厂潺 发表于 2025-6-3 10:45:53

我要成为node_modules大师!(一):包管理器选择,依赖关系分析

好家伙

1.npm曾经的一些问题

1. 依赖地狱(Dependency Hell)


[*]嵌套依赖结构:早期版本的 npm 采用嵌套的 node_modules 结构,依赖层级极深,容易导致路径过长问题(尤其在 Windows 上),甚至触发文件系统限制。
[*]版本冲突:依赖的版本管理不够严格,容易出现“同一个包多个版本”共存的情况,导致项目体积膨胀或难以调试。
2. 性能问题


[*]安装速度慢:npm 的安装算法(尤其是 v3 之前)效率较低,依赖解析和下载时间较长。
[*]全局锁问题:npm 的锁文件(package-lock.json)设计曾被诟病与其他工具(如 Yarn)不兼容,且早期版本存在锁文件冲突问题。
3. 安全性历史问题


[*]依赖链风险:npm 允许依赖包自动安装任意子依赖,曾引发多起安全事件(例如 event-stream 恶意包注入事件)。
[*]权限问题:过去 npm 的包发布机制容易被滥用,出现过“包名抢注”(squatting)或低质量包泛滥的情况。
4. 设计哲学争议


[*]集中式 registry:npm 的官方 registry 是单点故障,一旦宕机(如 2020 年的服务中断),全球开发者受影响。
[*]语义化版本(SemVer)的滥用:许多包过度依赖 ^ 或 ~ 版本范围,导致不同环境安装的依赖版本不一致,可能引发意外问题。
5. 竞争对手的对比


[*]Yarn 的冲击:Yarn 在 2016 年推出后,凭借离线缓存、并行安装、更稳定的锁文件等特性,直接暴露了 npm 的短板。
[*]pnpm 的改进:pnpm 通过硬链接和符号链接优化存储空间和安装速度,进一步凸显了 npm 的冗余问题。
 

尽管如此

对于大多数普通项目,npm 已足够稳定,尤其是新版(v7+)吸收了 Yarn 和 pnpm 的优点。

2.包管理工具

npm官方默认,兼容性无敌Yarn稳定可靠,锁文件严谨pnpm省空间、快、无依赖冲突Bun宇宙最快,All-in-One



 
 
 
3.具体的依赖关系实例分析

现在 有两个项目,
项目1,依赖需求: a,b,c a依赖于b,c , c无依赖依赖
项目2.依赖需求: a,b,c,d a依赖于b,c , c依赖于d ,d依赖于b
这是两个典型项目,
第一个,代表直接依赖
第二个,代表嵌套依赖
现在我分别使用npm,yarn,pnpm,bun,

我们分别分析器其node_modules文件夹结构,以及package文件,和lock文件
 
3.1.第一个项目非常简单

安装结果对比

包管理器node_modules 结构锁文件格式npm扁平化(hoisting):
- a, b, c(顶层)
- a/node_modules 无嵌套(依赖已提升)package-lock.json(嵌套结构,标记依赖来源)Yarn类似 npm 的扁平化:
- a, b, c(顶层)
- 无重复依赖yarn.lock(扁平列表,记录所有依赖的精确版本)pnpm隔离结构:
- 顶层只有 a, b, c(符号链接)
- 真实依赖存储在 ~/.pnpm-store,通过硬链接引用pnpm-lock.yaml(内容寻址,记录依赖的存储路径)Bun类似 pnpm 的硬链接优化:
- 扁平化但共享依赖存储
- 依赖通过硬链接复用bun.lockb(二进制锁文件,记录依赖树和哈希) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2.我们重点关注第二个项目

看看各家工具如何处理嵌套依赖
包管理器node_modules 结构关键区别npm扁平化 + 部分嵌套:
- a, b, c, d(顶层)
- 如果 b 有多个版本,低版本会嵌套在 d/node_modulespackage-lock.json 会标记 d 的 b 是否嵌套Yarn完全扁平化:
- a, b, c, d(顶层)
- 若版本冲突,Yarn 会选择一个版本,可能导致问题yarn.lock 会记录所有依赖的解析版本pnpm严格隔离:
- a, b, c, d(顶层符号链接)
- c 和 d 的 b 不会冲突,各自引用正确版本pnpm-lock.yaml 会记录每个包的独立存储路径Bun类似 pnpm:
- 共享存储 + 硬链接
- 依赖版本冲突时,Bun 会优先兼容bun.lockb 会优化存储,避免重复



 
 
 
 
 
 
 
 
 
来看示例图:
(1)NPM
node_modules
<strong>node_modules/
├── a/               # a@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: b, c
├── b/               # b@1.0.0 (被 a 和 d 依赖)
├── c/               # c@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: d
├── d/               # d@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: b
└── .bin/            # 可执行文件(如果有)</strong>锁文件
package-lock.json
<strong>{
"name": "project2",
"version": "1.0.0",
"lockfileVersion": 2,
"requires": true,
"packages": {
    "node_modules/a": {
      "version": "1.0.0",
      "dependencies": { "b": "^1.0.0", "c": "^1.0.0" }
    },
    "node_modules/b": { "version": "1.0.0" },
    "node_modules/c": {
      "version": "1.0.0",
      "dependencies": { "d": "^1.0.0" }
    },
    "node_modules/d": {
      "version": "1.0.0",
      "dependencies": { "b": "^1.0.0" }
    }
}
}</strong>(2)Yarn
node_modules
<strong>node_modules/
├── a/               # a@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: b, c
├── b/               # b@1.0.0 (提升到顶层)
├── c/               # c@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: d
├── d/               # d@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: b
└── .bin/</strong>锁文件
yarn.lock
<strong># THIS IS AN AUTOGENERATED FILE. DO NOT EDIT THIS FILE DIRECTLY.
a@1.0.0:
version "1.0.0"
dependencies:
    b "^1.0.0"
    c "^1.0.0"

b@1.0.0:
version "1.0.0"

c@1.0.0:
version "1.0.0"
dependencies:
    d "^1.0.0"

d@1.0.0:
version "1.0.0"
dependencies:
    b "^1.0.0"</strong>(3)pnpm
node_modules
<strong>node_modules/
├── a -> .pnpm/a@1.0.0/node_modules/a      # 符号链接
├── b -> .pnpm/b@1.0.0/node_modules/b
├── c -> .pnpm/c@1.0.0/node_modules/c
├── d -> .pnpm/d@1.0.0/node_modules/d
└── .pnpm/
    ├── a@1.0.0/
    │   └── node_modules/
    │       ├── a       # a 的真实文件
    │       ├── b -> ../../b@1.0.0/node_modules/b# 硬链接
    │       └── c -> ../../c@1.0.0/node_modules/c
    ├── c@1.0.0/
    │   └── node_modules/
    │       ├── c       # c 的真实文件
    │       └── d -> ../../d@1.0.0/node_modules/d
    ├── d@1.0.0/
    │   └── node_modules/
    │       ├── d       # d 的真实文件
    │       └── b -> ../../b@1.0.0/node_modules/b# 硬链接
    └── b@1.0.0/
      └── node_modules/
            └── b       # b 的真实文件</strong>锁文件
pnpm-lock.yaml
<strong>lockfileVersion: 5.4
dependencies:
a:
    specifier: 1.0.0
    version: 1.0.0
    dependencies:
      b: 1.0.0
      c: 1.0.0
b:
    specifier: 1.0.0
    version: 1.0.0
c:
    specifier: 1.0.0
    version: 1.0.0
    dependencies:
      d: 1.0.0
d:
    specifier: 1.0.0
    version: 1.0.0
    dependencies:
      b: 1.0.0</strong>(4)bun
<strong>node_modules/
├── a/               # a@1.0.0 (硬链接到全局存储)
├── b/               # b@1.0.0 (硬链接)
├── c/               # c@1.0.0
├── d/               # d@1.0.0
└── .bin/</strong>锁文件
bun.lockb
为二进制

总结,
特性npmYarnpnpmBun依赖结构扁平化(可能嵌套冲突)完全扁平化(可能版本冲突)隔离 + 硬链接(无冲突)扁平化 + 硬链接优化安装速度慢较快最快(复用存储)极快(内置优化)磁盘占用高(每个项目独立存储)较高极低(全局共享存储)低(共享存储)锁文件格式package-lock.json(嵌套)yarn.lock(扁平列表)pnpm-lock.yaml(内容寻址)bun.lockb(二进制高效)幻影依赖严重(依赖提升)存在无(严格隔离)较少(但比 pnpm 宽松)


 
 
 
 
 
 
4.一个问题

对于项目2提出一个新的情况

假设项目本身依赖的b包为1.0.0
d包依赖的b包版本为:2.0.0

node_modules和锁文件会发生什么?
<strong>node_modules/
├── a/               # a@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: b@1.0.0, c@1.0.0
├── b/               # b@1.0.0 (被提升到顶层)
├── c/               # c@1.0.0
│   └── package.json # 依赖: d@1.0.0
├── d/               # d@1.0.0
│   ├── node_modules/
│   │   └── b/       # b@2.0.0 (嵌套)
│   └── package.json # 依赖: b@2.0.0
└── .bin/</strong> 
由于依赖提升,所以b包版本1.0.0(先遇到)于是,被提升到顶层
npm 会尽量将依赖提升到顶层,但同一包的不同版本只能提升一个,其余版本会嵌套。



 

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