npm安装机制

说在前面

我们在开发前端项目的时候经常会用到诸如 npm install来初始化依赖，这个过程中究竟发生了哪些事情，每次都需要从网络端重新下载依赖吗？

安装依赖时，总会有一些莫名其妙的报错，这个时候我们只要删除package-lock.json，然后删除node_modules重新下载依赖，这样就能顺利安装依赖了，到底是为什么呢？

让我们带着疑问一起往下走。

经常使用npm的小伙伴应该知道，项目中用到的依赖，大部分都不是全局安装的，两个不同的项目，即使依赖的包完全一致，初始化都需要重新执行一遍 npm install，下面我们来介绍下他的安装机制。

package-lock.json

细心地小伙伴会发现，项目中install之后会出现一个package-lock.json文件，以下是文件内容的截取。

"vue": {
    "version": "2.5.21",
    "resolved": "https://registry.npmjs.org/vue/-/vue-2.5.21.tgz",
    "integrity": "sha512-Aejvyyfhn0zjVeLvXd70h4hrE4zZDx1wfZqia6ekkobLmUZ+vNFQer53B4fu0EjWBSiqApxPejzkO1Znt3joxQ=="
},

获取模块信息(
version：包唯一的版本号;
resolved：安装源;
integrity：表明包完整性的hash值（验证包是否已失效）;
dev：如果为true，则此依赖关系仅是顶级模块的开发依赖关系或者是一个的传递依赖关系;
requires：依赖包所需要的所有依赖项，对应依赖包package.json里dependencies中的依赖项
dependencies：依赖包node_modules中依赖的包，与顶层的dependencies一样的结构)

这段代码与package.json中vue-baidu-map: ^0.21.20,相呼应。值得注意的是，他在lock文件中确定了当前vue的版本。这个文件需要被上传到git上吗？需要！这是锁定安装时的版本号，以保证其他人在安装依赖时大家的依赖能保持一致。

如果package-lock依赖版本出现问题，我们需要升级，要怎么做呢？需要通过npm install [email protected]这样来更新依赖，package-lock.json也能随之更新。

缓存

考虑到npm不忍心让我们每次都重新下载依赖，他对一个依赖包的同一版本会进行本地化缓存。执行命令

npm config get cache

可以查看缓存目录的位置：

继续下砖可以看到以下文件目录：

当我们执行 npm cache clean --force时，实际上是清理 _chcache文件夹。顾名思义，文件夹 content-v2中存放的是一些二进制文件，解压后就是我们的npm包资源。index-v5则是二进制文件的索引，方便查找。

每次执行install操作时，根据package-lock.json中存储的几个属性生成一个唯一的key，这个key可以找到index-v5目录下的缓存记录，如果发现，就会到content-v2中找到资源并把对应的二进制文件解压到对应项目的node_modules下面，省去了网络下载资源的开销。

总结

当执行npm install时，会先检查本地是否有lock文件:

1、如果没有会从package.json中获取包的一些信息然后检查缓存，没有缓存则下载包资源，然后添加到缓存。有缓存则直接解压，最终生成package-lock.json。

2、有package-lock.json时会判断与package.json版本是否一致，如果不一致，不同的npm版本会有不同的处理方式，所以当前npm版本需要特殊注意，一般我们现在安装的都是大于v5.4.2版本的，他的特性是在安装时，如果package-lock.json安装版本兼容package.json则按照package-lock.json安装，如果不兼容，按照package.json安装并更新package-lock.json。

一、从 npm install 说起

npm install 命令用来安装模块到node_modules目录。

$ npm install
安装之前，npm install会先检查，node_modules目录之中是否已经存在指定模块。如果存在，就不再重新安装了，即使远程仓库已经有了一个新版本，也是如此。
如果你希望，一个模块不管是否安装过，npm 都要强制重新安装，可以使用npm install -f或npm install --force参数。

$ npm install --force

二、npm update

如果想更新已安装模块，就要用到npm update命令。

$ npm update
它会先到远程仓库查询最新版本，然后查询本地版本。如果本地版本不存在，或者远程版本较新，就会安装。

三、registry

npm update 命令怎么知道每个模块的最新版本呢？
答案是 npm 模块仓库提供了一个查询服务，叫做 registry 。以 npmjs.org 为例，它的查询服务网址是 https://registry.npmjs.org/ 。
这个网址后面跟上模块名，就会得到一个 JSON 对象，里面是该模块所有版本的信息。比如，访问 https://registry.npmjs.org/react，就会看到 react 模块所有版本的信息。
它跟下面命令的效果是一样的。

$ npm view react

npm view 的别名

npm show react
$ npm v react
registry 网址的模块名后面，还可以跟上版本号或者标签，用来查询某个具体版本的信息。比如，访问 https://registry.npmjs.org/react/v0.14.6 ，就可以看到 React 的 0.14.6 版。
返回的 JSON 对象里面，有一个dist.tarball属性，是该版本压缩包的网址。

dist: {
shasum: ‘2a57c2cf8747b483759ad8de0fa47fb0c5cf5c6a’,
tarball: ‘http://registry.npmjs.org/react/-/react-0.14.6.tgz’
},
到这个网址下载压缩包，在本地解压，就得到了模块的源码。npm install 和npm update命令，都是通过这种方式安装模块的。

四、缓存目录

npm install或npm update命令，从 registry 下载压缩包之后，都存放在本地的缓存目录。
这个缓存目录，在 Linux 或 Mac 默认是用户主目录下的.npm目录，在 Windows 默认是%AppData%/npm-cache。通过配置命令，可以查看这个目录的具体位置。

HOME/.npm
你最好浏览一下这个目录。

$ ls ~/.npm

或者

$ npm cache ls
你会看到里面存放着大量的模块，储存结构是{cache}/{name}/{version}。

$ npm cache ls react
~/.npm/react/react/0.14.6/
~/.npm/react/react/0.14.6/package.tgz
~/.npm/react/react/0.14.6/package/
~/.npm/react/react/0.14.6/package/package.json
每个模块的每个版本，都有一个自己的子目录，里面是代码的压缩包package.tgz文件，以及一个描述文件package/package.json。
除此之外，还会生成一个{cache}/{hostname}/{path}/.cache.json文件。比如，从 npm 官方仓库下载 react 模块的时候，就会生成registry.npmjs.org/react/.cache.json文件。
这个文件保存的是，所有版本的信息，以及该模块最近修改的时间和最新一次请求时服务器返回的 ETag 。

{
        “time”:{
                “modified”:”2016-01-06T23:52:45.571Z”,
                // …
        },
        “_etag”:”\”7S37I0775YLURCFIO8N85FO0F\””
}

对于一些不是很关键的操作（比如npm search或npm view），npm会先查看.cache.json里面的模块最近更新时间，跟当前时间的差距，是不是在可接受的范围之内。如果是的，就不再向远程仓库发出请求，而是直接返回.cache.json的数据。
.npm目录保存着大量文件，清空它的命令如下。

$ rm -rf ~/.npm/*

或者

$ npm cache clean

五、模块的安装过程

总结一下，Node模块的安装过程是这样的。
发出npm install命令
npm 向 registry 查询模块压缩包的网址
下载压缩包，存放在~/.npm目录
解压压缩包到当前项目的node_modules目录
注意，一个模块安装以后，本地其实保存了两份。一份是~/.npm目录下的压缩包，另一份是node_modules目录下解压后的代码。
但是，运行npm install的时候，只会检查node_modules目录，而不会检查~/.npm目录。也就是说，如果一个模块在～/.npm下有压缩包，但是没有安装在node_modules目录中，npm 依然会从远程仓库下载一次新的压缩包。
这种行为固然可以保证总是取得最新的代码，但有时并不是我们想要的。最大的问题是，它会极大地影响安装速度。即使某个模块的压缩包就在缓存目录中，也要去远程仓库下载，这怎么可能不慢呢？
另外，有些场合没有网络（比如飞机上），但是你想安装的模块，明明就在缓存目录之中，这时也无法安装。

六、–cache-min 参数

为了解决这些问题，npm 提供了一个–cache-min参数，用于从缓存目录安装模块。
–cache-min 参数指定一个时间（单位为分钟），只有超过这个时间的模块，才会从 registry 下载。

$ npm install –cache-min 9999999
上面命令指定，只有超过999999分钟的模块，才从 registry 下载。实际上就是指定，所有模块都从缓存安装，这样就大大加快了下载速度。
它还有另一种写法。

$ npm install –cache-min Infinity
但是，这并不等于离线模式，这时仍然需要网络连接。因为现在的–cache-min实现有一些问题。
（1）如果指定模块不在缓存目录，那么 npm 会连接 registry，下载最新版本。这没有问题，但是如果指定模块在缓存目录之中，npm 也会连接 registry，发出指定模块的 etag ，服务器返回状态码304，表示不需要重新下载压缩包。
（2）如果某个模块已经在缓存之中，但是版本低于要求，npm会直接报错，而不是去 registry 下载最新版本。
npm 团队知道存在这些问题，正在重写 cache。并且，将来会提供一个–offline参数，使得 npm 可以在离线情况下使用。
不过，这些改进没有日程表。所以，当前使用–cache-min改进安装速度，是有问题的。

七、离线安装的解决方案

社区已经为npm的离线使用，提出了几种解决方案。它们可以大大加快模块安装的速度。
解决方案大致分成三类。
第一类，Registry 代理。
npm-proxy-cache
local-npm（用法）
npm-lazy
上面三个模块的用法很类似，都是在本机起一个 Registry 服务，所有npm install命令都要通过这个服务代理。

npm-proxy-cache

$ npm –proxy http://localhost:8080 \
–https-proxy http://localhost:8080 \
–strict-ssl false \
install

local-npm

$ npm set registry http://127.0.0.1:5080

npm-lazy

$ npm –registry http://localhost:8080/ install socket.io
有了本机的Registry服务，就能完全实现缓存安装，可以实现离线使用。
第二类，npm install替代。
如果能够改变npm install的行为，就能实现缓存安装。npm-cache 工具就是这个思路。凡是使用npm install的地方，都可以使用npm-cache替代。

$ npm-cache install
第三类，node_modules作为缓存目录。
这个方案的思路是，不使用.npm缓存，而是使用项目的node_modules目录作为缓存。
Freight
npmbox
上面两个工具，都能将项目的node_modules目录打成一个压缩包，以后安装的时候，就从这个压缩包之中取出文件。