Paketmanager verstehen: pnpm vs. npm vs. Yarn

Paketmanager verstehen: pnpm vs. npm vs. Yarn

Sie sollten wahrscheinlich inzwischen wissen, dass Paketmanager wichtige Werkzeuge im JavaScript-Ökosystem sind und den Prozess der Installation, Aktualisierung, Konfiguration und Entfernung von Projektabhängigkeiten automatisieren. Ich werde versuchen, einen detaillierten Vergleich dreier beliebter Paketmanager bereitzustellen: pnpm, npm und yarn, und dabei deren Funktionsweise, Hauptfunktionen und praktische Auswirkungen für Entwickler erläutern.

Zunächst sollten Sie wissen, dass dieser Paketmanager über die gleichen Funktionen verfügt, diese jedoch auf unterschiedliche Weise angehen. Und wir werden sie uns ansehen.

npm (Node Package Manager)

Lassen Sie uns zunächst über NPM (Node Package Manager) sprechen. Dieser Paketmanager ist der Standardpaketmanager für Node.js, eine Laufzeitumgebung, die die Ausführung von JavaScript-Code auf der Serverseite außerhalb eines Browsers ermöglicht. Sie alle kennen npm wahrscheinlich, weil fast alle Anfänger und Lernenden npm kennengelernt haben, als Sie angefangen haben. Darüber hinaus ermöglicht NPM die Automatisierung von Aufgaben wie dem Ausführen von Tests, dem Erstellen von Projekten oder dem Bereitstellen von Code durch benutzerdefinierte Skripts, die in der Datei „package.json“ definiert sind. Es ist ein wesentliches Tool im JavaScript-Ökosystem, insbesondere für die Node.js-Entwicklung, das die Verwaltung und Freigabe von wiederverwendbarem Code erleichtert.

So funktioniert npm:

1. Abhängigkeitsauflösung:

- npm reads the `package.json` file to determine project dependencies.

- It constructs a dependency graph, resolving version conflicts using a deterministic algorithm.

1. Installation:

- npm installs packages in a nested structure within the `node_modules` folder.

- Example structure:

    ```
    Copy
    ```

    `node_modules/ ├── package-a/ │ └── node_modules/ │ └── package-b/ └── package-c/`

1. Flache Struktur:

- npm v3+ attempts to flatten the dependency tree to reduce duplication.

- This can lead to "dependency hell" where different versions of the same package are required.

1. Paketsperre:

- Uses `package-lock.json` to ensure consistent installs across environments.

- Contains the exact version of each package in the dependency tree.

1. Skripte:

- Allows defining custom scripts in `package.json`.

- Example:

    ```
    json
    ```

    Copy

    `"scripts": { "start": "node server.js", "test": "jest" }`

Vorteile:

• Größtes Paket-Ökosystem mit über 1,5 Millionen Paketen

• In Node.js integriert

• Umfassende Dokumentation und Community-Unterstützung

Nachteile:

• Langsamere Installation im Vergleich zu Garn und PNPM

• Kann zu großen „node_modules“-Ordnern führen (manchmal scherzhaft als „node_modules black hole“ bezeichnet)

• Potenzial für Abhängigkeitskonflikte

Garn

Yarn ist ein Paketmanager für JavaScript, der von Facebook in Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen als Alternative zu NPM entwickelt wurde. Ziel ist es, die Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit des Abhängigkeitsmanagements in JavaScript-Projekten zu verbessern. Yarn steigert die Leistung, indem es einen Cache verwendet, um heruntergeladene Pakete lokal zu speichern, was nachfolgende Installationen beschleunigt. Darüber hinaus wird die Konsistenz über Umgebungen hinweg sichergestellt, indem eine yarn.lock-Datei generiert wird, die die genauen Versionen der in einem Projekt verwendeten Abhängigkeiten sperrt und so Diskrepanzen zwischen verschiedenen Setups verhindert. Darüber hinaus bietet Yarn eine bessere Offline-Unterstützung, vorhersehbarere und deterministischere Installationen sowie verbesserte Sicherheit durch die Überprüfung der Integrität heruntergeladener Pakete. Diese Funktionen machen Yarn zu einer beliebten Wahl für die Verwaltung von Projektabhängigkeiten, insbesondere in größeren oder komplexeren JavaScript-Projekten.

So funktioniert Garn:

1. Abhängigkeitsauflösung:

- Like npm, yarn uses `package.json` for dependency information.

- Implements a more sophisticated resolution algorithm to handle complex dependency graphs.

1. Parallele Installation:

- Installs packages in parallel, significantly improving speed.

- Uses a global cache to store downloaded packages, reducing network usage.

1. Offline-Modus:

- Caches packages for offline use.

- Can install dependencies without an internet connection if they're in the cache.

1. Deterministische Installationen:

- Uses `yarn.lock` for consistent installations across different machines.

- Ensures that the same dependencies are installed regardless of install order.

1. Arbeitsbereiche:

- Supports monorepo structures with workspaces.

- Example `package.json` for a workspace:

    ```
    json
    ```

    Copy

    `{ "private": true, "workspaces": ["packages/*"] }`

Vorteile:

• Schneller als npm, insbesondere für große Projekte

• Zuverlässige und konsistente Installationen

• Erweiterte Sicherheitsfunktionen (Prüfsummenüberprüfung)

Nachteile:

• Erstellt weiterhin große node_modules-Ordner

• Einige Funktionen erfordern die Verwendung garnspezifischer Befehle

pnpm

pnpm ist ein schneller, platzsparender Paketmanager für JavaScript, der eine Alternative zu NPM und Yarn darstellt. Es wurde entwickelt, um die Leistung zu verbessern und Speicherplatz zu sparen, indem ein einziger Paketspeicher auf Ihrem Computer erstellt wird, anstatt Abhängigkeiten über mehrere Projekte hinweg zu duplizieren. Wenn Sie Pakete mit pnpm installieren, werden feste Links zum freigegebenen Speicher erstellt, was den Installationsprozess beschleunigt und den insgesamt verwendeten Speicherplatz reduziert.

pnpm also ensures that dependencies are strictly isolated, which can prevent potential conflicts and issues in your projects. This strictness helps maintain consistency and reliability, particularly in complex projects with many dependencies. Additionally, pnpm supports features like workspaces, allowing you to manage multiple related projects within a single repository. Its efficiency and focus on performance make pnpm an attractive choice for developers looking to optimize their development workflow.

How pnpm works:

1. Content-Addressable Storage:

- Stores all packages in a global store, typically located in `~/.pnpm-store`.

- Each project links to this store instead of having its own copy of packages.

1. Symlinks:

- Uses symlinks to create a nested `node_modules` structure.

- Example structure:

    ```
    Copy
    ```

    `node_modules/ ├── .pnpm/ │ ├── package-a@1.0.0/ │ └── package-b@2.0.0/ ├── package-a -> .pnpm/package-a@1.0.0/node_modules/package-a └── package-b -> .pnpm/package-b@2.0.0/node_modules/package-b`

1. Efficient Storage:

- Only one copy of a module version is saved on disk, regardless of how many projects use it.

- This can save gigabytes of disk space for large projects or multiple projects on the same machine.

1. Strict Mode:

- Prevents packages from accessing arbitrary packages in the `node_modules` folder.

- Ensures that only declared dependencies are accessible, improving security and preventing "phantom dependencies".

1. Monorepo Support:

- Native support for monorepos without additional tools.

- Example `pnpm-workspace.yaml`:

    ```
    yaml
    ```

    Copy

    `packages: - 'packages/*'`

Pros:

• Dramatically saves disk space

• Fast installation and updates

• Ensures package isolation and prevents phantom dependencies

• Built-in monorepo support

Cons:

• Less widely adopted compared to npm and yarn

• May have compatibility issues with some tools expecting a traditional node_modules structure

• Learning curve for developers used to npm or yarn

Comparison Summary

1. Installation Speed:

- pnpm > yarn > npm

- pnpm and yarn are significantly faster than npm, especially for larger projects.

1. Disk Space Usage:

- pnpm > yarn ≈ npm

- pnpm can save up to 80% disk space compared to npm for projects with many dependencies.

1. Ecosystem & Adoption:

- npm > yarn > pnpm

- npm has the largest ecosystem, but yarn and pnpm are gaining popularity.

1. Dependency Resolution:

- All three use similar algorithms, but pnpm's approach is unique and more efficient.

1. Lock File:

- All use lock files for consistency (`package-lock.json`, `yarn.lock`, `pnpm-lock.yaml`)

- Lock files ensure reproducible builds across different environments.

1. Monorepo Support:

- pnpm > yarn > npm

- pnpm and yarn have built-in support for monorepos, while npm requires additional tools.

1. Security:

- pnpm > yarn > npm

- pnpm's strict mode and yarn's checksum verification provide additional security layers.

Practical Implications

1. Project Onboarding:

- npm is often the easiest for new developers due to its ubiquity.

- pnpm and yarn may require additional setup but can significantly improve project efficiency.

1. CI/CD Performance:

- pnpm and yarn can dramatically reduce build times in CI/CD pipelines due to their faster installation and caching mechanisms.

1. Disk Space in Docker:

- Using pnpm can significantly reduce Docker image sizes for Node.js applications.

1. Large-Scale Development:

- For large projects or organizations working on multiple projects, pnpm's space-saving feature can be a game-changer.

1. Monorepo Management:

- pnpm and yarn are better suited for managing monorepos without additional tools.<br>

My Take

While a lot of you uses npm and yarn. Me and a lot of developers is moving to pnpm. The main reason is not only that its fast, but it also does not eat a lot of your storage. For me, that is the very main thing why I started using pnpm. If you think different than I am, please comment down bellow. Let me know what you guys think.

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