一文帶你了解npm的原理

npm 是 JavaScript世界的套件管理工具，並且是 Node.js平台的預設套件管理工具。透過 npm可以安裝、共享、分發程式碼,管理專案依賴關係。這篇文章帶大家了解npm的原理，希望對大家有幫助！

npm的原理

npm據稱成為世界最大的套件管理器?原因真的只是用戶友好?

#一、npm init

是用來初始化一個簡單的package.json檔。 package.json檔案用來定義一個package的描述檔。

1、npm init的執行的預設行為

執行npm init --yes，全部使用預設的值。

2、 自訂npm init行為

npm init指令的原理是：呼叫腳本，輸出一個初始化的package.json檔案。

取得使用者輸入使用prompt()方法。

二、依賴套件安裝

npm的核心功能：依賴管理。執行npm i從package.json中dependencies和devDependencies將依賴套件安裝到目前目錄的node_modules資料夾中。

2.1、package定義

npm i 就可以安裝一個套件。通常package就是我們需要安裝的套件名稱，預設配置下npm會從預設的來源(Registry)中找出該套件名稱的對應的套件位址，並且下載安裝。也可以是一個指向有效套件名稱的http url/git url/資料夾路徑。

package的準確定義，符合下列a)到g)其中一個條件，他就是一個package：

package的準確定義

2.2、安裝本地包/遠端git倉庫包

共享依賴包，並非要將包發佈到npm來源才能使用。

1）、場景1：本地模組引用

開發中避免不了模組之間調用，開發中，我們把頻繁調用的配置模組放在根目錄，然後如果有很多層級目錄，後來引用

const config = require(''../../../../..config)

這樣的路徑引用不利於程式碼重構。這時候我們需要考慮把這個模組分離出來讓其他模組分享。例如config.js可以封裝成一個package放到node_modules目錄下。

不需要手動拷貝或建立軟連接到node_modules目錄，npm 有自己的解決方案：

方案：

1、新增config資料夾，將config. js移入資料夾，名字修改為index.js，建立package.json定義config包

{ 
    "name": "config", 
    "main": "index.js", 
    "version": "0.1.0" 
}

2、在專案的package.json新增依賴項，然後執行npm i。

{ 
  "dependencies": { 
    "config":"file: ./config" 
  } 
}

查看 node_modules 目錄我們會發現多出來一個名為 config，指向上層 config/ 資料夾的軟連結。這是因為 npm 識別 file: 協定的url，得知這個套件需要直接從檔案系統中獲取，會自動建立軟連結到 node_modules 中，完成「安裝」過程。

2）、場景2：私有git共享package

團隊內部會有一些程式碼/公用程式庫需要在團隊內不同專案間共享，但可能由於包含了敏感內容。

我們可以簡單的將被依賴的套件託管到私有的git倉庫中，然後將git url儲存到dependencies中。 npm會直接呼叫系統的git指令從git倉庫拉取套件的內容到node_modules。

npm支援的git url格式：

<protocol>://[<user>[:<password>]@]<hostname>[:<port>][:][/]<path>[#<commit-ish> | #semver:<semver>]

git 路徑後可以使用# 指定特定的git branch/commit/tag, 也可以#semver: 指定特定的semver range.

例如：

git+ssh://git@github.com:npm/npm.git#v1.0.27 
git+ssh://git@github.com:npm/npm#semver:^5.0 
git+https://isaacs@github.com/npm/npm.git 
git://github.com/npm/npm.git#v1.0.27

3）、場景3：開源package問題修復

#此時我們可以手動進入node_modules 目錄下修改對應的套件內容，也許修改了一行程式碼就修復了問題。但是這種做法非常不明智!

方案：

fork原作者的git庫，在自己的repo修復問題，然後將dependencies中的相應依賴改為自己修復後版本的git url就可以解決問題。

三、npm install如何運作

npm i執行完畢，node_modules看到所有的依賴套件。開發人員無關注node_modules資料夾的結構細節，關注業務程式碼中引用依賴套件。

理解node_modules結構幫助我們更好地理解npm如何運作。 npm2到npm5變化和改進。

3.1 npm2

npm2在安裝依賴套件，採用的是簡單的遞迴安裝方法。每一個套件都有自己的依賴套件，每個套件的依賴都安裝在自己的node_modules中，依賴關係層層遞進，構成整個依賴樹，這個依賴樹與檔案系統中的檔案結構樹一一對應。

最方便的依賴樹的方式在根目錄下執行npm ls。

優點：

• 層級結構明顯，便於傻瓜式管理。

缺點：

• 複雜工程，目錄結構可能太深，深層的檔案路徑過長觸發window檔案系統中檔案路徑不能超過260個字元長。

• 部分被多個套件依賴的套件在許多地方重複安裝，造成大量的冗餘。

3.2 npm3

npm3的node_modules目錄改為更扁平狀層級結構。 npm3在安裝的時候遍歷整個依賴樹，計算最合理的資料夾安裝方式，所有被重複依賴的套件都可以去重安裝。

npm來說，同名不同版本的套件是兩個獨立的套件。

npm3的依賴樹結構不再與資料夾層級一一對應。

3.3 npm5

沿用npm3的扁平化依賴套件安裝方式。最大的變更時增加package-lock.json檔案。

package-lock.json作用：鎖定依賴安裝結構，發現node_modules目錄檔案層級結構是與json的結構一一對應。

npm5預設會在執行npm i後產生package-lock.json文件，提交到git/svn程式碼庫。

要升級，不要使用 5.0版本。

注意：在npm 5.0 中，如果已有package-lock 檔案存在，若手動在package.json 檔案新增一依賴，再執行npm install, 新增的依賴並不會被安裝到node_modules中, package-lock.json 也不會做對應的更新。

四、依賴套件版本管理

介紹依賴套件升級管理相關知識。

4.1 語意化版本semver

npm依賴管理的一個重要特性採用語意化版本(semver)規範，作為版本管理方案。

語意化版本號碼必須包含三個數字，格式：major.minor.patch。意思是：主版本號.小版本號.修改版本號。

我們需要在dependencies中使用semver約定的指定所需依賴套件的版本號碼或範圍。

常用的規則如下圖：

semver語意化版本

1、任兩條規則，用空格連結起來，表示「與」邏輯，即為兩個規則的交集。

如 >=2.3.1 =2.3.1 且

• #    可配對 2.3.1, 2.4.5, 2.8.0
•     但不符合1.0.0, 2.3.0, 2.8.1, 3.0.0

2、任兩條規則，用||連接起來，表示「或」邏輯，即為兩條規則的並集。

如 ^2 >=2.3.1 || ^3 >3.2

•     可配對 2.3.1, 2,8.1, 3.3.1
•     但不符 1.0.0, 2.2.0, 3.1.0, 4.0.0

3、更直觀的表示版本號範圍的寫法

• #    或 x 符合所有主版本
•     1 或 1.x 符合 主版本號為 1 的所有版本
•     1.2 或1.2.x 匹配版本號為1.2 開頭的所有版本

4、在MAJOR.MINOR.PATCH 後追加- 後跟點號分隔的標籤，作為預發布版本標籤通常被視為不穩定、不建議生產使用的版本。

•     1.0.0-alpha
•     1.0.0-beta.1
•     1.0.0-rc.3

4.2 依賴版本升級

在安裝完一個依賴套件之後有新的版本發布了，如何使用npm進行版本升級呢?

•     npm i或npm update，但是不同的npm版本，不同的package.json和package-lock.json文件，安裝和升級表現是不同的。

使用npm3的結論：

•     如果本機 node_modules 已安裝，再次執行 install 不會更新套件版本, 執行 update 才會更新; 而如果本機 node_modules 為空時，執行 install/update 都會直接安裝更新套件。
•     npm update 總是會把套件更新到符合 package.json 中指定的 semver 的最新版本號——本例中符合 ^1.8.0 的最新版本為 1.15.0
•     一旦給定package.json, 無論後面執行npm install 還是update, package.json 中的webpack 版本一直頑固地保持一開始的^1.8.0 巋然不動

#使用npm5的結論：

•     無論何時執行 install, npm 都會優先按照 package-lock 中指定的版本來安裝 webpack; 避免了 npm 3 表中情形 b) 的狀況;
•     無論何時完成安裝/更新, package-lock 檔案總是會跟著 node_modules 更新 ——(因此可以視 package-lock 檔案為 node_modules 的 JSON 陳述)
•     已安裝node_modules 後若執行npm update，package.json 中的版本號碼也會隨之更改為^1.15.0

4.3 最佳實踐

#我常用的node是8.11.x，npm是5.6.0。

•     使用npm >= 5.1 版本，保持package-lock.json文件默认开启配置。
•     初始化，npm i 安装依赖包，默认保存^X.Y.Z，项目提交package.json和package-lock.json。
•     不要手动修改package-lock.json

升级依赖包：

•     升级小版本，执行npm update升级到新的小版本。
•     升级大版本，执行npm install @ 升级到新的大版本。
•     手动修改package.json中的版本号，然后npm i。
•     本地验证升级新版本后没有问题，提交新的package.json和package-lock.json文件。

降级依赖包：

•     正确：npm i @验证没有问题后，提交package.json和package-lock.json文件。
•     错误：修改package.json中的版本号，执行npm i不会生效。因为package-lock.json锁定了版本。

删除依赖包：

•     A计划：npm uninstall 。提交package.json和package-lock.json。
•     B计划：在package.json中删除对应的包，然后执行npm i，提交package.json和package-lock.json。

五、npm的sctipts

5.1 基本使用

npm scripts是npm的一个重要的特性。在package.json中scripts字段定义一个脚本。

比如：

{ 
    "scripts": { 
        "echo": "echo HELLO WORLD" 
    } 
}

我们可以通过npm run echo 命令执行这段脚本，就像shell中执行echo HELLO WOLRD，终端是可以看到输出的。

总结如下：

•     npm run 命令执行时，会把./node_modules/.bin目录添加到执行环境的PATH变量中。全局的没有安装的包，在node_modules中安装了，通过npm run 可以调用该命令。
•     执行npm 脚本时要传入参数，需要在命令后加 -- 表明，比如 npm run test -- --grep="pattern" 可以将--grep="pattern"参数传给test命令。
•     npm 还提供了pre和post两种钩子的机制，可以定义某个脚本前后的执行脚本。
•     运行时变量：npm run 的脚本执行环境内，可以通过环境变量的方式获取更多的运行相关的信息。可以通过process.env对象访问获得：
•     npm_lifecycle_event：正在运行的脚本名称
•     npm_package_：获取当前package.json中某一个字段的匹配值：如包名npm_package_name
•     npm_package__：package中的嵌套字段。

5.2 node_modules/.bin目录

保存了依赖目录中所安装的可供调用的命令行包。本质是一个可执行文件到指定文件源的映射。

例如 webpack 就属于一个命令行包。如果我们在安装 webpack 时添加 --global 参数，就可以在终端直接输入 webpack 进行调用。

上一节所说，npm run 命令在执行时会把 ./node_modules/.bin 加入到 PATH 中，使我们可直接调用所有提供了命令行调用接口的依赖包。所以这里就引出了一个最佳实践：

•将项目依赖的命令行工具安装到项目依赖文件夹中，然后通过 npm scripts 调用;而非全局安装

于是 npm 从5.2 开始自带了一个新的工具 npx.

5.3 npx

npx 的使用很简单，就是执行 npx 即可，这里的 默认就是 ./node_modules 目录中安装的可执行脚本名。例如上面本地安装好的 webpack 包，我们可以直接使用 npx webpack 执行即可。

5.4 用法

1、传入参数

"scripts": { 
  "serve": "vue-cli-service serve", 
  "serve1": "vue-cli-service --serve1", 
  "serve2": "vue-cli-service -serve2", 
  "serve3": "vue-cli-service serve --mode=dev --mobile -config build/example.js" 
}

除了第一个可执行的命令，以空格分割的任何字符串都是参数，并且都能通过process.argv属性访问。

比如执行npm run serve3命令，process.argv的具体内容为：

[ '/usr/local/Cellar/node/7.7.1_1/bin/node', 
  '/Users/mac/Vue-projects/hao-cli/node_modules/.bin/vue-cli-service', 
  'serve', 
  '--mode=dev', 
  '--mobile', 
  '-config', 
  'build/example.js' 
]

2、多命令运行 在启动时可能需要同时执行多个任务，多个任务的执行顺序决定了项目的表现。

1）串行执行

串行执行，要求前一个任务执行成功之后才能执行下一个任务。使用 && 服务来连接。

npm run scipt1 && npm run script2

串行执行命令，只要一个命令执行失败，整个脚本会中止的。

2）并行执行

并行执行，就是多个命令同时平行执行，使用 & 符号来连接。

npm run script1 & npm run script2

3、env 环境变量 在执行npm run脚本时，npm会设置一些特殊的env环境变量。其中package.json中的所有字段，都会被设置为以npm_package_ 开头的环境变量。

4、指令钩子 在执行npm scripts命令(无论是自定义还是内置)时，都经历了pre和post两个钩子，在这两个钩子中可以定义某个命令执行前后的命令。比如在执行npm run serve命令时，会依次执行npm run preserve、npm run serve、npm run postserve，所以可以在这两个钩子中自定义一些动作：

"scripts": { 
  "preserve": "xxxxx", 
  "serve": "cross-env NODE_ENV=production webpack", 
  "postserve": "xxxxxx" 
}

5、常用脚本示例

// 删除目录 
"clean": "rimraf dist/*", 

// 本地搭建一个http服务 
"server": "http-server -p 9090 dist/", 

// 打开浏览器 
"open:dev": "opener http://localhost:9090", 

// 实时刷新 
"livereload": "live-reload --port 9091 dist/", 

// 构建 HTML 文件 
"build:html": "jade index.jade > dist/index.html", 

// 只要 CSS 文件有变动，就重新执行构建 
"watch:css": "watch 'npm run build:css' assets/styles/", 

// 只要 HTML 文件有变动，就重新执行构建 
"watch:html": "watch 'npm run build:html' assets/html", 

// 部署到 Amazon S3 
"deploy:prod": "s3-cli sync ./dist/ s3://example-com/prod-site/", 

// 构建 favicon 
"build:favicon": "node scripts/favicon.js",

六.npm配置

6.1 npm config

•     通过npm config ls -l 可查看npm 的所有配置，包括默认配置。
•     通过npm config set ，常见配置：
•     proxy，https-proxy：指定npm使用的代理
•     registry：指定npm下载安装包时的源，默认是https://registry.npmjs.org。可以指定私有的registry源。
•     package-lock.json：指定是否默认生成package-lock.json，建议保持默认true。
•     save ：true/false指定是否在npm i之后保存包为dependencies，npm5开始默认为true。
•     通过npm config delete 删除指定的配置项。

6.2 npmrc文件

可以通过删除npm config命令修改配置，还可以通过npmrc文件直接修改配置。

npmrc文件优先级由高到低，包括：

•     工程内配置文件：项目根目录下的.npmrc文件
•     用户级配置文件：用户配置里
•     全局配置文件
•     npm内置配置文件 我们可以在自己的团队中在根目录下创建一个.npmrc文件来共享需要在团队中共享的npm运行相关配置。

比如：我们在公司内网下需要代理才能访问默认源：https://registry.npmjs.org源;或者访问内网的registry，就可以在工作项目下新增.npmrc文件并提交代码库。

示例配置：

proxy = http://proxy.example.com/ 
https-proxy = http://proxy.example.com/ 
registry = http://registry.example.com/

这种在工程内配置文件的优先级最高，作用域在这个项目下，可以很好的隔离公司项目和学习研究的项目两种不同环境。

将这个功能与 ~/.npm-init.js 配置相结合，可以将特定配置的 .npmrc 跟 .gitignore, README 之类文件一起做到 npm init 脚手架中，进一步减少手动配置。

6.3 node版本约束

一个团队中共享了相同的代码，但是每个人开发机器不一致，使用的node版本也不一致，服务端可能与开发环境不一致。

•     这就带来了不一致的因素----方案：声明式约束+脚本限制。
•     声明：通过package.json的engines属性声明应用运行所需的版本要求。例如我呢项目中使用了async，await特性，得知node查阅兼容表格[1]得知最低支持版本是7.6.0.因此指定engines配置为：

{ 
  "engines": {"node": ">=7.6.0"} 
}

•     强约束(可选)：需要添加强约束，需要自己写脚本钩子，读取并解析engines字段的semver range并与运行环境做比对校验并适当提醒。

总结

•     npm init初始化新项目
•     统一项目配置：需要团队共享npm config配置项，固化到.npmrc文件中
•     统一运行环境：统一package.json，统一package-lock.json文件。
•     合理使用多样化的源安装依赖包
•     使用npm版本：>= 5.2版本
•     使用npm scripts和npx管理相应脚本
•     安全漏洞检查：npm audit fix修复安全漏洞的依赖包(本质：自动更新到兼容的安全版本)

引用链接

[1] node查阅兼容表格: https://node.green/

更多node相关知识，请访问：nodejs 教程！

以上是一文帶你了解npm的原理的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！