裝相對安全、提速

代表產物: yarn release版本、pnpm release版本、npm v5 版本(npm v4沒有太大變化,v5向前邁了一大步)

關鍵特點:

(1)安全:預設生成版本鎖檔案,保證了每次安裝依賴版本都一樣

(2)提速:增加了快取離線安裝、並行安裝、安裝異常後自動重試

(3)workspace:yarn從v1版本開始支援,可以高效管理多個專案的依賴包;npm v7才支援 workspace

存在的問題

(1)幽靈依賴

(2)依賴包單專案重複安裝、跨專案重複安裝

(3)目錄不固定:依賴的安裝順序,決定了 node_module 目錄結構

解釋1:關於安全

yarn v0.x 版本率先、npm v5.x 版本緊跟其後,下載依賴時,預設生成 依賴鎖檔案,精確地將版本鎖定在一個值

  • yarn 的 .lock 檔案:只是記錄安裝的依賴版本,需要結合 package.json 來確定 node_modules 目錄結構
  • npm 的 .lock 檔案:記錄了安裝的依賴版本 及 node_modules 目錄結構

總結: 避免了不同終端安裝依賴時版本不一致問題,但「依賴幽靈」 問題仍然存在

解釋2:關於提速 - 離線快取

npm v2版本 就支援了快取,但需要聯網檢測,才能使用 快取的依賴

yarn v0.x版本 率先支援了 離線快取,從網路下載的包都會快取到全域性,下次安裝優先從本地找,找到直接copy

npm v5版本 重寫了快取系統,也支援了離線安裝,安裝速度大大提升

解釋3:關於提速 - 並行安裝

yarn 率先支援了依賴包並行安裝,此前 npm 序列安裝依賴,後來 npm 也優化了並行安裝

解釋4:安裝依賴後,自動整理 node_modules 目錄

起始時間:yarn v1.x 版本、npm v4.x 版本

  • 如果專案中刪除了 .lock 檔案,初始化安裝依賴時,會自動整理 node_modules 目錄;npm v4.x之前版本,需要使用者手動執行指令 npm dedupe整理依賴目錄
  • 由於 node_modules 是扁平化管理依賴,深層依賴可能會被安裝到一級目錄下;當專案中再安裝不同版本的依賴時,遇到依賴版本衝突,會自動將深層依賴從一級目錄移動到父依賴目錄下 【已驗證】

階段五:更安全、高速、低耗

對著 pnpm 的成熟,開發者們享受著 pnpm 帶來的 更安全、更高速、儲存更低耗 等紅利,解決了「幽靈依賴」 問題,解決了重複依賴問題

代名詞: 安全(依賴安裝所見即所得)、高速(不重複安裝)、儲存低耗(硬連結 + 軟連結)

代表產物: pnpm

關鍵特點:

(1)速度極快:儲存中心集中管理依賴,直接硬連結到專案的 node_modules/.pnpm 中。相比於之前的工作方式,減少了從全域性 node_modules copy 到專案內的大量 IO 操作

(2)磁碟利用率極高

  • 跨專案共用相同版本的依賴:硬連結、軟連結
  • 最大限度的複用同一依賴的不同版本:只增加儲存不同版本的 Diff 檔案

(3)安全性高:node_modules 目錄結構就是 package.json 依賴列表,解決了 「幽靈依賴」 問題

效能表現如下:

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