pnpm 管理依赖包是如何节省磁盘空间的？

npm 存在的问题

我们经常使用 npm 来管理 node 项目中的包，从 package.json 中读取配置将依赖下载到本地，以保障项目的正常运行。

当项目数量多时，这样的包管理方式会非常的占用电脑内存。由于每个项目都有属于自己的依赖，每个项目都需要安装，即使 npm 会对依赖进行缓存，但是每个项目仍然需要安装到自己的 node_modules 文件夹下，此时每个项目安装的每一份依赖都会在磁盘中保存一份，即使各个项目中依赖的版本可能相同。

pnpm 就是针对以上问题出现的解决方案，它使用统一的仓库来存放项目中的包，在项目中使用硬链接+软连接的方式找到依赖所在磁盘的位置。

硬链接和软连接

想要清晰的知道 pnpm 管理依赖的原理，首先要了解硬链接和软连接、拷贝操作的区别。

拷贝操作会在磁盘中复制一份新的数据，比如拷贝 a.js 为 a_copy.js，两个文件在拷贝后就互不关联，修改 a.js 不会影响 a_copy.js，删除 a_copy.js 也不会影响 a.js。

硬链接是通过寻址的方式找到磁盘中的数据，比如新建 b_hard.js 与 b.js 创建硬链接，两者指向的是同一个磁盘数据，所以修改其中一个文件，另一个文件也会发生变化。

软连接就是我们平时常见的创建快捷方式（文件后面会存在一个向右的小箭头），它只是保存着文件的路径，不可以编辑，直接双击就会找到原始的文件。如果原文件被删除，通过软连接将无法找到磁盘中的数据。

我们可以通过命令来进行连接操作，windows 是这样的

/*拷贝*/ copy a.js a_copy.js
/*硬链接*/ mklink /H b_hard.js b.js
/*软连接*/ mklink c_soft.js c.js

pnpm原理

使用 npm 或者 yarn 时，如果有100个项目，并且所有项目都有一个相同的依赖包，那么在磁盘上就需要保存100份该相同依赖的包。

如果使用 pnpm，依赖包将被放在统一的位置，当安装包时，其包含的所有文件会硬链接到这个位置，不会另外占用磁盘空间，这样不同项目之间就可以共享相同版本的依赖。

如果对同一依赖包使用相同的版本，那么磁盘上只有这个依赖包的一份文件，如果对同一依赖包使用不同的版本，那么只有版本之间不同的文件被存储起来。

比如 a/b/c 三个项目都使用 axios，axios 的所有文件都保存在 pnpm 上，axios 这些文件对应着磁盘的数据，直接 a/b/c 项目的axios 通过硬链接指向磁盘里的数据。 这样有两个好处：
（1）效率非常高，无需下载、查找缓存解压等操作
（2）节省磁盘空间，每个项目不需要再下载一份

pnpm 依赖包统一保存的位置可以使用命令 pnpm store path 来查看

非扁平的 node_modules 目录

使用 npm 或者 yarn安装的依赖包会将所有的子级依赖全部平铺到 node_modules 文件夹中，即扁平化的目录结构，这样会导致源码可以访问本来不属于当前项目所设定的依赖包。

比如安装 axios ，同时会安装非常多的其它的库如 form-data，虽然在 package.json 中是没有配置的，但在源代码中可以直接通过require('form-data') 引用，这样就会有隐患，如果项目某天删除了 axios，form-data 就不存在了。

使用 npm 和 pnpm 分别只安装 axios，npm 会将 axios 所需的其它依赖平铺，而 pnpm 的 node_modules 根目录下只有 axios 和 .pnpm 文件夹，这样就可以避免非主动下载的其它依赖包可随意访问的情况。

如果直接按照这样的层级下载包，可能会带来新的问题，如多个包依赖同一个包时，就会被重复安装。

▾ node_modules
    ▾ axios
        ▾ node_modules
            ▸ form-data
    ▾ xxx
        ▾ node_modules
            ▸ form-data

那 pnpm 是如何做到非扁平化并且不重复安装的呢？答案就是它使用硬链接与软连接结合的方式来与依赖包关联。

在 node_modules 根目录有一个文件夹 .pnpm，这里包含了项目所有依赖。
根目录下 axios 软连接到 .pnpm 目录下的 axios 文件夹中，展开 .pnpm/axios@16.1 的node_modules 文件夹，其中有 axios 所需的依赖，包含 axios、follow-redirects、form-data、proxy-from-env，其中 axios 硬链接到磁盘中（即与 pnpm 仓库保存的地址一致），其它文件软连接到 .pnpm 的自身位置。

node_modules 根目录下的依赖，软连接到 .pnpm 文件夹中，如果有相互依赖的关系，仍然通过软连接，只有找到依赖自身，才会通过硬链接找到磁盘中的位置，这样可以保证同一个项目里不同依赖也不会重复安装，同时不同项目之间的相同依赖也无需在磁盘中存储多份。