Navigavimas JavaScript modulių ekosistemoje: nuodugnus paketų valdymo tyrinėjimas

JavaScript ekosistema per pastarąjį dešimtmetį patyrė dramatišką transformaciją. Tai, kas prasidėjo kaip kalba, daugiausia skirta klientų pusės skriptų rašymui žiniatinklio naršyklėse, tapo universaliu galingu įrankiu, valdantis viską nuo sudėtingų front-end programų iki tvirtų serverio pusės infrastruktūrų ir net gimtų mobiliųjų programėlių. Šios evoliucijos centre slypi sudėtinga ir nuolat besiplečianti modulių ekosistema, o šios ekosistemos centre – paketų valdymas.

Kūrėjams visame pasaulyje itin svarbu suprasti, kaip efektyviai valdyti išorines kodų bibliotekas, dalintis savo kodu ir užtikrinti projektų nuoseklumą. Šis įrašas siekia pateikti išsamų JavaScript modulių ekosistemos apžvalgą, ypatingą dėmesį skiriant kritiniam paketų valdymo vaidmeniui, nagrinėjant jo istoriją, pagrindines sąvokas, populiarius įrankius ir geriausias praktikas pasaulinei auditorijai.

JavaScript modulių ištakos

Ankstyvaisiais JavaScript laikais kodų valdymas keliuose failuose buvo primityvus reikalas. Kūrėjai dažnai pasitikėdavo globalia erdve, skriptų žymomis ir rankiniu sujungimu, o tai sukeldavo galimus pavadinimų konfliktus, sunkų palaikymą ir aiškaus priklausomybių valdymo trūkumą. Šis metodas greitai tapo netinkamu, didėjant projektų sudėtingumui.

Sąmoningai reikėjo struktūriškesnio būdo organizuoti ir pakartotinai naudoti kodą. Tai paskatino įvairių modulių modelių kūrimą, tokių kaip:

• Nedelsiant paleidžiama funkcijų išraiška (IIFE): Paprastas būdas sukurti privačias erdves ir išvengti globalios vardų erdvės užteršimo.
• Atskleidžiamojo modulio modelis: Modulio modelio patobulinimas, kuris atskleidžia tik konkrečius modulio narius, grąžindamas objektą su viešais metodais.
• CommonJS: Iš pradžių sukurtas serverio pusės JavaScript (Node.js), CommonJS pristatė sinchroninę modulio apibrėžimo sistemą su require() ir module.exports.
• Asinchroninio modulio apibrėžimas (AMD): Sukurtas naršyklei, AMD suteikė galimybę asinchroniškai krauti modulius, sprendžiant sinchroninio krovimo apribojimus žiniatinklio aplinkoje.

Nors šie modeliai žymėjo reikšmingą pažangą, jiems dažnai reikėjo rankinio valdymo arba specifinių kroviklių implementacijų. Tikrasis proveržis įvyko standartizavus modulius pačioje ECMAScript specifikacijoje.

ECMAScript moduliai (ESM): standartizuotas požiūris

Su ECMAScript 2015 (ES6) atsiradimu JavaScript oficialiai pristatė savo gimtąją modulio sistemą, dažnai vadinamą ECMAScript moduliais (ESM). Šis standartizuotas požiūris atnešė:

• import ir export sintaksė: Aiškus ir deklaratyvus būdas importuoti ir eksportuoti kodą tarp failų.
• Statinė analizė: Galimybė įrankiams analizuoti modulių priklausomybes prieš vykdymą, leidžiant optimizuoti, pvz., medžio drebėjimą.
• Naršyklės ir Node.js palaikymas: ESM dabar plačiai palaikomas visose moderniose naršyklėse ir Node.js versijose, suteikiant vieningą modulio sistemą.

import ir export sintaksė yra šiuolaikinės JavaScript kūrimo kertinis akmuo. Pavyzdžiui:

mathUtils.js:

            export function add(a, b) {
  return a + b;
}

export const PI = 3.14159;

            

              
                Copy
              
            
          

main.js:

            import { add, PI } from './mathUtils.js';

console.log(add(5, 3)); // Output: 8
console.log(PI); // Output: 3.14159

            

              
                Copy
              
            
          

Ši standartizuota modulių sistema sudarė pagrindą tvirtesnei ir valdomesnei JavaScript ekosistemai.

Kritinis paketų valdymo vaidmuo

Brandėjant JavaScript ekosistemai ir sprogstant prieinamų bibliotekų bei karkasų skaičiui, iškilo fundamentalus iššūkis: kaip kūrėjai efektyviai atranda, diegia, valdo ir atnaujina šiuos išorinius kodų paketus? Čia paketų valdymas tampa nepakeičiamas.

Paketų tvarkyklė yra sudėtingas įrankis, kuris:

• Valdo priklausomybes: Jis seka visas išorines bibliotekas, kuriomis jūsų projektas remiasi, užtikrinant, kad būtų įdiegtos teisingos versijos.
• Diegia paketus: Jis atsisiunčia paketus iš centrinio registro ir padaro juos prieinamus jūsų projektui.
• Atnaujina paketus: Jis leidžia atnaujinti paketus į naujesnes versijas, dažnai su galimybe kontroliuoti atnaujinimų apimtį (pvz., mažesnės ar didesnės versijos).
• Skelbia paketus: Jis teikia mechanizmus, kad kūrėjai galėtų dalintis savo kodu su platesne bendruomene.
• Užtikrina pakartotinumą: Jis padeda kurti nuoseklias kūrimo aplinkas skirtingose mašinose ir skirtingiems komandos nariams.

Be paketų tvarkyklių, kūrėjai turėtų rankiniu būdu atsisiųsti, susieti ir valdyti kiekvieną išorinį kodą, o tai yra klaidingas, daug laiko reikalaujantis ir visiškai nepraktiškas šiuolaikiniam programinės įrangos kūrimui.

JavaScript paketų valdymo gigantai

Bėgant metams atsirado ir išsivystė kelios paketų tvarkyklės. Šiandien kelios išsiskiria kaip dominuojančios jėgos JavaScript pasaulyje:

1. npm (Node Package Manager)

npm yra numatytoji Node.js paketų tvarkyklė ir ilgą laiką buvo faktiškai standartu. Tai didžiausia atvirojo kodo bibliotekų ekosistema pasaulyje.

• Istorija: Sukurta Isaaco Z. Schlueterio ir išleista 2010 m., npm buvo sukurta siekiant supaprastinti Node.js priklausomybių valdymo procesą.
• Registras: npm valdo didžiulį viešą registrą, kuriame yra milijonai paketų.
• package.json: Šis JSON failas yra npm projekto širdis. Jame apibrėžiami metaduomenys, scenarijai ir, svarbiausia, projekto priklausomybės.
• package-lock.json: Vėliau pristatytas šis failas užfiksuoja visas priklausomybes, įskaitant pereinamąsias priklausomybes, užtikrinant pakartotinius sukūrimus.
• Pagrindinės komandos:
• npm install <package_name>: Įdiegiama paketą ir prideda jį prie package.json.
• npm install: Įdiegiamos visos package.json nurodytos priklausomybės.
• npm update: Atnaujinamos paketų versijos iki naujausių leidžiamų versijų pagal package.json.
• npm uninstall <package_name>: Pašalinamas paketas.
• npm publish: Paketas paskelbiamas npm registre.

Pavyzdys (package.json):

            {
  "name": "my-web-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "A simple web application",
  "main": "index.js",
  "dependencies": {
    "react": "^18.2.0",
    "axios": "~0.27.0"
  },
  "scripts": {
    "start": "node index.js"
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje "react": "^18.2.0" rodo, kad turėtų būti įdiegtas React 18.2.0 versija arba bet kokia vėlesnė tarpinė/korekciniam atnaujinimui tinkama versija (bet ne nauja pagrindinė versija). "axios": "~0.27.0" reiškia, kad Axios 0.27.0 versija arba bet kokia vėlesnė korekciniam atnaujinimui tinkama versija (bet ne nauja tarpinė ar pagrindinė versija).

2. Yarn

• Pagrindinės funkcijos:
• Našumas: Yarn pristatė paketų diegimą lygiagrečiai ir kaupimą talpykloje, žymiai pagreitinant diegimo procesą.
• Nuoseklumas: Jis naudojo yarn.lock failą (panašų į npm package-lock.json) norint užtikrinti deterministinius diegimus.
• Neprisijungęs režimas: Yarn galėjo diegti paketus iš savo talpyklos net be interneto ryšio.
• Darbovietės: Įmontuotas palaikymas monorepo (saugykloms, turinčioms kelis paketus) valdymui.
• Pagrindinės komandos: Yarn komandos paprastai panašios į npm, dažnai su šiek tiek kitokia sintakse.
• yarn add <package_name>: Įdiegiama paketą ir prideda jį prie package.json ir yarn.lock.
• yarn install: Įdiegiamos visos priklausomybės.
• yarn upgrade: Atnaujinami paketai.
• yarn remove <package_name>: Pašalinamas paketas.
• yarn publish: Paketas paskelbiamas.

3. pnpm (Performant npm)

• Pagrindinės funkcijos:
• Turiniu adresuojama saugykla: pnpm naudoja globalią paketų saugyklą. Vietoj paketų kopijavimo į kiekvieno projekto node_modules, ji sukuria kietąsias nuorodas į paketus globalioje saugykloje. Tai žymiai sumažina disko vietos naudojimą, ypač projektuose su daug bendrų priklausomybių.
• Greitas diegimas: Dėl savo efektyvios saugyklos ir susiejimo mechanizmo, pnpm diegimai dažnai būna žymiai greitesni.
• Griežtumas: pnpm taiko griežtesnę node_modules struktūrą, neleisdama naudoti fantominių priklausomybių (pasiekiamų paketų, kurie nėra aiškiai nurodyti package.json).
• Monorepo palaikymas: Kaip ir Yarn, pnpm puikiai palaiko monorepo.
• Pagrindinės komandos: Komandos panašios į npm ir Yarn.
• pnpm install <package_name>
• pnpm install
• pnpm update
• pnpm remove <package_name>
• pnpm publish

Kūrėjams, dirbantiems su keliais projektais ar dideliais kodų bazėmis, pnpm efektyvumas gali būti žymus privalumas.

Pagrindinės paketų valdymo koncepcijos

Be pačių įrankių, suprasti pagrindinius konceptus yra labai svarbu efektyviam paketų valdymui:

1. Priklausomybės ir pereinamosios priklausomybės

Tiesioginės priklausomybės yra paketai, kuriuos jūs aiškiai pridedate prie savo projekto (pvz., React, Lodash). Pereinamosios priklausomybės (arba netiesioginės priklausomybės) yra paketai, kurių reikia jūsų tiesioginėms priklausomybėms. Paketų tvarkyklės kruopščiai seka ir diegia visą šią priklausomybių medį, kad jūsų projektas veiktų tinkamai.

Apsvarstykite projektą, kuris naudoja biblioteką „A“, kuri savo ruožtu naudoja bibliotekas „B“ ir „C“. „B“ ir „C“ yra pereinamosios jūsų projekto priklausomybės. Šiuolaikinės paketų tvarkyklės, tokios kaip npm, Yarn ir pnpm, sklandžiai tvarko šių grandinių rezoliuciją ir diegimą.

2. Semantinis versijavimas (SemVer)

Semantinis versijavimas yra programinės įrangos versijavimo konvencija. Versijos paprastai pateikiamos kaip MAJOR.MINOR.PATCH (pvz., 1.2.3).

• MAJOR: Didinamas, kai įvyksta nesuderinami API pakeitimai.
• MINOR: Didinamas, kai pridedama funkcionalumo būdu, suderinamu su ankstesnėmis versijomis.
• PATCH: Didinamas, kai taisomi klaidų pataisymai, suderinami su ankstesnėmis versijomis.

Paketų tvarkyklės naudoja SemVer diapazonus (pvz., ^ suderinamiems atnaujinimams ir ~ pataisymų atnaujinimams), nurodytus package.json, kad nustatytų, kurios priklausomybės versijos turėtų būti įdiegtos. SemVer supratimas yra gyvybiškai svarbus valdant atnaujinimus saugiai ir išvengiant netikėtų sutrikimų.

3. Užrakinimo failai

package-lock.json (npm), yarn.lock (Yarn) ir pnpm-lock.yaml (pnpm) yra kritiniai failai, kuriuose įrašomos tikslios kiekvieno projekte įdiegtų paketų versijos. Šie failai:

• Užtikrina determinizmą: Garantuoja, kad visi komandos nariai ir visos diegimo aplinkos gaus tas pačias priklausomybių versijas, išvengiant problemų „tai veikia mano mašinoje“.
• Apsaugo nuo regresijų: Užfiksuoja konkrečias versijas, apsaugodama nuo netikėtų atnaujinimų į versijas, kurios gali sukelti problemų.
• Padeda pakartotinumui: Būtina CI/CD principais ir ilgalaikei projektų priežiūrai.

Geriausia praktika: Visada įtraukite savo užrakto failą į savo versijų valdymo sistemą (pvz., Git).

4. Scenarijai package.json faile

scripts skyrius package.json faile leidžia jums apibrėžti pasirinktines komandinės eilutės užduotis. Tai nepaprastai naudinga automatizuojant įprastus kūrimo procesus.

Dažni pavyzdžiai:

• "start": "node index.js"
• "build": "webpack --mode production"
• "test": "jest"
• "lint": "eslint ."

Tada galite paleisti šiuos scenarijus naudodami komandas, pvz., npm run start, yarn build arba pnpm test.

Pažangios paketų valdymo strategijos ir įrankiai

Didėjant projektams, atsiranda sudėtingesnės strategijos ir įrankiai:

1. Monorepo

Monorepo yra saugykla, kurioje yra kelis skirtingus projektus ar paketus. Priklausomybių ir sukūrimo valdymas tarp šių tarpusavyje susijusių projektų gali būti sudėtingas.

• Įrankiai: Yarn Workspaces, npm Workspaces ir pnpm Workspaces yra įmontuotos funkcijos, palengvinančios monorepo valdymą, keliant priklausomybes, leidžiant bendras priklausomybes ir supaprastinant tarpusavio paketų susiejimą.
• Privalumai: Lengvesnis kodų bendrinimas, atominių patvirtinimų tarp susijusių paketų atlikimas, supaprastintas priklausomybių valdymas ir geresnis bendradarbiavimas.
• Globalūs aspektai: Tarptautinėms komandoms gerai struktūrizuotas monorepo gali palengvinti bendradarbiavimą, užtikrinant vieną tiesos šaltinį bendriems komponentams ir bibliotekoms, nepriklausomai nuo komandos vietos ar laiko juostos.

2. Paketų surinkėjai ir medžio drebėjimas

Paketų surinkėjai, tokie kaip Webpack, Rollup ir Parcel, yra būtini įrankiai front-end kūrimui. Jie paima jūsų modulinį JavaScript kodą ir sujungia jį į vieną ar kelis optimizuotus failus naršyklei.

• Medžio drebėjimas: Tai optimizavimo technika, kai neperėjusi kodas (neveikiantis kodas) pašalinamas iš galutinio paketo. Tai veikia analizuojant statinę jūsų ESM importų ir eksportų struktūrą.
• Poveikis paketų valdymui: Efektyvus medžio drebėjimas sumažina galutinį paketo dydį, todėl vartotojai visame pasaulyje greičiau įkeliamos svetainės. Paketų tvarkyklės padeda įdiegti bibliotekas, kurias vėliau apdoroja paketų surinkėjai.

3. Privati registrai

Įmonėms, kurios kuria nuosavybės paketus arba nori didesnės kontrolės prie savo priklausomybių, privatūs registrai yra neįkainojami.

• Sprendimai: Paslaugos, tokios kaip npm Enterprise, GitHub Packages, GitLab Package Registry ir Verdaccio (atvirojo kodo, savarankiškai prižiūrimas registras), leidžia jums tvarkyti savo privačius npm suderinamus repozitorius.
• Privalumai: Padidintas saugumas, kontroliuojama prieiga prie vidinių bibliotekų ir galimybė valdyti priklausomybes, atitinkančias organizacijos poreikius. Tai ypač svarbu įmonėms, turinčioms griežtus atitikties ar saugumo reikalavimus įvairioms pasaulinėms operacijoms.

4. Versijų valdymo įrankiai

Įrankiai, tokie kaip Lerna ir Nx, yra specialiai sukurti padėti valdyti JavaScript projektus su keliais paketais, ypač monorepo struktūroje. Jie automatizuoja tokias užduotis kaip versijavimas, skelbimas ir scenarijų vykdymas daugelyje paketų.

5. Paketų tvarkyklių alternatyvos ir ateities tendencijos

Kraštovaizdis nuolat keičiasi. Nors npm, Yarn ir pnpm yra dominuojantys, atsiranda ir kitų įrankių bei metodų. Pavyzdžiui, tendencija yra labiau integruotų sukūrimo įrankių ir paketų tvarkyklių, siūlančių vieningą patirtį, kūrimas.

Geriausia praktika globaliam JavaScript kūrimui

Norėdami užtikrinti sklandų ir efektyvų paketų valdymą pasauliniu mastu paskirstytos komandos, apsvarstykite šią geriausią praktiką:

• Nuoseklus paketų tvarkyklės naudojimas: Susitarkite ir laikykitės vienos paketų tvarkyklės (npm, Yarn ar pnpm) visoje komandoje ir visose projekto aplinkose. Tai padeda išvengti painiavos ir galimų konfliktų.
• Užrakinimo failų įtraukimas: Visada įtraukite savo package-lock.json, yarn.lock arba pnpm-lock.yaml failą į savo versijų kontrolę. Tai, galima teigti, yra svarbiausias žingsnis pakartotiniams sukūrimams.
• Efektyvus scenarijų naudojimas: Pasinaudokite package.json esančiu scripts skyriumi, kad apibrėžtumėte įprastas užduotis. Tai suteikia nuoseklią sąsają kūrėjams, nepriklausomai nuo jų operacinės sistemos ar pasirinkto komandinės eilutės interpretatoriaus.
• Versijų diapazonų supratimas: Atsižvelkite į package.json nurodytus versijų diapazonus (pvz., ^, ~). Naudokite griežčiausią diapazoną, kuris vis dar leidžia būtinus atnaujinimus, siekiant sumažinti riziką įvesti netinkamus pakeitimus.
• Reguliarus priklausomybių auditas: Naudokite tokius įrankius kaip npm audit, yarn audit ar snyk, kad patikrintumėte žinomas saugumo spragas savo priklausomybėse.
• Aiški dokumentacija: Palaikykite aiškią dokumentaciją apie tai, kaip nustatyti kūrimo aplinką, įskaitant instrukcijas, kaip įdiegti pasirinktą paketų tvarkyklę ir gauti priklausomybes. Tai itin svarbu naujų komandos narių įtraukimui iš bet kurios vietos.
• Monorepo įrankių išmintingas naudojimas: Jei valdote kelis paketus, skirkite laiko suprasti ir teisingai sukonfigūruoti monorepo įrankius. Tai gali žymiai pagerinti kūrėjo patirtį ir projektų palaikomumą.
• Atsižvelkite į tinklo delsą: Komandoms, pasklidusioms po visą pasaulį, tinklo delsa gali paveikti paketų diegimo laiką. Įrankiai su efektyvia talpyklos ir diegimo strategijomis (pvz., pnpm ar Yarn Berry PnP) gali būti ypač naudingi.
• Privati registrai įmonių poreikiams: Jei jūsų organizacija tvarko jautrų kodą ar reikalauja griežtos priklausomybių kontrolės, apsvarstykite galimybę nustatyti privatų registrą.

Išvada

JavaScript modulių ekosistema, palaikoma tvirtų paketų tvarkyklių, tokių kaip npm, Yarn ir pnpm, yra nuolatinės inovacijų JavaScript bendruomenėje liudijimas. Šie įrankiai yra ne tik papildomos priemonės; jie yra pamatiniai komponentai, leidžiantys kūrėjams visame pasaulyje efektyviai ir patikimai kurti, dalintis ir prižiūrėti sudėtingas programas.

Įvaldydami modulių rezoliucijos, priklausomybių valdymo, semantinio versijavimo koncepcijas ir praktinį paketų tvarkyklių bei susijusių įrankių naudojimą, kūrėjai gali su pasitikėjimu naršyti plačioje JavaScript erdvėje. Globalioms komandoms, priimti paketų valdymo geriausią praktiką reiškia ne tik techninį efektyvumą; tai skatina bendradarbiavimą, užtikrina nuoseklumą ir galiausiai užtikrina aukštos kokybės programinę įrangą, nepriklausomai nuo geografinių ribų.

Kadangi JavaScript pasaulis ir toliau vystosi, išlikti informuotam apie naujus paketų valdymo pokyčius bus svarbu, kad būtų galima išlikti produktyviam ir išnaudoti visą šios dinamiškos ekosistemos potencialą.