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关于javascript:精读pnpm

pnpm 全称是“Performant NPM”,即高性能的 npm。它联合软硬链接与新的依赖组织形式,大大晋升了包治理的效率,也同时解决了“幻影依赖”的问题,让包治理更加标准,缩小潜在危险产生的可能性。

应用 pnpm 很容易,能够应用 npm 装置:

npm i pnpm -g

之后便可用 pnpm 代替 npm 命令了,比方最重要的安装包步骤,能够应用 pnpm i 代替 npm i,这样就算把 pnpm 应用起来了。

pnpm 的劣势

用一个比拟好记的词形容 pnpm 的劣势那就是“快、准、狠”:

  • 快:装置速度快。
  • 准:装置过的依赖会精确复用缓存,甚至包版本升级带来的变动都只 diff,绝不节约一点空间,逻辑上也严丝合缝。
  • 狠:间接废掉了幻影依赖,在逻辑合理性与含混的便捷性上,毫不留情的抉择了逻辑合理性。

而带来这些劣势的点子,全在官网上的这张图上:

  • 所有 npm 包都装置在全局目录 ~/.pnpm-store/v3/files 下,同一版本的包仅存储一份内容,甚至不同版本的包也仅存储 diff 内容。
  • 每个我的项目的 node_modules 下有 .pnpm 目录以打平构造治理每个版本包的源码内容,以硬链接形式指向 pnpm-store 中的文件地址。
  • 每个我的项目 node_modules 下装置的包构造为树状,合乎 node 就近查找规定,以软链接形式将内容指向 node_modules/.pnpm 中的包。

所以每个包的寻找都要通过三层构造:node_modules/package-a > 软链接 node_modules/.pnpm/package-a@1.0.0/node_modules/package-a > 硬链接 ~/.pnpm-store/v3/files/00/xxxxxx

通过这三层寻址带来了什么益处呢?为什么是三层,而不是两层或者四层呢?

依赖文件三层寻址的目标

第一层

接着下面的例子思考,第一层寻找依赖是 nodejswebpack 等运行环境 / 打包工具进行的,他们的在 node_modules 文件夹寻找依赖,并遵循就近准则,所以第一层依赖文件势必要写在 node_modules/package-a 下,一方面遵循依赖寻找门路,一方面没有将依赖都拎到下级目录,也没有将依赖打平,目标就是还原最语义化的 package.json 定义:即定义了什么包就能依赖什么包,反之则不行,同时每个包的子依赖也从该包内寻找,解决了多版本治理的问题,同时也使 node_modules 领有一个稳固的构造,即该目录组织算法仅与 package.json 定义无关,而与包装置程序无关。

如果止步于此,这就是 npm@2.x 的包治理计划,但正因为 npm@2.x 包治理计划最没有歧义,所以第一层沿用了该计划的设计。

第二层

从第二层开始,就要解决 npm@2.x 设计带来的问题了,次要是包复用的问题。所以第二层的 node_modules/package-a > 软链接 node_modules/.pnpm/package-a@1.0.0/node_modules/package-a 寻址利用软链接解决了代码反复援用的问题。相比 npm@3 将包打平的设计,软链接能够放弃包构造的稳固,同时用文件指针解决反复占用硬盘空间的问题。

若止步于此,也曾经解决了一个我的项目内的包治理问题,但我的项目不止一个,多个我的项目对于同一个包的多份拷贝还是太节约,因而要进行第三步映射。

第三层

第三层映射 node_modules/.pnpm/package-a@1.0.0/node_modules/package-a > 硬链接 ~/.pnpm-store/v3/files/00/xxxxxx 曾经脱离以后我的项目门路,指向一个全局对立治理门路了,这正是跨我的项目复用的必然选择,然而 pnpm 更进一步,没有将包的源码间接存储在 pnpm-store,而是将其拆分为一个个文件块,这在前面具体解说。

幻影依赖

幻影依赖是指,我的项目代码援用的某个包没有间接定义在 package.json 中,而是作为子依赖被某个包顺带装置了。代码里依赖幻影依赖的最大隐患是,对包的语义化管制不能穿透到其子包,也就是包 a@patch 的改变可能意味着其子依赖包 b@major 级别的 Break Change。

正因为这三层寻址的设计,使得第一层能够仅蕴含 package.json 定义的包,使 node_modules 不可能寻址到未定义在 package.json 中的包,天然就解决了幻影依赖的问题。

但还有一种更难以解决的幻影依赖问题,即用户在 Monorepo 我的项目根目录装置了某个包,这个包可能被某个子 Package 内的代码寻址到,要彻底解决这个问题,须要配合应用 Rush,在工程上通过依赖问题检测来彻底解决。

peer-dependences 装置规定

pnpmpeer-dependences 有一套严格的装置规定。对于定义了 peer-dependences 的包来说,意味着为 peer-dependences 内容是敏感的,潜台词是说,对于不同的 peer-dependences,这个包可能领有不同的体现,因而 pnpm 针对不同的 peer-dependences 环境,可能对同一个包创立多份拷贝。

比方包 bar peer-dependences 依赖了 baz^1.0.0foo^1.0.0,那咱们在 Monorepo 环境两个 Packages 下别离装置不同版本的包会如何呢?

- foo-parent-1
  - bar@1.0.0
  - baz@1.0.0
  - foo@1.0.0
- foo-parent-2
  - bar@1.0.0
  - baz@1.1.0
  - foo@1.0.0

后果是这样(援用官网文档例子):

node_modules
└── .pnpm
    ├── foo@1.0.0_bar@1.0.0+baz@1.0.0
    │   └── node_modules
    │       ├── foo
    │       ├── bar   -> ../../bar@1.0.0/node_modules/bar
    │       ├── baz   -> ../../baz@1.0.0/node_modules/baz
    │       ├── qux   -> ../../qux@1.0.0/node_modules/qux
    │       └── plugh -> ../../plugh@1.0.0/node_modules/plugh
    ├── foo@1.0.0_bar@1.0.0+baz@1.1.0
    │   └── node_modules
    │       ├── foo
    │       ├── bar   -> ../../bar@1.0.0/node_modules/bar
    │       ├── baz   -> ../../baz@1.1.0/node_modules/baz
    │       ├── qux   -> ../../qux@1.0.0/node_modules/qux
    │       └── plugh -> ../../plugh@1.0.0/node_modules/plugh
    ├── bar@1.0.0
    ├── baz@1.0.0
    ├── baz@1.1.0
    ├── qux@1.0.0
    ├── plugh@1.0.0

能够看到,装置了两个雷同版本的 foo,尽管内容齐全一样,但却别离领有不同的名称:foo@1.0.0_bar@1.0.0+baz@1.0.0foo@1.0.0_bar@1.0.0+baz@1.1.0。这也是 pnpm 规定严格的体现,任何包都不应该有全局副作用,或者思考好单例实现,否则可能会被 pnpm 装屡次。

硬连贯与软链接的原理

要了解 pnpm 软硬链接的设计,首先要温习一下操作系统文件子系统对软硬链接的实现。

硬链接通过 ln originFilePath newFilePath 创立,如 ln ./my.txt ./hard.txt,这样创立进去的 hard.txt 文件与 my.txt 都指向同一个文件存储地址,因而无论批改哪个文件,都因为间接批改了原始地址的内容,导致这两个文件内容同时变动。进一步说,通过硬链接创立的 N 个文件都是等效的,通过 ls -li ./ 查看文件属性时,能够看到通过硬链接创立的两个文件领有雷同的 inode 索引:

ls -li ./
84976912 -rw-r--r-- 2 author staff 489 Jun 9 15:41 my.txt
84976912 -rw-r--r-- 2 author staff 489 Jun 9 15:41 hard.txt

其中第三个参数 2 示意该文件指向的存储地址有两个硬链接援用。硬链接如果要指向目录就麻烦多了,第一个问题是这样会导致文件的父目录有歧义,同时还要将所有子文件都创立硬链接,实现复杂度较高,因而 Linux 并没有提供这种能力。

软链接通过 ln -s originFilePath newFilePath 创立,能够认为是指向文件地址指针的指针,即它自身领有一个新的 inode 索引,但文件内容仅蕴含指向的文件门路,如:

84976913 -rw-r--r-- 2 author staff 489 Jun 9 15:41 soft.txt -> my.txt

源文件被删除时,软链接也会生效,但硬链接不会,软链接能够对文件夹失效。因而 pnpm 尽管采纳了软硬联合的形式实现代码复用,但软链接自身也简直不会占用多少额定的存储空间,硬链接模式更是零额定内存空间占用,所以对于雷同的包,pnpm 额定占用的存储空间能够约等于零。

全局装置目录 pnpm-store 的组织形式

pnpm 在第三层寻址时采纳了硬链接形式,但同时还留下了一个问题没有讲,即这个硬链接指标文件并不是一般的 NPM 包源码,而是一个哈希文件,这种文件组织形式叫做 content-addressable(基于内容的寻址)。

简略来说,基于内容的寻址比基于文件名寻址的益处是,即使包版本升级了,也仅需存储改变 Diff,而不须要存储新版本的残缺文件内容,在版本治理上进一步节约了存储空间。

pnpm-store 的组织形式大略是这样的:

~/.pnpm-store
- v3
  - files
    - 00
      - e4e13870602ad2922bfc7..
      - e99f6ffa679b846dfcbb1..
      ..
    - 01
      ..
    - ..
      ..
    - ff
      ..

也就是采纳文件内容寻址,而非文件地位寻址的存储形式。之所以能采纳这种存储形式,是因为 NPM 包一经公布内容就不会再扭转,因而适宜内容寻址这种内容固定的场景,同时内容寻址也疏忽了包的构造关系,当一个新包下载下来解压后,遇到雷同文件 Hash 值时就能够摈弃,仅存储 Hash 值不存在的文件,这样就天然实现了结尾说的,pnpm 对于同一个包不同的版本也仅存储其增量改变的能力。

总结

pnpm 通过三层寻址,既贴合了 node_modules 默认寻址形式,又解决了反复文件装置的问题,顺便解决了幻影依赖问题,能够说是包治理的目前最好的翻新,没有之一。

但其刻薄的包治理逻辑,使咱们独自应用 pnpm 治理大型 Monorepo 时容易遇到一些合乎逻辑但又感觉顺当的中央,比方如果每个 Package 对于同一个包的援用版本产生了分化,可能会导致 Peer Deps 了这些包的包产生多份实例,而这些包版本的分化可能是不小心导致的,咱们可能须要应用 Rush 等 Monorepo 管理工具来保障版本的一致性。

探讨地址是:精读《pnpm》· Issue #435 · dt-fe/weekly

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