Yarn 如何优化依赖安装的速度？

引言

在前端开发中，包管理器是必不可少的工具，用于管理项目的依赖包。Yarn 是由 Facebook 推出的一个包管理器，作为 npm 的替代方案，它在性能、可靠性和安全性方面提供了显著提升。一个常见的问题是：Yarn 如何优化依赖安装的速度？ 本文将专注于这个问题，深入分析 Yarn 的核心机制和优化策略。

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传统 npm 安装的瓶颈

在理解 Yarn 的优化之前，先来看一下传统 npm 安装依赖的问题：

1. 串行安装
   早期版本的 npm 使用的是串行下载依赖，也就是说，一个包下载完成后才会开始下一个包的下载，导致安装速度慢。
2. 网络请求重复
   在大项目中，某些依赖可能会被多个包同时引用，传统 npm 会多次发起重复的下载请求。
3. 不可预测的安装结果
   npm install 可能由于网络波动或依赖版本冲突而导致安装失败，甚至导致 node_modules 结构不一致。

Yarn 的诞生正是为了解决这些痛点，特别是在依赖安装速度方面做了大量优化。

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Yarn 如何加速依赖安装？

Yarn 的高效安装主要依赖以下关键机制：

1. 并行安装

传统的 npm 早期版本（如 npm v4 及之前）采用串行安装模式，而 Yarn 使用并行安装策略，允许多个依赖同时下载。这种机制充分利用了多核 CPU 和带宽资源，大幅缩短安装时间。

• 示例：
  在安装一个包含大量依赖的大型项目时，Yarn 会分析所有依赖关系，尽可能同时启动多个下载任务，而不是等待单个任务完成后再开始下一个。

• 对比：

  • npm（早期版本）：顺序下载
  • Yarn：并行下载

结果：即使是数百个依赖，Yarn 的安装速度仍然表现出色。

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2. 缓存机制

Yarn 的缓存机制是其速度优化的核心之一。每次安装依赖时，Yarn 会将下载的包存储在本地缓存目录中（通常是 ~/.yarn-cache）。下次安装相同的依赖时，Yarn 会直接从缓存中读取，而不需要再次访问远程仓库。

• 优势：

  • 避免重复下载相同的包，即使是全新的项目，只要依赖相同，Yarn 也可以快速完成安装。
  • 即使离线（无网络连接），也可以完成依赖安装，这对开发者非常友好。

• 示例：

  yarn cache dir

  通过该命令，可以查看本地缓存的目录。

• 场景：
  当你克隆一个项目并运行 yarn install 时，如果依赖已经存在于缓存中，安装时间几乎瞬间完成。

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3. 确定性（Deterministic）安装

Yarn 使用 yarn.lock 文件确保依赖关系的确定性。与传统 npm 不同，Yarn 能够保证在不同环境中安装相同版本的依赖，这不仅提升了稳定性，也减少了不必要的版本冲突，从而提高安装速度。

• 工作原理：

  • yarn.lock 文件会记录每个依赖的精确版本和其来源。
  • 在安装时，Yarn 会直接读取 yarn.lock 文件的内容，避免对包版本进行重复解析和计算。

• 优势：

  • 确保团队成员和 CI/CD 环境中的依赖版本一致，避免版本不一致导致的二次安装。
  • 通过减少包解析和版本冲突的处理时间，进一步加快安装速度。

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4. 压缩存储与解压优化

Yarn 在下载依赖时，会直接将包以压缩文件的形式存储在缓存中，而不是解压后再存储。在下一次安装时，Yarn 直接从缓存中提取压缩包，减少了解压缩和重新打包的时间。

• 示例：
  第一次安装：

  yarn add lodash

  lodash 包会被存储在缓存中为 .tgz 文件。
  第二次安装时，无需重新下载，而是直接解压使用。

• 结果：
  减少了网络开销的同时，也减少了磁盘 I/O 操作，显著提升了性能。

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5. 镜像源和离线支持

Yarn 默认使用 yarnpkg.com 的官方镜像仓库，但它也支持切换为国内的镜像源（如淘宝镜像），这对国内用户来说进一步提高了速度。

• 切换镜像源：

  yarn config set registry https://registry.npmmirror.com

• 离线模式：
  如果所有依赖已经在缓存中，Yarn 可以直接在离线模式下安装：

  yarn install --offline

• 优势：
  离线支持不仅提升了安装速度，还保证了开发者在没有网络的情况下依然可以工作。

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6. Plug’n’Play (PnP)

Yarn 引入了 Plug’n’Play 模式，进一步优化了依赖解析和加载的速度。传统的包管理器会在 node_modules 中创建大量的嵌套目录，而 PnP 模式完全抛弃了 node_modules 目录，转而通过 .pnp.cjs 文件直接引用依赖包。

• 优势：

  • 避免了 node_modules 的深度嵌套问题（特别是在 Windows 上）。
  • 减少了文件系统操作，提高了依赖加载的速度。

• 开启 PnP：

  yarn set version berry
  yarn config set nodeLinker pnp

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对比：Yarn 与 npm（最新版本）的速度差异

虽然 npm 在 v5+ 版本引入了缓存和并行下载，但与 Yarn 相比仍然有差距。以下是两者的性能对比：

功能	Yarn	npm
并行下载	是	是（v5+）
离线安装	完全支持	有限支持
本地缓存	高效	有，但机制较复杂
确定性安装	通过 yarn.lock 实现	通过 package-lock.json 实现
默认安装速度	更快	较慢

Yarn 在整体性能上仍然优于 npm，特别是在网络环境较差或需要离线工作的场景中。

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结论

Yarn 通过并行安装、本地缓存、确定性安装和离线支持等多种机制，大幅优化了依赖安装的速度，为开发者带来了高效、流畅的体验。无论是日常开发还是 CI/CD 流程，Yarn 都是提升依赖管理效率的强大工具。在未来，随着 Yarn 的持续发展（如 Plug’n’Play 模式的成熟），它的性能和生态将进一步加强，为开发者提供更多可能性。