npm、yarn与pnpm详解

🔥 npm、yarn与pnpm详解

🔖 一、npm

🔍 简介：
npm是随Node.js一起安装的官方包管理工具，它为开发者搭建了一个庞大的资源库，允许他们在这个平台上搜索、安装和管理项目所必需的各种代码库或模块。

🚀 常用命令：

npm install：安装package.json中声明的所有依赖项。
npm install <package-name>：安装指定名称的包。
npm uninstall <package-name>：移除指定名称的包。
npm update：更新所有已安装包至最新版本。
npm update <package-name>：更新指定包至最新版本。
npm start：执行package.json中的"start"脚本。

🎯 特点：
npm作为最早的JavaScript包管理器，坐拥庞大的社区和海量资源，尽管在处理大型项目时的安装速度和性能上可能不如后起之秀Yarn和pnpm理想。

🔖 二、Yarn

🔍 简介：
Yarn是由Facebook开发的一款JavaScript包管理工具，旨在优化npm的部分性能和安全性问题。

🚀 常用命令：

yarn install：安装package.json中列举的依赖。
yarn add <package-name>：添加指定名称的包。
yarn remove <package-name>：删除指定包。
yarn upgrade：全局更新所有包至最新版。
yarn upgrade <package-name>：更新指定包至最新版本。
yarn start：执行package.json中的"start"脚本。

🎯 特点：

Yarn通过并行下载和缓存技术提升了安装速度，增强了依赖关系的安全性保障。

🔖 三、pnpm

🔍 简介：
pnpm是另一种广受欢迎的JavaScript包管理器，其独特之处在于采用了名为 硬链接 的安装策略，从而极大地节省磁盘空间。

🚀 常用命令：

pnpm install：安装package.json文件中列出的所有依赖项。
pnpm add <package-name>：安装指定包。
pnpm remove <package-name>：卸载指定包。
pnpm upgrade：升级所有已安装包至最新版本。
pnpm upgrade <package-name>：升级指定包至最新版本。
pnpm run <script-name>：执行package.json中scripts字段下指定的脚本。

🎯 特点：
pnpm借助硬链接技术，在保证与npm和yarn命令集类似的同时，大大提升了磁盘空间的使用效率。

🔖 四、差异比较

性能：相较于npm，Yarn和pnpm在处理大型项目时通常表现出更快的安装速度。
磁盘空间 ：pnpm通过硬链接技术，相较于npm和yarn能更有效地节约磁盘存储空间。
安全性 ：Yarn因其严谨的依赖解析策略而被视作比npm更为安全的选择。
兼容性 ：npm作为最早的包管理工具，拥有最为广泛的支持和兼容性优势。

🔖 五、深入了解

💻 npm

工作原理 ：npm的工作原理基于递归非循环依赖树模型，每个项目都有一个node_modules目录，其中包含了项目直接依赖和间接依赖的所有模块。每次安装新的包时，npm会遍历依赖树并创建相应的子目录来存放每个依赖包。

缓存机制 ：npm有本地缓存机制，用于加快重复安装的速度，但它并不像Yarn那样强制一致性的全局缓存。当多个项目共享相同依赖时，这些依赖可能会在每个项目的node_modules目录下单独复制一份。

锁定文件 ：npm从5.0版本开始引入了package-lock.json文件，用于锁定安装时的具体依赖版本，确保跨环境和团队成员间的依赖一致性。然而，在处理依赖树时，npm遵循的是扁平化原则，即尽可能地把所有依赖放在同一层级，这可能导致在大型项目中node_modules目录非常庞大。

🧶 Yarn

工作原理 ：Yarn同样遵循依赖树模型，但在安装过程中采用了一种更高效的方法。它不仅有一个全局缓存，而且在安装新包时，如果发现缓存中有匹配的包，则直接复用，而非重新下载。此外，Yarn同时处理多个依赖包的下载和安装，显著提高了安装速度。

一致性保证 ：Yarn通过yarn.lock文件实现严格的版本控制，这个文件精确记录了每一个依赖包及其依赖链的具体版本，确保不同环境下项目构建的一致性。Yarn在处理依赖时也采取扁平化策略，但在处理冲突时有更好的解决方案。

📦 pnpm

工作原理 ：pnpm创新性地使用了硬链接（hard link）和符号链接（symlink）技术，这使得同一个依赖在磁盘上仅存储一份，多个项目共用此唯一副本。这种机制通过store（存储）目录集中管理所有的包版本，极大程度上减少了磁盘空间的占用。

高效的安装与卸载 ：pnpm在安装时能够识别出哪些包已经存在于全局存储中，并通过硬链接指向它们，而非复制文件。在卸载时，由于没有物理文件的移动，所以速度极快，同时避免了不必要的磁盘空间浪费。

锁定文件 ：pnpm使用pnpm-lock.yaml文件锁定依赖版本，该文件同样提供了强大的版本控制能力。pnpm的独特之处还在于它能更好地处理深层依赖场景，尤其是当项目存在大量共享依赖时，其带来的性能提升尤为明显。

📚总结

特性/工具	npm	Yarn	pnpm
工作原理	递归地安装所有依赖到node_modules目录下	构建扁平化的依赖树并优化安装过程	使用单个全局存储层和符号链接来减少磁盘空间占用
安装方式	`npm install`	`yarn add/install`	`pnpm install`
缓存机制	本地缓存每个项目的依赖	共享缓存，保证多个项目间的依赖版本一致	共享存储层缓存，避免重复下载
安装速度	相对较慢，尤其在网络不佳时	快于npm，支持并行安装	更快，充分利用磁盘空间和网络资源
磁盘空间占用	每个项目下的node_modules有完整副本，占用较多空间	同一依赖只在全局缓存一份	利用符号链接进一步减少磁盘占用
锁定文件	package-lock.json	yarn.lock	pnpm-lock.yaml
依赖一致性	通过package-lock.json实现一定的依赖版本控制	强制一致，每次安装都会严格按照yarn.lock文件	同样强制一致，基于pnpm-lock.yaml
离线模式	支持，但需先下载过相关包	提供强大的离线模式	也支持离线安装
网络策略	单线程请求	多线程并行请求	多线程并行请求，智能网络调度
安全性	通过npm audit检查依赖的安全性	同样具有审计功能，检查安全漏洞	支持安全审计
交互界面	提供基本的命令行交互	更友好的CLI，提供进度条等反馈	CLI体验良好，同样提供进度显示
生态系统	最大，兼容性最好	兼容npm的所有特性，并额外增强了一些功能	对npm生态完全兼容，但在大型项目中有更好表现
特色功能	npx，用于执行一次性命令；npm ci用于快速、可靠的持续集成环境构建	更加严格的版本控制，改进的冲突解决策略；workspaces支持多包管理	针对monorepo设计，高效的多包管理和tree shaking能力

以上表格涵盖了这些包管理器的主要特性对比，实际使用中还可能涉及其他细节上的差异。

性能：🌟 Yarn和pnpm在安装速度方面优于npm，尤其对于大型项目和频繁安装的情况。💥 pnpm在磁盘空间占用上表现最佳。
一致性：🔒 三者都支持依赖版本锁定，但Yarn和pnpm在这方面更为严格，能有效防止因依赖版本不一致引发的问题。
生态：🌳 npm拥有最大的生态系统，但由于Yarn和pnpm的高度兼容性，大多数npm包都可以无缝迁移到这两个工具上。

在实际项目中，开发者可以根据项目的具体需求和团队偏好选择合适的包管理器。对于小型项目或者初次接触Node.js生态的新手，npm 可能是入门的最佳选择；而对于需要高效管理大型项目和依赖的大团队，Yarn 或 pnpm 则可能带来更高的效率和更好的资源管理效果。