npm、yarn、pnpm的区别

npm

npm 1.x / 2.x 时期

npm 1.x版本和2.x版本，在下载包时，采用的是嵌套依赖树的模式。比如项目（project）依赖于package1和package2，同时package1和package2都依赖于package3，那么最终下载的依赖树结构如下：

最终下载的 node_modules 结构如下：

project
- node_modules
--- package1
----- node_modules
------- package3
--- package2
----- node_modules
------- package3

其中，package3会被下载两次。这种嵌套依赖树的管理方式比较简单方便，但也会带来重复包太多的问题。同时，由于嵌套的层次未知，可能会带来访问路径太深的情况。

npm 3.x时期

npm从3.x版本开始，npm采用了扁平化依赖树的方式来管理包之间依赖。基于这种方式，下载包时，npm会将每个树节点的依赖提升根目录的 node_modules 下，出现相同包时，则按以下规则处理：

1. 版本相同，则去重，保留一个。
2. 版本不同，则保留先下载的包在根目录的 node_modules 下，将新版本的包下载在树节点下的 node_mudules 下。以此来区分不同版本包的依赖。

例如下图的依赖树：

假设先解析下载的包为package1，则最终下载的 node_modules 结构如下：

project
- node_modules
--- package1
--- package3
--- package4@1.0.0
--- package2
----- node_modules
------- package4@2.0.0

基于此，npm很大程度上解决了包重复下载和包访问路径过深的问题。但扁平化依赖树算法的出现，也带来了一定的计算开销。同时，npm依赖node-semver的包版本解析存在版本的不确定性，这会带来 npm install 时，不同的机器环境下安装的包版本会不一致。

npm v5时期

主要新增了 package-lock.json。该文件记录了 npm install 时，实际安装的包和依赖包的版本等信息。借助该文件，npm安装时的大概流程如下： 通过git版本控制改文件的一致性，可以达到不同机器环境，安装的包版本一致的效果。

yarn

yarn的出现，主要是针对npm各个时期发展中出现的不足，不断提出改进的方案，同时也促进了npm的不断优化。

特点

1. 并行安装：npm安装包的时候，是以串行的方式进行安装；而yarn在装包的时候，采用的是并行的方式进行，相对之下，效率要提高很多。
2. 离线模式：对于已经安装过的包，yarn会缓存起来，再次安装时，会直接从缓存中获取，借此特性可以不需要通过网络去离线装包。
3. 版本锁定：为了防止拉取到不同的版本，Yarn在安装包的时候会生成 yarn.lock 文件 ，该文件记录了被安装的包的版本号。每次只要新增了一个模块，Yarn 就会更新这个文件。

版本

1. yarn classic：yarn的初始版本，其目录结构与npm类似，保留了 node_modules 目录，同时带来了并行安装、离线下载、版本锁定等功能。

2. yarn berry：yarn的新版本，摒弃了 node_modules 目录，会生成以下几个文件，其中 cache 目录存放了依赖包的压缩文件，减少了包大小，.pnp 文件用于项目定位依赖的包在 cache 中的哪个压缩文件中。unplugged 目录用于存放解压后的包，可以通过 yarn unplug xx 进行解压对应的包。同时，新版本的yarn也支持自定义插件和 .yml 的配置文件。

   .yarn/cache
   .yarn/unplugged
   .pnp
   

pnpm

pnpm动机

pnpm的出现是为了节省磁盘空间和提升项目的安装速度。npm和yarn的包管理形式是，每个项目都有自己的包目录，多个项目间会存在很多相同的包，大大浪费了磁盘的空间。pnpm实现该目的的方式主要是以下几点：

1. 将包放到磁盘可寻址的空间中，每当包有新版本更新时，则另外储存版本的不同文件，相同文件不重复
2. 当项目依赖相应的包时，pnpm通过硬链接的方式来链接到相应的依赖包，借此，不同的项目就可以共享相同的包，而不必每个项目都拷贝一份。
3. 由于不必下载包到项目下，只是通过生成链接文件的方式来依赖包，随着磁盘中已有的共享包越来越多，pnpm构建项目的速度也会越来越快。

项目结构

pnpm构建后，依赖的包结构如下：

1. package.json中直接依赖的包生成到node_modules 下，并软链接（符号链接）到 .pnpm 中对应的依赖包。
2. 生成 .pnpm 目录，目录下存放每个依赖包的硬链接和符号链接的关系。硬链接主要是依赖包跟磁盘的联系，符号链接用来指定依赖包直接的联系。

总结

npm、yarn、pnpm在各自的版本迭代中，不断完善缺陷，加入新的特性。随着版本的迭代优化，每个包管理器之间会有相互借鉴和改进的情况，下表是依据个人目前的了解对各个特性的对比总结。