Lerna 运行流程剖析

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前言

随着前端组件、包库等工程体系发展，业务组件和工具库关系越来越复杂，非常容易遇到仓库多，库之间互相依赖。导致维护极其困难，发包过程非常繁琐，极大程度的限制了前端同学的开发效率。

此刻，出现了一种新的项目管理方式—— Monorepo。一个仓库管理多个项目。

MultiRepo 是目前常用的项目管理方式。但有些场景是不适用的，存在问题。

• 多业务组件、互相依赖、无法复用
• 发包流程复杂、版本管理痛苦

此刻就有了 lerna.js

简介

Lerna (lerna) is a tool that optimizes the workflow around managing multi-package repositories with git and npm.

Lerna 是一个优化基于 git + npm 的多 package 的项目管理工具。

有哪些项目正在使用 Ta ？

• Vue Cli github.com/vuejs/vue-c…

• create-react-app github.com/babel/babel

• mint-ui github.com/ElemeFE/min…

  ......

知识点

通过阅读本文，你将会学会下图内容：

使用与实践

基本指令

lerna 的几个基本常用指令, 不是本文重点哦。 lerna 文档在这里。

下图是结构目录等。

与工作区使用

// package.json 添加
"workspaces":[
	"packages/*"
]
// lerna.json 添加
 "useWorkspaces":true,
 "npmClient": "yarn",
 // 配置好后 所有依赖就会安装在最外层的 node_modules 中 且支持软链接方式
 // npm 7.x 之后 同样支持 工作区域
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学习的过程中少不了查看实现过程和运行流程。 接下来我们分析一下 Lerna 中的一些代码，希望从中你能学到许多。

原理剖析

我们先 Github 克隆源码 Lerna

观察一下目录

指令的初始化流程

脚手架入口文件位于 /core/lerna/cli.js

core/lerna/cli.js 入口

#!/usr/bin/env node

"use strict";

/* eslint-disable import/no-dynamic-require, global-require */
const importLocal = require("import-local");
// 判断是否处于本地包文件 下文会介绍
if (importLocal(__filename)) {
  require("npmlog").info("cli", "using local version of lerna");
} else {
// 进入真实的入入口执行代码
  require(".")(process.argv.slice(2)); // [node, lerna, 指令]
}
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如图一和代码入口的文件仅执行了一条判断语句 ，其目的是为了当项目的局部环境和全局环境都存在 lerna 时优先使用局部环境下的 lerna 代码

• import-local 一个判断是否本地包的方法库
• require(".") 是导入当前目录下的 index.js 并传入指令执行代码 ( process.argv -> [node, lerna, 指令] )

core/lerna/index.js 初始化

/** 省略相同代码 */

// 导入 @lerna/cli 文件 
const cli = require("@lerna/cli");

// ..... 省略相同指令导入
// 导入publish 指令文件
const publishCmd = require("@lerna/publish/command");
const pkg = require("./package.json");

module.exports = main;

// 最终导出方法
function main(argv) {
  const context = {
    lernaVersion: pkg.version,
  };

  return cli()
  // ..... 省略 
    .command(publishCmd)
    .parse(argv, context); // 解析注入 指令 & 参数(版本号) 
}
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来到这个代码中，如图二和代码实际上做了这几件事

• 初始化导入包 ("@lerna/cli")—— cli 实例
• 导入所需要的指令文件
• 通过 cli 实例的 command 方法注册指令
• parse(argv, context) 是执行解析注入指令 和 参数(版本号)

将 Cli | 指令 | 入参 进行模块划分，无论在业务中还是开源库中，都是一种优秀的划分方式

core/cli/index.js 全局指令初始化

const dedent = require("dedent"); // 去除空行
const log = require("npmlog");
const yargs = require("yargs/yargs");
const { globalOptions } = require("@lerna/global-options");

module.exports = lernaCLI;

function lernaCLI(argv, cwd) {
  const cli = yargs(argv, cwd);

  return globalOptions(cli)
    .usage("Usage: $0 <command> [options]")
    .demandCommand(1, "A command is required. Pass --help to see all available commands and options.") // 期望命令个数
    .recommendCommands() // 推荐命令
    .strict()  // 严格模式
    .fail((msg, err) => {
     // ... 省略
    })
    .alias("h", "help") // 别名
    .alias("v", "version")
    .wrap(cli.terminalWidth()) // 宽高 
	  .epilogue(dedent`
      When a command fails, all logs are written to lerna-debug.log in the current working directory.
      For more information, find our manual at https://github.com/lerna/lerna
    `);  // 结尾
}
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查看图三全局指令初始化，我们会发现全局指令接受实例的传入，也支持指令的注册。显然这也导出了改 cli 实例（单一实例）

• 指令的注册使用了 yargs 包进行管理（yargs 不是本文重点，不赘述）
• 返回实例，全局指令注册 return 实例
• Config 是基本的配置分组等
• 导出实例给 **core/lerna/index.js **调用

我们回到 core/lerna/index.js 文件，使用了 command 方法注册指令传入了导入的指令文件。

commands/ 业务指令的注册

可以看到图 4 中 commands 文件包中有着所有 lerna 指令的注册文件，每个文件夹带着 command.js 和 index.js

在 **core/lerna/index.js **导入的都是该目录中的 command.js (同入口逻辑在 handler 中执行了该目录下的 index.js )

**command.js 包括 yargs 的 command、**aliases、describe、builder (执行前的参数操作)、handler (指令执行逻辑)

以 list 指令举例

• 执行指令的逻辑的方法在 index.js
• 继承 Command 做 指令的初始化
• 父类中会在 constructor 执行 initialize 和 execute 方法

const { Command } = require("@lerna/command");
const listable = require("@lerna/listable");
const { output } = require("@lerna/output");
const { getFilteredPackages } = require("@lerna/filter-options");

module.exports = factory;

function factory(argv) {
  return new ListCommand(argv);
}

class ListCommand extends Command {
  get requiresGit() {
    return false;
  }

  initialize() {
    let chain = Promise.resolve();

    chain = chain.then(() => getFilteredPackages(this.packageGraph, this.execOpts, this.options));
    chain = chain.then((filteredPackages) => {
      this.result = listable.format(filteredPackages, this.options);
    });

    return chain;
  }

  execute() {
    // piping to `wc -l` should not yield 1 when no packages matched
    if (this.result.text.length) {
      output(this.result.text);
    }

    this.logger.success(
      "found",
      "%d %s",
      this.result.count,
      this.result.count === 1 ? "package" : "packages"
    );
  }
}

module.exports.ListCommand = ListCommand;
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core/command/index.js 所有指令的 Command Class

const { Project } = require("@lerna/project");
// 省略大部分容错 和 log
class Command {
  constructor(_argv) {
    const argv = cloneDeep(_argv);

    // "FooCommand" => "foo"
    this.name = this.constructor.name.replace(/Command$/, "").toLowerCase();

    // composed commands are called from other commands, like publish -> version
    this.composed = typeof argv.composed === "string" && argv.composed !== this.name;

    // launch the command
    let runner = new Promise((resolve, reject) => {
      // run everything inside a Promise chain
      // 异步链
      let chain = Promise.resolve();

      chain = chain.then(() => {
        this.project = new Project(argv.cwd);
      });
      // 配置、环境初始化等
      chain = chain.then(() => this.configureEnvironment());
      chain = chain.then(() => this.configureOptions());
      chain = chain.then(() => this.configureProperties());
      chain = chain.then(() => this.configureLogging());
      chain = chain.then(() => this.runValidations());
      chain = chain.then(() => this.runPreparations());
      // 最终执行逻辑
      chain = chain.then(() => this.runCommand());

      chain.then(
        (result) => {
          warnIfHanging();

          resolve(result);
        },
        (err) => {
          if (err.pkg) {
            // Cleanly log specific package error details
            logPackageError(err, this.options.stream);
          } else if (err.name !== "ValidationError") {
            // npmlog does some funny stuff to the stack by default,
            // so pass it directly to avoid duplication.
            log.error("", cleanStack(err, this.constructor.name));
          }

          // ValidationError does not trigger a log dump, nor do external package errors
          if (err.name !== "ValidationError" && !err.pkg) {
            writeLogFile(this.project.rootPath);
          }

          warnIfHanging();
          // error code is handled by cli.fail()
          reject(err);
        }
      );
    });
	// ...省略部分代码
  }



  runCommand() {
    return Promise.resolve()
    	// 命令初始化
      .then(() => this.initialize())
      .then((proceed) => {
        if (proceed !== false) {
          // 指令执行
          return this.execute();
        }
        // early exits set their own exitCode (if non-zero)
      });
  }
	// 子类不存在 时 抛出错误
  initialize() {
    throw new ValidationError(this.name, "initialize() needs to be implemented.");
  }

  execute() {
    throw new ValidationError(this.name, "execute() needs to be implemented.");
  }
}

module.exports.Command = Command;
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在 Class 中最关心的就是 constructor 的逻辑 ，如图 5 和代码。上面写到，每个子指令类会执行 initialize 和 execute 方法。我们整理一下

• 创建 Promise.resolve() 异步 Chain。
• 对全局配置、参数、环境初始化
• 执行 runCommand 方法
• runCommand 调用initialize 和 execute（如果子类没有将会 执行 父类抛出异常）

采用了模板模式，对子指令通逻辑统一模板化。基本的执行流程就是这样。在这个 Class 中，很巧妙的将指令的初始化、指令的执行等逻辑均注册在 Promise 的异步任务中。

• 指令的执行逻辑均晚于 Cli 的同步代码。（不影响 Cli 的代码执行）
• 所有异常错误都可以统一捕获

通过上面的学习，我们几乎了解了 lerna 的 一个指令 输入-> 解析 -> 注册 -> 执行 -> 输出 的流程。

转过头我们看下脚手架初始化的第一步的 import-local 到底做了什么？

脚手架的初始化流程

import-local 用于获取 npm 是否包存在本地（当前工作区域），用于判断全局安装的包如果本地有安装,优先用本地的，在 webpack-cli 中等绝大多数 cli 中都有运用。

const path = require('path');
const resolveCwd = require('resolve-cwd');
const pkgDir = require('pkg-dir');

module.exports = filename => {
  // '/Users/nvm/versions/node/v14.17.3/lib/node_modules/lerna' 全局文件夹
  const globalDir = pkgDir.sync(path.dirname(filename));
  const relativePath = path.relative(globalDir, filename); // 'cli.js'
  const pkg = require(path.join(globalDir, 'package.json'));
  // '/Users/Desktop/person/lerna-demo/node_modules/lerna/cli.js' // 本地文件
  const localFile = resolveCwd.silent(path.join(pkg.name, relativePath)); 
  // '/Users/Desktop/person/lerna-demo/node_modules'  // 本地文件的 node_modules
  const localNodeModules = path.join(process.cwd(), 'node_modules'); 
  const filenameInLocalNodeModules = !path.relative(localNodeModules, filename).startsWith('..') &&
    // On Windows, if `localNodeModules` and `filename` are on different partitions, `path.relative()` returns the value of `filename`, resulting in `filenameInLocalNodeModules` incorrectly becoming `true`.
    path.parse(localNodeModules).root === path.parse(filename).root;

  // Use `path.relative()` to detect local package installation,
  // because __filename's case is inconsistent on Windows
  // Can use `===` when targeting Node.js 8
  // See https://github.com/nodejs/node/issues/6624

  // 导入使用本地 包
  return !filenameInLocalNodeModules && localFile && path.relative(localFile, filename) !== '' && require(localFile);
};
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通过最后一行，可以分析出，最核心的是解析出指定的 npm包 存在全局和 npm 的文件夹、路径。 进而判断是 require() 本地还是全局。

问题 & 对比

对比和查看问题之前，我们要关注一下 Monorepo 单仓库 多项目管理的模式带来的优势。

前端工作中你是否会遇到以下问题？

问题 1：

小明前端同学发现了在小红同学的项目中存在相同的业务逻辑

A: 我选择复制一下代码

B: 我选择封装成 npm 包多项目复用

显然 A 方式就不是解决该问题的一种选项，完全不不符合应用程序的代码设计思想。

大多数同学就会异口同声我选择 B

那么如果这个 npm 包在后续迭代过程中发现，包依赖也要随之升级发布，怎么办？

又或者业务中存在大多数这中场景，每个包没有统一管理，花绝大多数时间在包依赖之间升级发布。以及各自包的迭代。

你可能只是删除了一行代码，你却要每个依赖这个包的 npm 包全部执行一遍流程。

问题 2：

在开发中，避免不了对 npm 包的更新，当你更新过程中少不了统一的打 tag 以及当前更新的包的影响面。是小的改动，还是大版本 api 无法兼容的升级。这些操作可能都会导致开发的项目中依赖未及时更新，tag 标记错误出现问题。

优势 & 劣势

就目前来看，Monorepo 解决的是，多仓库之间的依赖变更升级，批量包管理节省时间成本的事情。

所以在开源社区中使用这种模式的一般存在与依赖拆分包，但是彼此之间独立的项目（npm 和脚手架等等）

但是 lerna 的多包管理也有不足之处

• 依赖之间调试复杂
• changelog 信息不完整
• lerna 本身不支持工作区概念，需要借助其他工具
• CI 定制成本大

其他 MultiRepo 方案

从图中我们可以看出

pnpm 更注重包的管理（像下载，稳定准确性等），相比之下 lerna 更注重包的发布流程规范指定。

二者适用的场景略有不同。

拓展

import-local 解析

如图六和下方代码，很显然 resolve-cwd 和 pkg-dir 是实现 import-local 的主要工具包

• resolve-cwd 解析类似 require.Resolve () 的模块的路径，但是要从当前工作目录中解析。
• pkg-dir 从根目录查找节点 .js 项目或 npm 包

resolve-cwd 中使用 resolve-from 工具包 解析 路径来源

const path = require('path');
const Module = require('module');
// 省略 部分代码
const fromFile = path.join(fromDirectory, 'noop.js');
 // '/Users/Desktop/home/person/lerna-demo/noop.js'

const resolveFileName = () => Module._resolveFilename(moduleId, {
    id: fromFile,
    filename: fromFile,
    paths: Module._nodeModulePaths(fromDirectory)
});
复制代码

• 使用原生的 module 的原生的两个 Api： Module._resolveFilename 和 Module._nodeModulePaths
• Module._nodeModulePaths 推断出 可能存在 该 node/js/json 等 包文件的路径数组
• 而在 Module._resolveFilename 这个方法中，首先会去检查，本地模块是否有这个模块，如果有，直接返回，如果没有，继续往下查找。

模块对象的属性 包含

• module.id
• module.filename
• module.loaded
• module.parent
• module.children
• module.paths

Module 是实现 require() 和 热加载的核心方法之一。

部分实现可以参考阮一峰老师的 require() 源码解读

pkg-dir 中使用 find-up 工具包 向上找全局包文件夹

const locatePath = require('locate-path');
const stop = Symbol('findUp.stop');

module.exports.sync = (name, options = {}) => {
  let directory = path.resolve(options.cwd || '');
  const {root} = path.parse(directory);
  const paths = [].concat(name);

  const runMatcher = locateOptions => {
    if (typeof name !== 'function') {
      return locatePath.sync(paths, locateOptions);
    }
    const foundPath = name(locateOptions.cwd);
    if (typeof foundPath === 'string') {
      return locatePath.sync([foundPath], locateOptions);
    }
    return foundPath;
  };
  // eslint-disable-next-line no-constant-condition
  while (true) {
    const foundPath = runMatcher({...options, cwd: directory});

    if (foundPath === stop) {
      return;
    }
    if (foundPath) {
        return path.resolve(directory, foundPath);
    }
    if (directory === root) {
      return;
    }
    directory = path.dirname(directory);
  }
};
复制代码

• 全局包文件夹全的在当前执行 cwd 向上查找存在 package.json 文件
• 所以 locatePath.sync 接受一个查找的文件路径数组和执行的 cwd 路径
• 通过 while 循环直至找到 return path.resolve(directory, foundPath);

什么是软链接

fs.symlink(target, path[, type], callback) Node/symlink

target <string> | <Buffer> | <URL>   // 目标文件
path <string> | <Buffer> | <URL>  // 创建软链对应的地址
type <string>
复制代码

该API会创建路径为 path 的链接，该链接指向 target。type 参数仅在 Windows 上可用，在其他平台上则会被忽略。 可以被设置为 dir、 file 或 function。如果未设置 type 参数，则 Node.js 将会自动检测 target 的类型并使用 file 或 dir。

如果 target 不存在，则将会使用 'file'。Windows 上的连接点要求目标路径是绝对路径。当使用 'function' 时， target 参数将会自动地标准化为绝对路径。

总结

• 从 lerna 的流程设计中，我们可以发现，每个可执行的Node程序，lerna 都对其进行了拆分，再合。在自己的代码设计中，相信你也会遇到杂乱的代码。

此刻你是无视，还是从“杂”->“分”->“合”来整理代码

• 其次我们看到 lerna 中，使用了单例来注册指令。在注册指令，又采用了面相对象和模板模式，来抽离公共的初始化逻辑。而在指令的执行过程中，全是微任务的任务执行，这都是可以学习的设计思路和设计模式。
• 最后其他 MultiRepo 方案对比中可以看出，工具赋予的能力都有其优劣，没有好与不好，只有更适合。

参考文献

• Lerna 文档
• 阮一峰老师的require() 源码解读

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