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【 Node.js】你应该知道的 NPM 知识都在这！

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共 12166字，需浏览 25分钟

 ·

2021-02-18 15:34


为什么写这篇文章

很多 Node.js 开发者，都知道有 package.json 这个文件，也多少都了解一些 npm 知识，但是可能没有系统的学习过，这部分的知识对于开发一个  cli 工具，发布自己的 npm 包都很常用，开发中也会经常用到npm script内容，系统的学习一下确实会有所帮助，上面三个场景如果你都用不到，配置上节约时间，知其所以然也是有必要的！

本文你能学到哪些？

Package.json 知识全览图

文章比较长，希望耐心看完！

写文本的目标：希望再遇到package.json ,npm 相关的问题，不用再去搜索，一篇文章全覆盖，不一定全掌握，知道我这里都有，需要时候能直接来查就好了，也为了方便自己后面查阅。(本文主要讲的部分是 npm script，个人认为很常用，一些文章都没有讲)

好了，开始我们的正文学习吧。

package.json 如何产生的

npm init

npm init 命令用来初始化一个简单的 package.json 文件，执行该命令后终端会依次询问 name, version, description 等字段。

npm init 默认执行行为

我们在执行 npm init 的时候,会有一个初始化 pacakge.json 过程，然后一路回车，其实可以直接使用 npm init --yes 在命令后追加 --yes 参数即可，其作用与一路回车相同，这样生成的文件中就包含 package.json 文件

自定义 npm init 行为

npm init 命令的原理并不复杂，调用 shell 脚本，输出一个初始化的 package.json 文件。所以相应地，自定义 npm init 命令的实现方式也很简单，在电脑 npmStudy 目录创建一个 .npm-init.js 即可，该文件的 module.exports 即为 package.json 配置内容，需要获取用户输入时候，使用 prompt() 方法即可。例如编写这样的 ~/.npm-init.js

const desc = prompt('description?', 'A new package...')
const bar = prompt('bar?', '')
const count = prompt('count?', '42')

module.exports = {
  key: 'value',
  foo: {
    bar: bar,
    count: count
  },
  name: prompt('name?', process.cwd().split('/').pop()),
  version: prompt('version?', '0.1.0'),
  description: desc,
  main: 'index.js',
}

然后在 /npmStudy 目录下执行 npm init 会出现下图中对一系列操作

然后生成 package.json 文件。到这里一个 npm init 简单自定义过程结束,知道了两种生成 pacakge.json 的方式

package.json 中的常规属性

对于常规属性都知道的可以忽略，继续往下看 npm script 主要想讲的部分。

npm 中的依赖包

这里只说我们常用的两个依赖包  dependenices 和 devDependenices,其它的一些依赖包只有作为包的发布者才会用到，需要的小伙伴自行查看文档。

dependenices

通过命令npm install/i packageName -S/--save把包装在此依赖项里。如果没有指定版本，直接写一个包的名字，则安装当前npm仓库中这个包的最新版本。如果要指定版本的，可以把版本号写在包名后面，比如npm i vue@3.0.1 -S。

从npm 5.x开始，可以不用手动添加-S/--save指令，直接执行npm i packageName把依赖包添加到dependencies中去。

 "dependencies": {
      "lodash": "^4.17.13",
      "moment": "^2.24.0",
 }

devDependenices

有一些包有可能你只是在开发环境中用到，例如你用于检测代码规范的 eslint ,用于进行测试的 jest ，用户使用你的包时即使不安装这些依赖也可以正常运行，反而安装他们会耗费更多的时间和资源，所以你可以把这些依赖添加到 devDependencies 中，这些依赖照样会在你本地进行 npm install 时被安装和管理，但是不会被安装到生产环境：

 "devDependencies": {
      "jest": "^24.3.1",
      "eslint": "^6.1.0",
 }

二者简单对比

  • devDependencies 主要是存放用于本地开发的
  • dependencies 会在我们开发的时候带到线上
  • -D 会添加到 devDependencies 里面，-S 会添加到 dependencies
  • --save-dev 也会添加到 devDependencies
  • --save 会添加到 dependencies
  • 从npm 5.x开始，如果什么参数都不带，那么默认添加到 dependencies 中
  # 添加到 devDependencies
  npm install -D xxxx
  # 添加到 dependencies
  npm install -S xxxx

bin

 "bin": {
    "vm2": "./bin/vm2"
  },

bin 字段指定了各个内部命令对应的可执行文件的位置。如果全局安装模块报，npm 会使用符号链接把可执行文件链接到 /usr/local/bin，如果项目中安装，会链接到 ./node_modules/.bin/。

上面的这种当你的包安装到全局时：npm 会在 /usr/local/bin 下创建一个以 vm2 为名字的软链接，指向全局安装下来的 vm2 包下面的 "./bin/index.js"。这时你在命令行执行 vm2 则会调用链接到的这个 js 文件。

main

一个常用的npm包

{
  "main": "lib/index.js",
}

main 属性指定程序的主入口文件，其他项目在引用这个 npm 包时，实际上引入的是 lib/index 中暴露出去的模块。

npm script(本文重点)

npm script 工作中应用到的一个场景，决定看一下原理。

什么是 npm script 脚本?

在生成的 package.json 文件中，有一个 scripts 对象，在这个对象中，npm 允许使用 scripts 字段定义脚本命令。

"scripts": {
    "test": "test.js"
    "build": "tsc",
  },

scripts 对象中每一个属性，对应一段脚本。比如，test 命令对应的脚本是 node test.js。

命令行下使用 npm run 命令，就可以执行这段脚本。

查看当前项目的所有 npm 脚本命令，可以使用不带任何参数的npm run命令。

原理

我们每次在运行 scripts 中的一个属性时候(npm run),**实际系统都会自动新建一个shell(一般是Bash)，在这个shell里面执行指定的脚本命令。因此 凡是能在 shell 中允许的脚本，都可以写在npm scripts中。

特别的点，npm run 新建的 shell，会在当前目录的 node_modules/.bin 子目录加入到 PATH 变量，执行结束后，再将 PATH 变量恢复原样。也就是说，当前项目目录 node——modules/.bin 子目录中所有的脚本，都可以直接用脚本名称调用，不需要增加路径.（简单总结：通过 npm 启动的脚本，会默认把 node_modules/.bin 加到 PATH 环境变量中。）

例子

当前项目的依赖里面有 Mocha，只要直接写 mocha test 就可以了。

"test": "mocha test"

而不用写成下面这样。

"test": "./node_modules/.bin/mocha test"

然后我们就可以直接执行 npm run test 了。npm 脚本的退出码，也遵守 Shell 脚本规则。如果退出码不是0，npm 就认为这个脚本执行失败。

这里有的小伙伴可能会有疑问，node_modules目录下的.bin文件是哪里来的?我之前也有这样的疑问，打开了一个 .bin/tsc,里面的内容是这样的

#!/usr/bin/env node
require('../lib/tsc.js')

npm install 安装的某个模块，如果模块在 package.json 中配置了 bin 属性，在安装时候会自动软链接到 node_modules/.bin 中，举个例子：如 mocha 源码 配置了：

{
    "name":"mocha",
    "bin":{
        "mocha":"./bin/mocha"
    }
}

脚本默认值

正常情况下，npm 脚本是用户自己定义。但是 npm 本身对两个脚本提供了默认值，这两个脚本不用在 script 属性中定义，可以直接使用

"start": "node server.js"
"install": "node-gyp rebuild"
  • npm run start 的默认值是 node server.js ，前提是根目录下有 server.js 这个脚本
  • npm run install 的默认值是 node-gyp rebuild，前提是根目录下有 binding.gyp 文件

扩展小知识，本文不重点说，node-gyp 是什么，binding.gyp 文件是什么？GYP 是一种构建自动化工具。

  • node-gyp：node 下的 gyp。npm 为了方便直接源码分发，用户装的时候需要自己进下编译，我们在开发 node 程序中需要调用一些其他语言编写的工具甚至 dll，这时候需要先编译下其他语言，否则会出现跨平台的问题。node-gyp 是用来编译原生 C++ 模块的，也可以编写自己写的 C++文件，node-gyp 在较新的 Node 版本中都是自带的，而且是最先版本。
  • gyp 文件：当 Node.js 项目中有需要和 C++ 交互的需求时，项目的根目需要创建 binging.gyp 文件，每个.gyp 文件都描述了如何去构建项目，每个.gyp文件都描述了如何去构建项目，gyp文件的语法是 Python数据格式(Json格式)，配置中数据是键-值对的形式。

看一段简单的 .gyp 文件,应该好理解一些。

{
    "targets": [
        {
            "target_name": "nodecat",
            "sources": [
                "src/nodecat.cc",
            ],
            "include_dirs": [
                "include"
            ],
            "libraries": [
                "-lcatclient"
            ]
        }
    ]
}

想了解更多详细的可以看下面的文档。

binging.gyp 参数说明书/文档/指南(国外的一篇文档抄录，棒！)binging.gyp 参数说明书/文档/指南

关于 node-gyp 和 binding.gyp 后面会单独写一篇文章，这里先简单介绍，小伙伴们了解下。

钩子(生命周期)

好多语言或者框架我们学的时候都会考虑到生命周期，其实 package.json 中的 script 也是有生命周期的。npm 脚本有两个钩子，pre 和 post，当我们执行start脚本时候，start 的钩子就是 prestart 和 poststart。

当我们执行 npm run start 的时候，npm 会自动按照下面的顺序执行

npm run prestart && npm run start && npm run poststart

那这个钩子有什么用呢，在实际开发中，我们可以做一些准备或者清理工作，下面是个例子(引用的阮一峰老师文章中的例子)

"clean": "rimraf ./dist && mkdir dist",
"prebuild": "npm run clean",
"build": "cross-env NODE_ENV=production webpack"

钩子好用，但是不可乱用，举个开发过程中遇到的坑，有一次想设置运行时的环境变量，当时想优雅一点，就在 prestart 里面设置了一个环境变量，但是在项目 start 的时候，无法拿到设置的环境变量，因为 script 的属性运行的时候都会新启动一个 shell，所以在 prestart中设置的环境变量只对应了那个shell的运行时。

env 环境变量

我们在执行 npm run 脚本时候, 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。看个简单的例子

{
  "name": "npm-demo",
  "version": "1.0.0",
  "script": {
    "build": "webpack --mode=production"
  },
  "files": ["src"]
}

可以得到 npm_package_name、npm_package_version、npm_package_script_build、npm_package_files_0等变量。注意上面 package.json 中对象和数组中每个字段都会有对应的环境变量。

同时，npm 相关的所有配置也会被设置为以npm_config_开头的环境变量。此外，还会设置一个比较特殊的环境变量npm_lifecycle_event，表示正在运行的脚本名称。比如执行npm run serve 的时候，process.env.npm_lifecycle_event值为serve，通过判断这个变量，可以将一个脚本使用在不同的npm scripts中。这里还要提一下上面说的钩子，npm_lifecycle_event可以和钩子配合使用，利用这个变量，在同一个脚本文件里面，为不同的 npm scripts 命令编写代码。请看下面的例子。

const TARGET = process.env.npm_lifecycle_event;

if (TARGET === 'service') {
  console.log(`Running the service task!`);
}

if (TARGET === 'preservice') {
  console.log(`Running the preservice task!`);
}

if (TARGET === 'postservice') {
  console.log(`Running the postservice task!`);
}

强调：这些环境变量只能在 npm run 的脚本执行环境内拿到，正常执行的 node 脚本是获取不到的。所以，不能直接通过 env $npm_package_name 的形式访问，但可以在 scripts 中定义脚本"scripts": {"bundle": "echo $npm_package_name"}来访问。

环境变量常用小技巧

  1. env 命令可以列出所有环境变量
npm run env
  1. 在shell脚本中输出环境变量
echo PATH
  1. 在 shell 脚本设置环境变量
echo PATH = /usr/local/lib

有的时候我们需要设置的环境变量是相对项目的 再补充一个shell脚本中设置环境变量时候如何拼接相对路径

echo PATH = ${pwd}/lib/include  //使用${},也可以直接使用双引号

脚本传入参数

说到脚本传入参数，需要再次提到前面说的 pacakge.json 中的 bin 字段，bin 字段指定了各个内部命令对应的可执行文件的位置。前面已经说了 bin 文件的产生，有了 bin 字段，在安装这个模块的时候，node_modules 下面的 .bin/文件夹 下会有对应模块的文件，和模块中的文件相同，然后我们就可以通过调用这个文件脚本中的方法传入参数了。

在我的 node_module 中找到一个简单 .bin/文件 下的脚本，大家感受一下。

#!/usr/bin/env node
'use strict';
var pkg = require('./package.json');
var osName = require('./');
var argv = process.argv;

function help() {
 console.log([
  '',
  '  ' + pkg.description,
  '',
  '  Example',
  '    os-name',
  '    OS X Mavericks'
 ].join('\n'));
}

if (argv.indexOf('--help') !== -1) {
 help();
 return;
}

if (argv.indexOf('--version') !== -1) {
 console.log(pkg.version);
 return;
}

console.log(osName());

node 处理 scripts 中的参数，除了属性后面的第一个命令，以空格分割的任何字符串(除特别shell语法)都是参数，并且都能通过 process.argv 属性访问。

process.argv 属性返回一个数组，数组包含了启动 node 进程时的命令行参数。第一个元素为启动 node 进程的可执行文件的绝对路径名 process.execPath,第二个元素为当前执行的 jacascript 文件路径。剩余的元素为其他命令行参数。

如下 script 例子

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

当我们执行 npm run server 命令的时候，process.argv 的具体内容为：

[ '/usr/local/Cellar/node/12.14.1/bin/node',
  '/Users/mac/Vue-projects/hao-cli/node_modules/.bin/vue-cli-service',
  'serve',
  '--mode=dev',
  '--mobile',
  '-config',
  'build/example.js']

再列举几个传参可能有的方式

npm run serve --params  // 参数params将转化成process.env.npm_config_params = true
npm run serve --params=123 // 参数params将转化成process.env.npm_config_params = 123
npm run serve -params  // 等同于--params参数

npm run serve -- --params  // 将--params参数添加到process.env.argv数组中
npm run serve params  // 将params参数添加到process.env.argv数组中
npm run serve -- params  // 将params参数添加到process.env.argv数组中

对比下 npm install koa2 --save 是不是知道了bin脚本中接收到的 process.env.npm_config_save = true; 我想是这样的，有兴趣的小伙伴去看源码验证下。

执行顺序

npm 脚本执行多任务分为两种情况

  • 并行任务(同时的平行执行)，使用&符号
$ npm run script1.js & npm run script2.js
  • 串行任务(前一个任务成功，才执行下一个任务)，使用 && 符号
$ npm run script1.js && npm run script2.js

任意脚本

我们配置的脚本命令，如 "start": "node test.js"，node test.js 会当做一行代码传递给系统的 shell 去解释执行。实际使用的 shell 可能会根据系统平台而不同，类 UNIX 系统里，如 macOS 或 linux 中指代的是 /bin/sh， 在 windows 中使用的是 cmd.exe。原理我们也看了，因为交给 shell 去解释执行的，说明配置的脚本可以是任意能够在 shell 中运行的命令，而不仅仅是 node 脚本或者 js 代码。如果你的系统里安装了 python（或者说系统变量 PATH里能找到 python 命令），你也可以将 scripts 配置为 "myscript": "python xxx.py"

npm 配置

npm 的配置操作可以帮助我们预先设定好npm对项目的行为动作，也可以让我们预先定义好一些配置项以供项目中使用。所以了解npm的配置机制也是很有必要。

npm config

npm cli 提供了 npm config 命令进行 npm 相关配置，通过 npm config ls -l 可查看 npm 的所有配置，包括默认配置。npm 文档页为每个配置项提供了详细的说明 https://docs.npmjs.com/misc/config . 修改配置的命令为 npm config set, 我们使用相关的常见重要配置:

  • proxy, https-proxy: 指定 npm 使用的代理
  • registry 指定 npm 下载安装包时的源，默认为 https://registry.npmjs.org/ 可以指定为私有 Registry 源
  • package-lock 指定是否默认生成 package-lock 文件，建议保持默认 true
  • save true/false 指定是否在 npm install 后保存包为 dependencies, npm 5 起默认为 true

删除指定的配置项命令为 npm config delete .

这里最常见的一个操作是 npm 太慢，设置淘宝镜像

npm config set registry https://registry.npm.taobao.org

恢复使用之前的 npm

npm config set registry https://registry.npmjs.org

env 环境变量

如果env环境变量中存在以npm_config_为前缀的环境变量，则会被识别为npm的配置属性。比如在env环境变量中设置npm_config_package_lock变量：

export npm_config_package_lock=false //修改的是内存中的变量，只对当前终端有效

这时候执行npm install，npm会从环境变量中读取到这个配置项，从而不会生成package-lock.json文件。

查看某个环境变量：echo $NODE_ENV 删除某个环境变量：unset NODE_ENV

npmrc 文件

除了使用 CLI 的 npm config 命令显示更改 npm 配置，还可以通过 npmrc 文件直接修改配置。

这样的 npmrc 文件优先级由高到低包括：

  • 工程内配置文件: /path/to/my/project/.npmrc
  • 用户级配置文件: ~/.npmrc
  • 全局配置文件: $PREFIX/etc/npmrc (即npm config get globalconfig 输出的路径)
  • npm内置配置文件:/path/to/npm/npmrc

很多时候我们在公司内网需要通过代理才能访问npm源，通过这个机制，我们可以方便地在工程跟目录创建一个 .npmrc 文件来共享需要在团队间共享的 npm 运行相关配置。比如如果我们在公司内网环境下需通过代理才可访问 registry.npmjs.org 源，或需访问内网的 registry, 就可以在工作项目下新增 .npmrc 文件并提交代码库。

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

因为项目级 .npmrc 文件的作用域只在本项目下，所以在非本目录下，这些配置并不生效。对于使用笔记本工作的开发者，可以很好地隔离公司的工作项目、在家学习研究项目两种不同的环境。

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。

npm 包发布

规范的 npm 模块目录

一个 node.js 模块是基于 CommonJS 模块化规范实现的，严格按照 CommonJS 规范，模块目录下除了必须包含包描述文件 package.json 以外，还需要包含以下目录：

  • bin：存放可执行二进制文件的目录
  • lib：存放js代码的目录
  • doc：存放文档的目录
  • test：存放单元测试用例代码的目录

如何写好一个模块的 README 文件

这里不单独写，推荐一篇不错的讨论

https://www.zhihu.com/question/29100816

如何发布自己的 npm 包

  1. 先去 npm 注册个账号，然后在命令行使用
npm adduser #根据提示输入用户名密码即可
  1. 使用命令发布你的包

在推送之前，可以通过配置一个 .npmignore 文件来排除一些文件, 防止大量的垃圾文件推送到 npm, 规则上和你用的 .gitignore 是一样的。.gitignore 文件也可以充当 .npmignore 文件

npm publish
  1. 发布成功之后，你就可以像下载安装其他包一样使用你自己的开发工具了
npm install koalanpmstudy

关于 npm 包的更新

更新 npm 包也是使用 npm publish 命令发布，不过必须更改 npm 包的版本号，即 package.json 的 version 字段，否则会报错，同时我们应该遵 Semver(语义化版本号) 规范，npm 提供了 npm version 给我们升级版本

# 升级补丁版本号
$ npm version patch

# 升级小版本号
$ npm version minor

# 升级大版本号
$ npm version major

本地开发的 npm 包如何调试

在本地开发的模块包的时候，可以使用 npm link 调试，将模块链接到对应的运行项目中去，方便地对模块进行调试和测试。具体使用步骤如下

  • 假如我的项目是 koalaNpmStudy，假如我的 npm 模块包名称是 npm-ikoala
  • 进入到 模块包 npm-ikoala 目录中，执行 npm link
  • 在自己的项目 koalaNpmStudy 中创建连接执行 npm link npm-ikoala
  • 在自己项目的 node_module 中会看到链接过来的模块包，然后就可以像使用其他的模块包一样使用它了。
  • 调试结束后可以使用 npm unlink 取消关联

npm link 主要做了两件事：

  1. 为目标 npm 模块创建软链接，将其链接到全局 node 模块安装路径 /usr/local/lib/node_modules/。
  2. 为目标 npm 模块的可执行 bin 文件创建软链接，将其链接到全局 node 命令安装路径 /usr/local/bin/。

总结

本文对 npm 相关的内容进行了一个梳理，npm install 原理以及和 npm 与yarn 的区别没有讲，会在下一篇文章进行讲解。希望本文看完对小伙伴们有帮助。

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参考文章

  • https://juejin.im/post/5cb3f1ef5188256d917874ff
  • https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/10/npm_scripts.html
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/23493436
  • https://juejin.im/post/5ab3f77df265da2392364341#heading-22
  • https://www.cnblogs.com/nanvann/p/3913880.html
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