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npm, yarn, pnpm 비교해보기

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    yceffort

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Introduction

npm 에서 시작한 node package management의 역사는, 이제 3가지 옵션이 주어져 있다. yarn 1.0 (이제 yarn classic 이라고 부르겠다) 과 yarn 2.0 (yarn berry) 두 가지 버전도 사뭇 다른 점이 많다는 것을 감안한다면, 이제 크게 4가지 선택지가 존재 한다고 볼 수 있다.

그리고 위 3가지 패키지 관리자들은 아래와 같은 기본적인 기능 (node 모듈을 설치하고, 관리하는 등)을 제공하고 있다.

  • metadata 작성 및 관리
  • 모든 dependencies 일괄 설치 또는 업데이트
  • dependencies 추가, 업데이트, 삭제
  • 스크립트 실행
  • 패키지 퍼블리쉬
  • 보안 검사

따라서 설치 속도나 디스크 사용량, 또는 기존 워크 플로우 등과 어떻게 매칭 시킬지와 같은 기능 외적인 요구 사항에 따라 패키지 관리자를 선택하는 시대가 도래했다고 볼 수 있다.

겉으로는 기능적으로 비슷해보이고 무엇을 선택하든 별 차이는 없어보이지만, 패키지 관리자들의 내부 동작은 매우 다르다. npm 과 yarn의 경우 flat 한 node_modules 폴더에 dependencies 를 설치했다. 그러나 이러한 전략은 비판에서 자유롭지 못하다. (어떤 문제인지는 뒤에서 설명하도록 한다.)

그래서 등장한 pnpm은 이러한 dependencies를 중첩된 node_modules 폴더에 효율적으로 저장하기 시작했고, yarn berry는 plug and play (pnp) 모드를 도입하여 이러한 문제를 해결하기 시작했다.

이 세가지 패키지 관리자는 각각 어떤 특징과 역사를 가지고 있으며, 무엇을 선택해야할까?

pnpm 홈페이지에 있는 yarn과 npm을 쓰레기통에 쳐박은 이미지가 매우 인상적이다. 🤔 vue가 react를 쓰레기통에 쳐박는 이미지를 달아놨다면...

자바스크립트 패키지 관리자의 역사

모두가 잘 알고 있는 것 처럼 최초의 패키지 매니저는 2010년 1월에 나온 npm 이다. npm 은 패키지 매니저가 어떤 동작을 해야하는 지에 대한 핵심적인 개념을 잡았다고 볼 수 있다.

10여년이 넘는 시간 동안 npm 이 존재했는데, yarn, pnpm 등이 등장하게 된 것일까?

  • node_modules 효율화를 위한 다른 구조 (nested vs flat, node_modules, vs pnp mode)
  • 보안에 영향을 미치는 호이스팅 지원
  • 성능에 영향을 미칠 수 있는 lock파일 형식
  • 디스크 효율성에 영향을 미치는 패키지를 디스크에 저장하는 방식
  • 대규모 모노레포의 유지 보수성 과 속도에 영향을 미치는 workspace라 알려진 멀티 패키지 관리 및 지원
  • 새로운 도구와 명령어 관리에 대한 관리
    • 이와 관련된 다양하고 확장가능한 플러그인과 커뮤니티 툴
  • 다양한 기능 구현 가능성과 유연함

npm 이 최초로 등장하 이래로 이러한 니즈가 어떻게 나타났는지, yarn classic은 그 이후 등장해서 어떻게 해결했는지, pnpm이 이러한 개념을 어떻게 확장했는지, yarn berry가 전통적인 개념과 프로테스에 의해 설정된 틀을 깨기 위해 어떠한 노력을 했는지 간략한 역사를 파악해보자.

선구자 npm

본격적으로 시작하기에 앞서 재밌는 사실을 이야기 해보자면, npmnode package manager의 약자가 아니다. npm의 전신은 사실 pm이라 불리는 bash 유틸리티인데, 이는 pkgmakeinst의 약자다. 그리고 이의 node 버전이 npm인 것이다.

https://github.com/npm/cli#is-npm-an-acronym-for-node-package-manager

npm 이전에는 프로젝트의 dependencies를 수동으로 다운로드하고 관리하였기 때문에 엄청난 혁명을 가져왔다고 볼 수 있다. 이와 더불어 메타데이터를 가지고 있는 package.json와 같은 개념, dependencies를 node_modules라 불리는 폴더에 설치한다는 개념, 커스텀 스크립트, public & private 패키지 레지스트리와 같은 개념들 모두 npm에 의해 도입되었다.

많은 혁명을 가져온 yarn classic

2016년의 블로그 글에서, 페이스북은 구글과 몇몇 다른 개발자들과 함께 npm이 가지고 있던 일관성, 보안, 성능 문제 등을 해결하기 위한 새로운 패키지 매니저를 만들기 위한 시도를 진행 중이라고 발표 했다. 그리고 이듬해 Yet Another Resource Negotiator의 약자인 yarn을 발표했다.

yarn은 대부분의 개념과 프로세스에 npm을 기반으로 설계했지만, 이외에 패키지 관리자 환경에 큰 영향을 미쳤다. npm과 대조적으로, yarn은 초기버전의 npm의 주요 문제점 중 하나였던 설치 프로세스의 속도를 높이기 위해 작업을 병렬화 하였다.

yarn은 dx(개발자 경험), 보안 및 성능에 대한 기준을 높였으며, 다음과 같은 개념을 패키지 매니저에 도입하였다.

  • native 모노레포 지원
  • cache-aware 설치
  • 오프라인 캐싱
  • lock files

yarn classic은 2020년 부터 유지보수 모드로 전환되었다. 그리고 1.x 버전은 모두 레거시로 간주하고 yarn classic으로 이름이 바뀌었다. 현재는 yarn berry에서 개발과 개선이 이루어지고 있다.

pnpm 빠르고 휴올적인 디스크 관리

pnpm은 2017년에 만들어졌으며, npm 의 drop-in replacement(설정을 바꿀 필요 없이 바로 사용가능하며, 속도와 안정성 등 다양한 기능 향상이 이루어지는 대체품) 으로, npm만 있다면 바로 사용할 수 있다.

pnpm 제작자들이 생각한 npm 과 yarn의 가장 큰 문제는 프로젝트 간에 사용되는 dependencies의 중복 저장이다. yarn classic이 물론 npm 보다 빠르지만, 두 매니저 모두 node_modules 내부에 flat하게 패키지를 설치하여 (=동일한 디렉토리에 flat하게 저장) 관리했다.

pnpm은 이러한 호이스트 방식 대신, 다른 dependencies를 해결하는 전략인 content-addressable storage를 사용했다. 이 방법을 사용하면, home 폴더의 글로벌 저장소 (~/.pnpm-store)에 패키지를 저장하는 중첩된 node_modules 폴더가 생성된다. 따라서 모든 버전의 dependencies은 해당 폴더에 물리적으로 한번만 저장되므로, single source of truth를 구성하고, 상당한 디스크 공간을 절약할 수 있다.

이는 node_modules의 레이아웃을 통해 이루어지고, symlinks를 사용하여 dependencies의 중첩된 구조를 생성한다. 여기서 폴더 내부의 모든 패키지 파일은 저장소에 대한 하드 링크로 구성되어 있다.

https://d33wubrfki0l68.cloudfront.net/64b2f62af3b1c3dc4314df0ec517d9661d03b934/aca71/assets/images/node-modules-structure-8ab301ddaed3b7530858b233f5b3be57.jpg

https://pnpm.io/blog/2021/12/29/yearly-update

yarn berry, plug n play

yarn berry 는 2020년 1월에 출시되었으며 yarn classic의 업그레이드 버전이다. yarn 팀은 본질적으로 새로운 코드 베이스와 새로운 원칙을 가진 완전히 새로운 패키지 매니저라는 것을 분명하게 하기 위해 yarn berry라고 부르기 시작했다.

yarn berry에서 눈여겨 봐야 할 것은 plug n play로, node_modules를 fix 위한 전략이다. node_modules를 생성하는 대신, .pnp.cjs라 불리는 의존성 lookup 파일이 생성되는데, 이는 중첩된 폴더 구조 대신 단일 파일 이기 때문에 더 효율적으로 처리할 수 있다. 또한 모든 패키지는 .yarn/cache 폴더 내부에 zip 파일로 저장되므로, node_modules 폴더보다 더 디스크 공간을 적게 차지한다.

이 모든 변화는, 릴리즈 이후에 많은 논란을 일으켰다. pnp의 breaking change는 메인테이너들로 하여금 기존에 존재하는 패키지를 업데이트 하게 끔 만들었다. 새로운 pnp 방식은 default로 설정되었고, node_modules로 돌아가는 것 또한 간단하지 않았다. 이 때문에 많은 유명한 개발자들이 yarn berry를 opt-in으로 만들지 않은 것에 대해 비판하기 시작했다.

yarn berry 팀은 이후 릴리즈에서 많은 문제를 해결하고자 노력했다. PnP의 비호환성을 해결하기 위해 default 작동 모드를 쉽게 바꾸기 위한 몇가지 방법을 제안했다. node_modules plugin의 도움으로, 기본적인 node_modules로 돌아가는 데 한 줄의 코드만으로 가능해졌다.

호환성 표에서 볼 수 있듯이, 많은 대형 프로젝트 들이 점차 yarn berry를 지원하는 방향으로 가기 시작했다.

앞선 3가지 패키지 매니저 중에서 가장 최근에 나왔지만, 패키니 매니저 환경에 많은 영향을 미쳤다. 2020년말, pnpm도 plug n play 방식을 지원하기 시작했다.

패키지 매니저 설치하기

패키지 매니저를 사용하기 위해서는, 개발자의 로컬 혹은 CI/CD 시스템에 설치해야 한다.

npm

nodejs 내부에 npm이 내장되어 있으므로, 추가적으로 작업을 할 필요가 없다. nvm이나 volta를 사용하면, node와 npm 버전을 관리하는데 매우 유용하게 쓸 수 있다.

yarn classic

npm i -g yarn으로 설치하면 된다.

yarn berry

yarn classic에서 yarn berry로 넘어가는 방법으로 추천할만한 것은 다음과 같다.

  • yarn 1.x 등 최신버전으로 업데이트
  • yarn set version berry

사실 추천하는 방법은 Corepack을 사용하는 것이다.

Corepack은 yarn berry 개발자에 의해 만들어진 도구로, package manager manager (;;;) 라는 이름으로 처음 제안되었고, node lts v16에 머지되었다.

Corepack의 도움으로 node는 yarn classic, yarn berry, pnpm의 바이너리를 shim으로 가지고 있기 때문에 npm의 대체 패키지 매니저를 별도로 설치할 필요는 없다. 이 shim을 활용하면, yarn과 pnpm 명령어를 명시적으로 설피할 필요 없이, 실행할 수 잇다.

Corepack은 nodejs@16.9.0 부터 사전 설치되며, 이전 버전에서는 npm install -g corepack으로 설치할 수 있다.

Corepack을 사용하기 위해서는, 먼저 활성화를 해야 한다.

$ corepack enable
$ corepack prepare yarn@3.1.1 --activate

pnpm

pnpm 도 마찬가지 두 가지 방법으로 설치 할 수 있다.

  • $ npm i -g pnpm
  • $ corepack prepare pnpm@6.24.2 --activate

프로젝트 구조

프로젝트의 구조를 살펴보면, 각 패키지 매니저의 주요 특성을 한눈에 살펴볼 수 있다. 특정 패키지 매니저를 구성하는데 사용하는 파일과, 설치단계에서 생성되는 파일을 쉽게 알아볼 수 있다.

기본적으로, 모든 패키지 매니저는 모든 중요한 메타 정보를 package.json에 저장한다. 또한 루트 레벨에 설정파일을 사용하여 프라이빗 레지스트리나 dependency resolution 방법을 설정할 수 있다. 그리고 이 단계에서 dependencies를 파일 구조 (node_modules)에 저장하고 lock 파일이 생성된다.

이 글에서는 workspaces에 대해서는 다루지 않는다.

npm

$npm install 또는 $npm i 명령어를 실행하면, package-lock.json이 생성되고 node_modules 폴더도 생성된다. 이 외에도 .npmrc 설정 파일도 생성될 수 있다.

.
├── node_modules/
├── .npmrc
├── package-lock.json
└── package.json

yarn classic

$yarn을 실행하면, yarn.locknode_modules 폴더가 생성된다. 마찬가지로 .yarnrc 파일도 옵셔널로 생성할 수 있다. 이에 더해 .npmrc 파일이 있으면 이를 이용할 수도 있다. 그리고 캐시 폴더인 .yarn/cache/와 현재 yarn classic의 버전을 저장하는 .yarn/releases/도 생성될 수 있다. 이처럼 설정에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.

.
├── .yarn/
│   ├── cache/
│   └── releases/
│       └── yarn-1.22.17.cjs
├── node_modules/
├── .yarnrc
├── package.json
└── yarn.lock

yarn berry와 node_modules

install mode에 관계 없이, yarn berry 프로젝트에서는 다른 패키지 관리자보다 더 많은 파일 보다 폴더를 처리해야 한다. 일부는 선택사항이고, 그리고 일부는 필수 사항이다.

yarn berry는 더이상 .npmrc.yarnrc를 사용하지 않는다. 대신 yarnrc.yml 설정 파일을 필요로 한다. 전통적인 node_modules를 생성하는 워크플로우가 존재하는 경우, nodeLinker config 파일을 아래와 같은 형태로 제공해야 한다.

# .yarnrc.yml
nodeLinker: node-modules # or pnpm

$ yarn을 실행하면, 모든 의존성을 node_modules에 설치한다. yarn.lock 파일이 생성되는데, 이 파일은 기존 yarn classic과 호환되지는 않는다. 또한 오프라인 모드에서 설치를 위해 .yarn/cache 폴더도 생성된다. releases 폴더는 프로젝트에서 사용하는 yarn berry의 버전을 저장하기 위해 옵셔널로 생성된다.

.
├── .yarn/
│   ├── cache/
│   └── releases/
│       └── yarn-3.1.1.cjs
├── node_modules/
├── .yarnrc.yml
├── package.json
└── yarn.lock

yarn berry with pnp

PnP 모드에는 strictloose 모드가 있는데, 일단은 모드에 상관없이 yarn을 실행하면 .yarn/cache.yarn/unplugged, .pnp.cjs yarn.lock 파일이 생성된다. strict 모드는 기본 값이고, loose는 아래 처럼 옵셔널로 설정해두어야 한다.

# .yarnrc.yml
nodeLinker: pnp
pnpMode: loose

PnP 프로젝트에서, .yarn/ 폴더 내부에는 release/외에도 ide 지원을 위한 sdk/ 폴더를 포함할 가능성이 높다. 이외에도 사용례에 따라서, 다양한 폴더들이 생성될 수 있다.

.
├── .yarn/
│   ├── cache/
│   ├── releases/
│   │   └── yarn-3.1.1.cjs
│   ├── sdk/
│   └── unplugged/
├── .pnp.cjs
├── .pnp.loader.mjs
├── .yarnrc.yml
├── package.json
└── yarn.lock

pnpm

pnpm도 다른 패키지 매니저와 마찬가지로 package.json 이 필요하다. $ pnpm i를 실행하면, node_modules 가 생성되는 것 까지는 다른 패키지 관리자와 동일하지만, 앞서 언급한 content-addressable storage approach라는 특성 때문에 이후의 구조가 완전히 다르다.

pnpm은 자체 lock 파일인 pnp-lock.yml을 생성한다. 그리고 마찬가지로 .npmrc로 설정을 추가할 수도 있다.

Lock 파일과 dependency 저장

앞서 언급한 것 처럼, 모든 패키지 매니저는 각자 다른 형태의 lock 파일이 존재한다.

일단 lock 파일의 정의를 먼저 살펴보면, lock 파일이란 매 설치시 결정적이고 (= 항상 같은 버전을 설치하고) 예측가능한 특성을 보장하기 위하여, 각 버전의 정확한 의존성 버전을 저장하고 있는 파일을 의미한다. package.json은 정확한 버전이 기재되어 있는 것이 아니고, >= 1.2.5와 같은 형식의 버전 범위 aka 시멘틱 버저닝이 존재하기 때문에, lock파일이 없다면 매 설치마다 설치하는 버전이 달라질 수 있다.

lock 파일은 또한 체크섬이 존재하는데, 이에 대해서는 보안 관련 섹션에서 다룬다.

이 lock 파일은 npm@5 부터 (package-lock.json), pnpm은 pnpm-lock.yaml, yarn은 yarn.lock 형태로 존재한다.

이전 섹션에서 언급했던 것처럼, 전통적인 접근 방식으로는 모든 의존성을 node_modules을 설치하는 방법을 npm, yarn classic, pnpm(의 경우엔 구조가 조금 다르다) 사용하는 것을 볼 수 있다.

yarn berry의 PnP 모드에서는 조금 다른 모습을 볼 수 있다. node_modules대신, 모든 의존성을 zip 파일로 압축하여 .yarn/cache.pnp.cjs 형태로 관리한다.

모두 잘알고 있는 것처럼, 모든 팀원이 (모든 머신에서) 같은 버전을 설치하는 것을 보장하기 위해 lock 파일은 버전 컨트롤 내부에 포함시키는 것이 좋다.

CLI commands

cli 커맨드는 워낙 많고 다양하여, 여기에서 모든 것을 다루지는 않으려고 한다. 아래 내용은 개발과정에서 자주 쓰일 수 있는 커맨드를 모아 둔 것이다.

의존성 관리

npmyarn classicyarn berrypnpm
install depsnpm installyarn install or yarnlike classicpnpm install
update depsnpm updateyarn upgradeyarn semver uppnpm update
update deps to latestN/Ayarn upgrade --latestyarn uppnpm update --latest
update deps interactivelyN/Ayarn upgrade-interactivelike classicpnpm up -- interactive
add specific depnpm i reactyarn add reactlike classicpnpm add react
add specific dep in devnpm i -D babelyarn add -D babellike Classicpnpm add -D babel
uninstall depsnpm uninstall reactyarn remove reactlike Classicpnpm remove react
uninstall deps without update package.jsonnpm uninstall --no-saveN/AN/AN/A

패키지 관련

아래 예제는 ntl과 같은 바이너리 파일 처럼, development 환경에서 유틸리티 도구를 구성하는 패키지를 관리하는 명령어를 나타낸다.

yarn berry에서는 보안상의 이유로 패키지에서 지정한 바이너리 또는 package.json에 명시된 실행할 수 있다는 것을 염두해 두어야 한다. 이는 pnpm에서도 마찬가지다.

npmyarn classicyarn berrypnpm
install, update, remove package globallynpm i -g ntlyarn global ad ntlN/Apnpm add --global ntl
run binaries from terminalnpm exec ntlyarn ntlyarn ntlpnpm ntl
run binaries from scriptntlntlntlntl
dynamic package executionnpx ntlN/Ayarn dlx ntlpnpm dlx ntl

자주 쓰이는 커맨드

npmyarn classicyarn berrypnpm
publishnpm publishyarn publishyarn npm publishpnpm publish
list installed depsnpm lsyarn listlike Classicpnpm list
list outdated depsnpm outdatedyarn outdatedyarn upgrade-interactivepnpm outdated
print info about depsnpm explain ntlyarn why ntllike Classicpnpm why ntl
init projectnpm inityarn inityarn initpnpm init

성능과 디스크 관리의 효율성

성능은 의사결정을 하는데 있어 중요한 부분이다. 이 섹션에서는 각 프로젝트의 벤치 마크 성능을 다룬다.

성능으로 미뤄 보건데, yarn berry + Plug n Play strict가 가장 설치도 빠르고 디스크 효율적인 모습을 보여주었고, 그다음으로는 pnpm이 뒤를 이었다.

보안

npm

npm은 그 역사가 오래된 만큼 사건 사고도 많았다. 과거 npm v5.7.0에서 파일시스템 권한을 바꿀 수 있는 버그가 발견된 적도 있다. sudo npm 명령어를 사용하면, 시스템 파일의 소유권을 변경하게 되어 os를 사용할 수 없게된 적이 있었다.

2018년에는 비트코인과 관련된 사건 사고도 있었다. EventStream 패키지 v3.3.6에서 악의적인 의존성이 추가되어, 개발자의 컴퓨터에서 비트코인을 훔치고자 하는 악의적인 코드가 존재한 바 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 요즘 최신버전의 npm 에서는 package-lock.json에서 SHA-512 알고리즘을 확인하여 설치하고자 하는 패키지의 무결성을 확인한다.

전반적으로 npm은 사건사고가 많았던 것 만큼, 보안 문제에 각별히 신경을 많이 쓰고 있는 추세다.

yarn

yarn classic, yarn berry 둘다 처음부터 yarn.lock에 지정된 체크섬을 활용하여 각 패키지의 무결성을 확인한다. 또한 package.json 내부에 선언되지 않은 의심스러운 패키지가 존재하면 설치가 중단된다.

yarn berry는 이에 더해 package.json에서 명시한 의존성의 바이너리 파일만 실행할 수 있다. 이는 pnpm과 유사하다.

pnpm

pnpm 또한 체크섬을 활용하여 패키지의 무결성을 확인한다. pnpm은 npm과 yarn classic에서 이슈가 되는 패키지 호이스팅을 하지 않기 때문에 이러한 문제를 피한다. 이 대신, 위험한 dependency 액세스의 위험성을 제거하는 내부에 중첩된 node_modules폴더를 생성한다. 즉, dependency가 package.json 에서 명시적으로 선언된 경우에만 다른 dependency에 액세스 할 수 있다.

결론

현재 대부분의 패키지 매니저들은 모두 사용하기에 무리가 없는 수준까지 기능이 구성되어 있다. 대부분의 패키지 매니저가 기능성 사이에서 동등함을 보이고 있다. 물론, 그 아래에서 동작하는 방식은 매우 다르다.

pnpm은 npm과 비슷해보이지만, 종속성 관리 측면에서 매우 다른 모습을 보인다. pnpm을 사용하면 성능이 향상되고, 디스크 효율성을 극대화 할 수 있다. yarn classic도 훌륭한 선택지이지만, 레거시로 간주되고 가까운 미래에 지원이 중단될 수도 있는 가능성이 존재해서 선택하는 것을 추천하지는 않는다. yarn berry의 plug n play 는 완전히 새로운 혁신으로 다가왔지만, 아직 그 모든 잡재력을 달성한 것 같지는 않다. 그럼에도 요즘 사람들이 많이 쓰는 패키지 매니저는 yarn berry의 pnp 인 것으로 보인다. 성능과 디스크 효율성, 속도 모두에서 뛰어난 모습을 보이고 있다.

이것 저것 생각하기 쉽지 않고, 또 빠르고 쉽게 접근하고 싶다면 npm을 쓰는 것도 나쁘지 않다. 물론 다른 패키지 매니저에 비해서 성능이나 속도면에서 뒤쳐지는 감이 있지만, 긴 역사를 기반으로 한 많은 문서와 시행착오를 확인할 수 있는 다양한 글들은, 초보자들이 접근하기에는 가장 용이한 선택지가 될 것이다.

참고