JavaScript Pakotņu Pārvaldība: NPM Labākās Prakses un Atkarību Drošība

Nepārtraukti mainīgajā JavaScript izstrādes pasaulē efektīva un droša pakotņu pārvaldība ir vissvarīgākā. NPM (Node Package Manager) ir noklusējuma pakotņu pārvaldnieks Node.js un pasaulē lielākais programmatūras reģistrs. Šī rokasgrāmata sniedz visaptverošu pārskatu par NPM labākajām praksēm un atkarību drošības pasākumiem, kas ir būtiski jebkura līmeņa JavaScript izstrādātājiem, apkalpojot globālu auditoriju.

Izpratne par NPM un Pakotņu Pārvaldību

NPM vienkāršo projekta atkarību instalēšanas, pārvaldīšanas un atjaunināšanas procesu. Tas ļauj izstrādātājiem atkārtoti izmantot citu rakstīto kodu, ietaupot laiku un pūles. Tomēr nepareiza lietošana var izraisīt atkarību konfliktus, drošības ievainojamības un veiktspējas problēmas.

Kas ir NPM?

NPM sastāv no trīs atsevišķām sastāvdaļām:

• Vietne: Meklējams pakotņu, dokumentācijas un lietotāju profilu katalogs.
• Komandrindas saskarne (CLI): Rīks pakotņu instalēšanai, pārvaldīšanai un publicēšanai.
• Reģistrs: Liela publiska JavaScript pakotņu datubāze.

Kāpēc pakotņu pārvaldība ir svarīga?

Efektīva pakotņu pārvaldība piedāvā vairākas priekšrocības:

• Koda atkārtota izmantošana: Izmantojiet esošās bibliotēkas un ietvarus, samazinot izstrādes laiku.
• Atkarību pārvaldība: Apstrādājiet sarežģītas atkarības un to versijas.
• Konsekvence: Nodrošiniet, ka visi komandas locekļi izmanto vienas un tās pašas atkarību versijas.
• Drošība: Labojiet ievainojamības un sekojiet līdzi drošības labojumiem.

NPM Labākās Prakses Efektīvai Izstrādei

Šo labāko prakšu ievērošana var ievērojami uzlabot jūsu izstrādes darbplūsmu un JavaScript projektu kvalitāti.

1. Efektīva `package.json` izmantošana

`package.json` fails ir jūsu projekta sirds, kas satur metadatus par jūsu projektu un tā atkarībām. Pārliecinieties, ka tas ir pareizi konfigurēts.

Piemērs `package.json` struktūrai:

{
  "name": "my-awesome-project",
  "version": "1.0.0",
  "description": "Īss projekta apraksts.",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "start": "node index.js",
    "test": "jest",
    "build": "webpack"
  },
  "keywords": [
    "javascript",
    "npm",
    "package management"
  ],
  "author": "Jūsu Vārds",
  "license": "MIT",
  "dependencies": {
    "express": "^4.17.1",
    "lodash": "~4.17.21"
  },
  "devDependencies": {
    "jest": "^27.0.0",
    "webpack": "^5.0.0"
  }
}

• `name` un `version`: Būtiski jūsu projekta identificēšanai un versiju noteikšanai. Versijai `version` ievērojiet semantisko versiju noteikšanu (SemVer).
• `description`: Skaidrs un kodolīgs apraksts palīdz citiem saprast jūsu projekta mērķi.
• `main`: Norāda jūsu lietojumprogrammas ieejas punktu.
• `scripts`: Definējiet bieži veicamus uzdevumus, piemēram, servera palaišanu, testu izpildi un projekta būvēšanu. Tas nodrošina standartizētu izpildi dažādās vidēs. Sarežģītu skriptu izpildes scenārijiem apsveriet tādu rīku kā `npm-run-all` izmantošanu.
• `keywords`: Palīdz lietotājiem atrast jūsu pakotni NPM.
• `author` un `license`: Sniedziet autorības informāciju un norādiet licenci, ar kuru jūsu projekts tiek izplatīts. Atbilstošas licences (piemēram, MIT, Apache 2.0, GPL) izvēle ir ļoti svarīga atvērtā koda projektiem.
• `dependencies`: Uzskaita pakotnes, kas nepieciešamas, lai jūsu lietojumprogramma darbotos produkcijā.
• `devDependencies`: Uzskaita pakotnes, kas nepieciešamas jūsu lietojumprogrammas izstrādei, testēšanai un būvēšanai (piemēram, linteri, testēšanas ietvari, būvēšanas rīki).

2. Semantiskās Versiju Noteikšanas (SemVer) Izpratne

Semantiskā versiju noteikšana ir plaši pieņemts standarts programmatūras versiju noteikšanai. Tā izmanto trīsdaļīgu versijas numuru: `MAJOR.MINOR.PATCH`.

• MAJOR: Nesaderīgas API izmaiņas.
• MINOR: Pievieno funkcionalitāti atpakaļsaderīgā veidā.
• PATCH: Kļūdu labojumi, kas ir atpakaļsaderīgi.

Norādot atkarību versijas `package.json` failā, izmantojiet versiju diapazonus, lai nodrošinātu elastību, vienlaikus garantējot saderību:

• `^` (Caret): Atļauj atjauninājumus, kas nemaina kreisāko nenulles ciparu (piemēram, `^1.2.3` atļauj atjauninājumus uz `1.3.0` vai `1.9.9`, bet ne `2.0.0`). Šī ir visizplatītākā un parasti ieteicamā pieeja.
• `~` (Tilde): Atļauj atjauninājumus labākajam ciparam (piemēram, `~1.2.3` atļauj atjauninājumus uz `1.2.4` vai `1.2.9`, bet ne `1.3.0`).
• `>` `>=`, `<` `<=` `=` : Ļauj norādīt minimālo vai maksimālo versiju.
• `*`: Atļauj jebkuru versiju. Parasti nav ieteicams produkcijā potenciālu lauzošu izmaiņu dēļ.
• Bez prefiksa: Norāda precīzu versiju (piemēram, `1.2.3`). Var izraisīt atkarību konfliktus un parasti nav ieteicams.

Piemērs: `"express": "^4.17.1"` ļauj NPM instalēt jebkuru Express versiju 4.17.x, piemēram, 4.17.2 vai 4.17.9, bet ne 4.18.0 vai 5.0.0.

3. Efektīva `npm install` izmantošana

Komanda `npm install` tiek izmantota, lai instalētu `package.json` failā definētās atkarības.

• `npm install`: Instalē visas `package.json` failā uzskaitītās atkarības.
• `npm install `: Instalē konkrētu pakotni un pievieno to `dependencies` sadaļai `package.json` failā.
• `npm install --save-dev`: Instalē konkrētu pakotni kā izstrādes atkarību un pievieno to `devDependencies` sadaļai `package.json` failā. Ekvivalents `npm install -D `.
• `npm install -g `: Instalē pakotni globāli, padarot to pieejamu jūsu sistēmas komandrindā. Lietojiet piesardzīgi un tikai rīkiem, kas paredzēti globālai lietošanai (piemēram, `npm install -g eslint`).

4. `npm ci` izmantošana tīrai instalācijai

Komanda `npm ci` (Clean Install) nodrošina ātrāku, uzticamāku un drošāku veidu, kā instalēt atkarības automatizētās vidēs, piemēram, CI/CD konveijeros. Tā ir paredzēta lietošanai, ja jums ir `package-lock.json` vai `npm-shrinkwrap.json` fails.

Galvenās `npm ci` priekšrocības:

• Ātrāk: Izlaiž noteiktas pārbaudes, kuras veic `npm install`.
• Uzticamāk: Instalē precīzas atkarību versijas, kas norādītas `package-lock.json` vai `npm-shrinkwrap.json` failā, nodrošinot konsekvenci.
• Droši: Novērš nejaušus atkarību atjauninājumus, kas varētu ieviest lauzošas izmaiņas vai ievainojamības. Tā pārbauda instalēto pakotņu integritāti, izmantojot kriptogrāfiskos jaucējkodus, kas glabājas bloķēšanas failā.

Kad lietot `npm ci`: Izmantojiet to CI/CD vidēs, produkcijas izvietošanā un jebkurā situācijā, kad nepieciešama reproducējama un uzticama būvēšana. Nelietojiet to savā lokālajā izstrādes vidē, kur bieži varat pievienot vai atjaunināt atkarības. Lokālajai izstrādei izmantojiet `npm install`.

5. `package-lock.json` izpratne un lietošana

Fails `package-lock.json` (vai `npm-shrinkwrap.json` vecākās NPM versijās) reģistrē precīzas visu jūsu projektā instalēto atkarību versijas, ieskaitot tranzitīvās atkarības (jūsu atkarību atkarības). Tas nodrošina, ka visi, kas strādā pie projekta, izmanto vienas un tās pašas atkarību versijas, novēršot nekonsekvences un iespējamās problēmas.

• Iekļaujiet `package-lock.json` savā versiju kontroles sistēmā: Tas ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu konsekventas būvēšanas dažādās vidēs.
• Izvairieties no manuālas `package-lock.json` rediģēšanas: Ļaujiet NPM automātiski pārvaldīt failu, kad instalējat vai atjaunināt atkarības. Manuālas izmaiņas var izraisīt nekonsekvences.
• Izmantojiet `npm ci` automatizētās vidēs: Kā minēts iepriekš, šī komanda izmanto `package-lock.json` failu, lai veiktu tīru un uzticamu instalāciju.

6. Atkarību uzturēšana aktuālā stāvoklī

Regulāra atkarību atjaunināšana ir būtiska drošībai un veiktspējai. Novecojušas atkarības var saturēt zināmas ievainojamības vai veiktspējas problēmas. Tomēr neapdomīga atjaunināšana var ieviest lauzošas izmaiņas. Galvenais ir līdzsvarota pieeja.

• `npm update`: Mēģina atjaunināt pakotnes uz jaunākajām versijām, ko atļauj `package.json` failā norādītie versiju diapazoni. Rūpīgi pārskatiet izmaiņas pēc `npm update` izpildes, jo tas var ieviest lauzošas izmaiņas, ja izmantojat plašus versiju diapazonus (piemēram, `^`).
• `npm outdated`: Uzskaita novecojušās pakotnes un to pašreizējās, vēlāmās un jaunākās versijas. Tas palīdz jums noteikt, kuras pakotnes ir jāatjaunina.
• Izmantojiet atkarību atjaunināšanas rīku: Apsveriet tādu rīku kā Renovate Bot vai Dependabot (integrēts GitHub) izmantošanu, lai automatizētu atkarību atjauninājumus un izveidotu jums "pull request" pieprasījumus. Šie rīki var arī palīdzēt identificēt un novērst drošības ievainojamības.
• Rūpīgi testējiet pēc atjaunināšanas: Palaidiet savu testu komplektu, lai pārliecinātos, ka atjauninājumi nav ieviesuši nekādas regresijas vai lauzošas izmaiņas.

7. `node_modules` sakopšana

Direktorija `node_modules` var kļūt diezgan liela un saturēt neizmantotas vai liekas pakotnes. Regulāra tās sakopšana var uzlabot veiktspēju un samazināt diska vietas izmantošanu.

• `npm prune`: Noņem liekās pakotnes. Liekās pakotnes ir tās, kas nav uzskaitītas kā atkarības `package.json` failā.
• Apsveriet `rimraf` vai `del-cli` izmantošanu: Šos rīkus var izmantot, lai piespiedu kārtā izdzēstu `node_modules` direktoriju. Tas ir noderīgi pilnīgi tīrai instalācijai, taču esiet uzmanīgi, jo tas izdzēsīs visu direktorijā esošo. Piemērs: `npx rimraf node_modules`.

8. Efektīvu NPM skriptu rakstīšana

NPM skripti ļauj automatizēt bieži veicamus izstrādes uzdevumus. Rakstiet skaidrus, kodolīgus un atkārtoti lietojamus skriptus savā `package.json` failā.

Piemērs:

"scripts": {
  "start": "node index.js",
  "dev": "nodemon index.js",
  "test": "jest",
  "build": "webpack --mode production",
  "lint": "eslint .",
  "format": "prettier --write ."
}

• Lietojiet aprakstošus skriptu nosaukumus: Izvēlieties nosaukumus, kas skaidri norāda skripta mērķi (piemēram, `build`, `test`, `lint`).
• Uzturiet skriptus kodolīgus: Ja skripts kļūst pārāk sarežģīts, apsveriet loģikas pārvietošanu uz atsevišķu failu un šī faila izsaukšanu no skripta.
• Izmantojiet vides mainīgos: Izmantojiet vides mainīgos, lai konfigurētu savus skriptus un izvairītos no vērtību cietkodēšanas `package.json` failā. Piemēram, varat iestatīt `NODE_ENV` vides mainīgo uz `production` vai `development` un izmantot to savā būvēšanas skriptā.
• Izmantojiet dzīves cikla skriptus: NPM nodrošina dzīves cikla skriptus, kas tiek automātiski izpildīti noteiktos pakotnes dzīves cikla punktos (piemēram, `preinstall`, `postinstall`, `prepublishOnly`). Izmantojiet šos skriptus, lai veiktu tādus uzdevumus kā vides mainīgo iestatīšana vai testu palaišana pirms publicēšanas.

9. Atbildīga pakotņu publicēšana

Ja publicējat savas pakotnes NPM, ievērojiet šīs vadlīnijas:

• Izvēlieties unikālu un aprakstošu nosaukumu: Izvairieties no nosaukumiem, kas jau ir aizņemti vai ir pārāk vispārīgi.
• Rakstiet skaidru un visaptverošu dokumentāciju: Sniedziet skaidras instrukcijas par to, kā instalēt, lietot un dot savu ieguldījumu jūsu pakotnei.
• Lietojiet semantisko versiju noteikšanu: Ievērojiet SemVer, lai pareizi noteiktu savas pakotnes versiju un paziņotu par izmaiņām lietotājiem.
• Rūpīgi testējiet savu pakotni: Pārliecinieties, ka jūsu pakotne darbojas kā paredzēts un nesatur kļūdas.
• Nodrošiniet savu NPM kontu: Izmantojiet spēcīgu paroli un iespējojiet divu faktoru autentifikāciju.
• Apsveriet jomas (scope) izmantošanu: Ja publicējat pakotnes organizācijai, izmantojiet jomas pakotnes nosaukumu (piemēram, `@my-org/my-package`). Tas palīdz novērst nosaukumu konfliktus un nodrošina labāku organizāciju.

Atkarību Drošība: Jūsu Projektu Aizsardzība

Atkarību drošība ir mūsdienu JavaScript izstrādes kritisks aspekts. Jūsu projekta drošība ir tikpat spēcīga kā tā vājākā atkarība. Atkarību ievainojamības var tikt izmantotas, lai kompromitētu jūsu lietojumprogrammu un tās lietotājus.

1. Atkarību Ievainojamību Izpratne

Atkarību ievainojamības ir drošības trūkumi trešo pušu bibliotēkās un ietvaros, no kuriem ir atkarīgs jūsu projekts. Šīs ievainojamības var būt no nelielām problēmām līdz kritiskiem drošības riskiem, kurus var izmantot uzbrucēji. Šīs ievainojamības var atklāt publiski ziņotos incidentos, iekšēji atklātās problēmās vai ar automatizētiem ievainojamību skenēšanas rīkiem.

2. `npm audit` izmantošana ievainojamību identificēšanai

Komanda `npm audit` skenē jūsu projekta atkarības, meklējot zināmas ievainojamības, un sniedz ieteikumus to novēršanai.

• Regulāri palaidiet `npm audit`: Padariet par ieradumu palaist `npm audit` katru reizi, kad instalējat vai atjaunināt atkarības, kā arī kā daļu no sava CI/CD konveijera.
• Izprotiet smaguma līmeņus: NPM klasificē ievainojamības kā zemas, mērenas, augstas vai kritiskas. Prioritizējiet visnopietnāko ievainojamību novēršanu.
• Sekojiet ieteikumiem: NPM sniedz ieteikumus, kā novērst ievainojamības, piemēram, atjauninot uz jaunāku ietekmētās pakotnes versiju vai piemērojot labojumu. Dažos gadījumos labojums nav pieejams, un jums var nākties apsvērt ievainojamās pakotnes nomaiņu.
• `npm audit fix`: Mēģina automātiski novērst ievainojamības, atjauninot pakotnes uz drošām versijām. Lietojiet piesardzīgi, jo tas var ieviest lauzošas izmaiņas. Vienmēr rūpīgi testējiet savu lietojumprogrammu pēc `npm audit fix` palaišanas.

3. Automatizētu Ievainojamību Skenēšanas Rīku Izmantošana

Papildus `npm audit`, apsveriet specializētu ievainojamību skenēšanas rīku izmantošanu, lai nodrošinātu visaptverošāku un nepārtrauktu jūsu atkarību uzraudzību.

• Snyk: Populārs ievainojamību skenēšanas rīks, kas integrējas ar jūsu CI/CD konveijeru un sniedz detalizētus ziņojumus par ievainojamībām.
• OWASP Dependency-Check: Atvērtā koda rīks, kas identificē zināmas ievainojamības projekta atkarībās.
• WhiteSource Bolt: Bezmaksas ievainojamību skenēšanas rīks GitHub repozitorijiem.

4. Atkarību Sajaukšanas Uzbrukumi (Dependency Confusion Attacks)

Atkarību sajaukšana ir uzbrukuma veids, kurā uzbrucējs publicē pakotni ar tādu pašu nosaukumu kā organizācijas izmantotai privātai pakotnei, bet ar augstāku versijas numuru. Kad organizācijas būvēšanas sistēma mēģina instalēt atkarības, tā var nejauši instalēt uzbrucēja ļaunprātīgo pakotni privātās pakotnes vietā.

Mazināšanas stratēģijas:

• Izmantojiet jomas pakotnes: Kā minēts iepriekš, izmantojiet jomas pakotnes (piemēram, `@my-org/my-package`) savām privātajām pakotnēm. Tas palīdz novērst nosaukumu konfliktus ar publiskām pakotnēm.
• Konfigurējiet savu NPM klientu: Konfigurējiet savu NPM klientu, lai instalētu pakotnes tikai no uzticamiem reģistriem.
• Ieviesiet piekļuves kontroli: Ierobežojiet piekļuvi savām privātajām pakotnēm un repozitorijiem.
• Uzraugiet savas atkarības: Regulāri uzraugiet savas atkarības, meklējot negaidītas izmaiņas vai ievainojamības.

5. Piegādes Ķēdes Drošība

Piegādes ķēdes drošība attiecas uz visas programmatūras piegādes ķēdes drošību, sākot no izstrādātājiem, kas rada kodu, līdz lietotājiem, kas to patērē. Atkarību ievainojamības ir galvenā problēma piegādes ķēdes drošībā.

Labākās prakses piegādes ķēdes drošības uzlabošanai:

• Pārbaudiet pakotņu integritāti: Izmantojiet rīkus, piemēram, `npm install --integrity`, lai pārbaudītu lejupielādēto pakotņu integritāti, izmantojot kriptogrāfiskos jaucējkodus.
• Izmantojiet parakstītas pakotnes: Mudiniet pakotņu uzturētājus parakstīt savas pakotnes, izmantojot kriptogrāfiskos parakstus.
• Uzraugiet savas atkarības: Nepārtraukti uzraugiet savas atkarības, meklējot ievainojamības un aizdomīgas darbības.
• Ieviesiet drošības politiku: Definējiet skaidru drošības politiku savai organizācijai un nodrošiniet, ka visi izstrādātāji to zina.

6. Informētības Uzturēšana par Drošības Labākajām Praksēm

Drošības ainava pastāvīgi mainās, tāpēc ir svarīgi būt informētam par jaunākajām drošības labākajām praksēm un ievainojamībām.

• Sekojiet drošības blogiem un jaunumiem: Abonējiet drošības blogus un jaunumus, lai būtu informēti par jaunākajiem draudiem un ievainojamībām.
• Apmeklējiet drošības konferences un seminārus: Apmeklējiet drošības konferences un seminārus, lai mācītos no ekspertiem un veidotu kontaktus ar citiem drošības profesionāļiem.
• Piedalieties drošības kopienā: Piedalieties tiešsaistes forumos un kopienās, lai dalītos zināšanās un mācītos no citiem.

NPM Optimizācijas Stratēģijas

NPM darbplūsmas optimizēšana var ievērojami uzlabot veiktspēju un samazināt būvēšanas laiku.

1. Lokālās NPM Kešatmiņas Izmantošana

NPM kešo lejupielādētās pakotnes lokāli, tāpēc nākamās instalācijas ir ātrākas. Pārliecinieties, ka jūsu lokālā NPM kešatmiņa ir pareizi konfigurēta.

• `npm cache clean --force`: Notīra NPM kešatmiņu. Izmantojiet šo komandu, ja rodas problēmas ar bojātiem kešatmiņas datiem.
• Pārbaudiet kešatmiņas atrašanās vietu: Izmantojiet `npm config get cache`, lai atrastu savas npm kešatmiņas atrašanās vietu.

2. Pakotņu Pārvaldnieka Spoguļa vai Starpniekservera Izmantošana

Ja strādājat vidē ar ierobežotu interneta savienojumu vai nepieciešams uzlabot lejupielādes ātrumu, apsveriet pakotņu pārvaldnieka spoguļa vai starpniekservera izmantošanu.

• Verdaccio: Viegls privāts NPM starpniekservera reģistrs.
• Nexus Repository Manager: Visaptverošāks repozitoriju pārvaldnieks, kas atbalsta NPM un citus pakotņu formātus.
• JFrog Artifactory: Vēl viens populārs repozitoriju pārvaldnieks, kas nodrošina uzlabotas funkcijas jūsu atkarību pārvaldībai un nodrošināšanai.

3. Atkarību Minimizēšana

Jo mazāk atkarību ir jūsu projektam, jo ātrāk tas tiks būvēts un jo mazāk tas būs neaizsargāts pret drošības draudiem. Rūpīgi izvērtējiet katru atkarību un iekļaujiet tikai tās, kas ir patiešām nepieciešamas.

• Koka kratīšana (Tree shaking): Izmantojiet koka kratīšanu, lai noņemtu neizmantoto kodu no jūsu atkarībām. Tādi rīki kā Webpack un Rollup atbalsta koka kratīšanu.
• Koda sadalīšana (Code splitting): Izmantojiet koda sadalīšanu, lai sadalītu savu lietojumprogrammu mazākos gabalos, kurus var ielādēt pēc pieprasījuma. Tas var uzlabot sākotnējo ielādes laiku.
• Apsveriet natīvās alternatīvas: Pirms pievienojat atkarību, apsveriet, vai varat sasniegt to pašu funkcionalitāti, izmantojot natīvās JavaScript API.

4. `node_modules` Izmēra Optimizēšana

Samazinot `node_modules` direktorijas izmēru, var uzlabot veiktspēju un samazināt izvietošanas laiku.

• `npm dedupe`: Mēģina vienkāršot atkarību koku, pārvietojot kopīgās atkarības augstāk kokā.
• Lietojiet `pnpm` vai `yarn`: Šie pakotņu pārvaldnieki izmanto atšķirīgu pieeju atkarību pārvaldībai, kas var ievērojami samazināt `node_modules` direktorijas izmēru, izmantojot cietās saites vai simboliskās saites, lai koplietotu pakotnes starp vairākiem projektiem.

Noslēgums

JavaScript pakotņu pārvaldības apgūšana ar NPM ir ļoti svarīga, lai veidotu mērogojamas, uzturamas un drošas lietojumprogrammas. Ievērojot šīs labākās prakses un prioritizējot atkarību drošību, izstrādātāji var ievērojami uzlabot savu darbplūsmu, samazināt riskus un piegādāt augstas kvalitātes programmatūru lietotājiem visā pasaulē. Atcerieties sekot līdzi jaunākajiem drošības draudiem un labākajām praksēm, un pielāgojiet savu pieeju, jo JavaScript ekosistēma turpina attīstīties.