PNPM的原理实现

1.介绍

pnpm 是一个快速、节省磁盘空间的 JavaScript 包管理器，通过硬链接 共享依赖和软链接组织 node_modules 结构，比 npm 和 yarn 更高效。核心思想：是多个项目共用一个相同的依赖。

2.看看效果

我们通过创建一个vue项目看看依赖包是如何被创建和引用的。

# 使用pnpm创建Vue项目 
pnpm create vue@latest my-vue-project 
# 进入项目目录
cd my-vue-project
# 安装依赖
pnpm install 

输出的node_modules下的内容

展开的 node_modules/.pnpm

我们可以看到 node_modules/.pnpm/vue@3.5.22

我们主要关注node_modules 下的 .pnpm/vue@3.5.22 和 vue

• .pnpm/vue@3.5.22 （硬链接 连接到总仓库）
• vue 软链接 （链接到上面硬链接，解决导入时候的路径问题）

pnpm 依赖目录结构示意图

# 全局存储区（store）
~/.pnpm-store/v3/
└── vue@3.5.22/             # 存放实际包内容（只保存一份）
    ├── package.json
    ├── index.js
    └── ...

# 项目 A
projectA/
└── node_modules/
    ├── .pnpm/                  # pnpm 的内部目录（存放硬链接）
    │   └── vue@3.5.22/     
    │       └── node_modules/
    │           └── vue/     # 硬链接 → ~/.pnpm-store/v3/vue@3.5.22/*
    │               ├── package.json
    │               ├── index.js
    │               └── ...
    │
    └── vue  --->  .pnpm/vue@3.5.22/node_modules/vue
                      （符号链接 symlink）

# 项目 B
projectB/
└── node_modules/
    ├── .pnpm/                  # 这里同样是硬链接
    │   └── vue@3.5.22/
    │       └── node_modules/
    │           └── vue/     # 硬链接 → ~/.pnpm-store/v3/vue@3.5.22/*
    │
    └── vue  --->  .pnpm/vue@3.5.22/node_modules/vue

1. pnpm 的依赖存储机制

pnpm 在本地会维护一个全局的包存储目录（store），默认路径大概是：

~/.pnpm-store/v3

• store 里保存了所有版本的包内容 （比如 vue、vite），是按内容寻址的（基于内容哈希），避免重复下载和存储。
• 当不同项目依赖同一个版本的包时，pnpm 不会再复制，而是通过 硬链接 来复用。

---

2. 硬链接 (hard link)

硬链接是 文件系统级别 的"多入口"。同一个物理文件可以有多个路径引用：

• 当你在项目里运行 pnpm install，pnpm 会把包的实际文件 硬链接 到项目的 node_modules/.pnpm 目录。
• 这样每个项目都像有一份完整的包副本，但实际上磁盘上只有一份数据（inode 相同，引用计数增加）。
• 优点：不同项目、不同 node_modules 共享相同的包内容，不会浪费磁盘空间。

例子（假设 lodash 已经存在于 store）：

projectA/node_modules/.pnpm/vue@3.5.22/node_modules/vue/   # 硬链接
projectB/node_modules/.pnpm/vue@3.5.22/node_modules/vue/   # 硬链接

这两个路径下的文件，实际上都指向 ~/.pnpm-store/v3/.../vue@3.5.22 里的真实内容。

---

3. 符号链接 (symlink)

硬链接解决了内容复用问题，但 Node.js 的 require()/import 是依赖于 目录结构解析 的，必须能在 node_modules 里按照规范找到依赖。

所以 pnpm 还需要用 符号链接 来构建可解析的依赖树。

比如一个包 foo 依赖 bar：

project/node_modules/foo       # symlink → node_modules/.pnpm/foo@1.0.0/node_modules/foo
project/node_modules/bar       # symlink → node_modules/.pnpm/bar@2.0.0/node_modules/bar

最终形成的目录结构：

• node_modules/.pnpm/... 目录下：存放硬链接的真实文件。
• node_modules/ 根目录：存放符号链接，指向 .pnpm 里的硬链接目录。

这样：

1. 硬链接保证了磁盘利用率和速度。
2. 符号链接保证了 require('foo') 能正常解析。

---

4. 优势总结

• 节省磁盘空间：相同版本的依赖只存储一次。
• 快速安装：安装时只是做链接，不需要复制大文件。
• 隔离性 ：不同项目依然有自己的 node_modules 目录，不会像 npm link 那样污染全局。

3.linux中的 硬链接 和 软链接

核心概念

索引节点（inode）

在理解链接之前，需要先了解 ​inode​：

• 每个文件都有一个唯一的 inode 编号
• inode 存储文件的元数据（权限、所有者、大小、时间戳等）
• inode 指向文件数据在磁盘上的实际存储位置

# 查看文件的 inode 号
ls -i filename.txt
# 输出: 123456 filename.txt

硬链接（Hard Link）

​硬链接是多个文件名指向同一个 inode 的机制。所有硬链接都是平等的，没有原始和副本之分。

创建硬链接

# 创建硬链接
ln original.txt hardlink.txt

# 查看链接情况
ls -li
# 输出示例：
# 123456 -rw-r--r-- 2 user group 1024 Jan 1 12:00 original.txt
# 123456 -rw-r--r-- 2 user group 1024 Jan 1 12:00 hardlink.txt
# ↑ 相同的inode ↑链接计数

硬链接的特点

1. ​相同的 inode 编号​

# 查看 inode
ls -i original.txt hardlink.txt
# 输出: 123456 original.txt  123456 hardlink.txt

2. ​共享链接计数​

# 查看链接计数
ls -l
# 输出: -rw-r--r-- 2 user group 1024 Jan 1 12:00 original.txt
#       -rw-r--r-- 2 user group 1024 Jan 1 12:00 hardlink.txt
# 这里的 "2" 表示有2个硬链接指向这个inode

3. ​删除行为​

# 删除一个硬链接不会影响其他链接
rm original.txt
ls -l hardlink.txt
# hardlink.txt 仍然存在且内容完整

# 只有当链接计数为0时，文件数据才会被真正删除

4. ​限制​

# 不能创建目录的硬链接
ln dir1 dir2_hardlink  # 错误: 不允许的操作

# 不能跨文件系统创建硬链接
ln /mnt/disk1/file.txt /mnt/disk2/hardlink.txt  # 错误: 无效的跨设备链接

软链接（Soft Link / Symbolic Link）

什么是软链接

​软链接是一个特殊的文件，包含指向另一个文件或目录的路径。类似于 Windows 的快捷方式。

创建软链接

# 创建软链接
ln -s original.txt softlink.txt

# 查看链接情况
ls -li
# 输出示例：
# 123456 -rw-r--r-- 1 user group 1024 Jan 1 12:00 original.txt
# 789012 lrwxrwxrwx 1 user group   12 Jan 1 12:01 softlink.txt -> original.txt
# ↑ 不同的inode   ↑链接类型为'l'

软链接的特点

1. ​不同的 inode 编号​

# 查看 inode
ls -i original.txt softlink.txt
# 输出: 123456 original.txt  789012 softlink.txt

2. ​文件类型和权限​

ls -l softlink.txt
# 输出: lrwxrwxrwx 1 user group 12 Jan 1 12:01 softlink.txt -> original.txt
# ↑ 'l' 表示链接文件，权限通常是 777（但实际权限由目标文件决定）

3. ​删除行为​

# 删除原始文件后，软链接成为"悬空链接"
rm original.txt
ls -l softlink.txt
# 输出: lrwxrwxrwx 1 user group 12 Jan 1 12:01 softlink.txt -> original.txt
# 但访问它会报错: No such file or directory

# 删除软链接不影响原始文件
rm softlink.txt
ls -l original.txt  # 原始文件仍然存在

4. ​灵活性​

# 可以链接到目录
ln -s /path/to/dir symlink_to_dir

# 可以跨文件系统链接
ln -s /mnt/disk1/file.txt /mnt/disk2/symlink.txt  # 允许

# 可以创建相对路径链接
ln -s ../other-dir/file.txt relative_link.txt