Kako ekosistem npm paketa funkcioniše sa Cloudflare workerdom

Početna » piton » Kako ekosistem npm paketa funkcioniše sa Cloudflare workerdom

Kombinovanje npm ekosistema sa Cloudflare-ovim workerd runtime-om Može zvučati pomalo misteriozno, ali u suštini se sve svodi na to da kod i paketi u stilu Node.js-a rade glatko na web-centričnoj platformi. Cloudflare Workers i Pages sada nude poboljšani sloj kompatibilnosti s Node.js-om koji vam omogućava da preuzmete mnogo više npm paketa bez suočavanja s razlikama niskog nivoa između okruženja za izvršavanje.

Ovaj članak objašnjava kako se npm paketi preklapaju sa workerdom i novim oznakama kompatibilnosti., pokazujući zašto su neki paketi ranije otkazivali i šta se mijenja sa nodejs_compat_v2 mod. Također ćete vidjeti kako se npm ponašanja (instalacija, ažuriranja, skripte i tipovi zavisnosti) uklapaju u projekte koji ciljaju workerd tako da možete samouvjereno strukturirati aplikacije i izbjeći iznenađenja.

Šta je npm i zašto je važan za workerde

npm ostaje de facto upravitelj paketa za Node.js, pokrećući i kod na strani servera i ogroman dio današnjih frontend alata. Počeo je kao jednostavan upravitelj zavisnosti, ali se brzo razvio u univerzalni registar i CLI s kojim se praktično svaki JavaScript programer svakodnevno susreće.

npm registar sadrži milione paketa, što znači da vjerovatno postoji biblioteka za gotovo svaku brigu: HTTP klijente, autentifikaciju, drajvere baza podataka, alate za izgradnju, okvire za testiranje i još mnogo toga. Za workerde i Cloudflare radnike, ovaj ekosistem je i blagoslov i izazov: dobijate pristup mnogim alatima, ali mnogi su izgrađeni pretpostavljajući Node.js runtime, a ne web-standardno okruženje.

npm je podjednako ključan za frontend tokove rada., gdje su paketi, transpileri i linteri instalirani kao zavisnosti u razvojnom vremenu. Bez obzira da li gradite React SPA ili Worker skriptu koja se pokreće na workrd-u, vjerovatno ćete koristiti npm (ili Yarn/pnpm) za upravljanje zavisnostima i skriptama.

U svojoj suštini, npm automatizuje instalaciju, ažuriranja i praćenje zavisnosti., čuvajući module unutra node_modules i zahtjevi za snimanje u package.jsonZa radnike zasnovane na workerdu, vaša npm postavka izgleda poznato, ali runtime koji izvršava vaš kod je workerd engine, a ne sam Node.js.

Alternative poput Yarn i pnpm nude različite CLI-je i karakteristike performansi., ali kada se cilja na workerd, koncept je isti: upravitelj paketa rješava module dok Cloudflareovi alati za izgradnju i zastavice kompatibilnosti odlučuju o tome kako se ti moduli izvršavaju u radnom okruženju Workera.

Kako instalacija zavisnosti funkcioniše pomoću npm-a

Pokretanje standardne npm install naredbe popunjava vaš node_modules čitanjem lista zavisnosti i preuzimanjem svakog navedenog paketa zajedno sa njegovim tranzitivnim zavisnostima, tako da ne morate ručno tražiti ugniježđene zahtjeve.

Da biste dodali novu biblioteku, obično pokrećete jednu instalacijsku naredbu, a od npm 5 se automatski dodaje u dependencies odeljak package.json osim ako ne pređete preko tog ponašanja.

npm podržava zastavice koje klasifikuju kako se paket koristi u vašem projektu., što je korisno kada ciljate runtime okruženja poput workerda gdje vam mogu biti potrebni različiti paketi ili procesi izgradnje:

• --save-dev dodaje paket u devDependencies, označavajući ga kao potrebnog samo tokom razvoja ili koraka izgradnje kao što su pokretači testova ili paketi.
• --no-save instalira se bez modifikacija package.json, praktično za brze eksperimente ili jednokratne naredbe.
• --save-optional stavlja paket u optionalDependencies, tako da neuspješne instalacije ne prekidaju cijeli proces.
• --no-optional sprečava instaliranje opcionalnih zavisnosti, smanjujući prostor na disku ili izbjegavajući problematične opcionalne pakete na nekim platformama.

Razlika između dependencies i devDependencies važno prilikom gradnje za radnike, jer samo runtime zavisnosti obično zahtijevaju grupisanje i isporuku; dev zavisnosti se uklanjaju tokom izgradnje, što smanjuje implementacije.

Opcionalne zavisnosti vam pružaju fleksibilno rukovanje greškama, ali vaš kod mora provjeriti dostupnost prije nego što se osloni na njih. Ovo pomaže kada paket treba koristiti različite implementacije u Node.js u odnosu na workerd ili se vratiti kada izvorni modul nije podržan.

Upravljanje ažuriranjima i verzijama u npm projektima

npm-ova naredba za ažuriranje nadograđuje pakete prema rasponima semver-ova koje deklarišete., skeniranje instaliranih modula i njihovo ažuriranje na najnovije dozvoljene verzije, kako za direktne tako i za ugniježđene zavisnosti.

Također možete ažurirati pojedinačni paket kada je potrebno, korisno ako biblioteka objavi ispravku greške ili poboljšanje koje utiče na vaš Worker ili njegovu kompatibilnost sa okruženjima koja nisu Node, kao što je workerd.

npm prati semantičko verzioniranje, omogućavajući vam preciznu kontrolu granica nadogradnje, što je ključno kada vaš Worker zavisi od biblioteke vezane za određenu glavnu verziju ili kada se uzvodno uvode ključne promjene.

Zaključavanje verzija i korištenje lockfiles-ova održava verzije reproducibilnim, tako da timovi i CI okruženja proizvode isti graf zavisnosti među lokalnim radnicima na razvoju, pripremnoj fazi i produkciji.

npm skripte i automatizacija u radnim procesima zasnovanim na workerdu

The scripts polje u package.json služi kao pokretač vašeg skripta, što vam omogućava da mapirate kratka imena na duže CLI naredbe i izvršite ih pomoću npm run <script-name>.

Moderni projekti koriste npm skripte za izradu alata, testova i paketa., a Worker projekti usmjereni na workerd obično na ovaj način izlažu naredbe za grupiranje, provjeru tipova i implementaciju.

Uobičajeni obrazac je povezivanje bundlera ili task runnera putem unosa skripte., pretvarajući složeni CLI poziv u jednostavnu komandu dostupnu cijelom timu.

Skriptiranje postaje moćno kada se kombinuje sa Node.js oznakama kompatibilnosti za workerd., budući da skripte mogu kontrolirati koje su opcije kompatibilnosti aktivne i koji se polifilovi ili aliasi primjenjuju prije objedinjavanja konačnog Workera.

workerd vs Node.js: razumijevanje jaza u vremenu izvođenja

workerd je JavaScript i WebAssembly mehanizam otvorenog koda optimiziran za izvršavanje na rubu sistema., izgrađen na V8 - istom niskonivojskom engineu koji koriste Node.js i Chromium - ali dizajniran s različitim uvjetima rada i modelima povjerenja.

Node.js je kreiran za pokretanje JavaScripta na host operativnom sistemu i pruža moćne sistemske API-je. kao što su process, fs i kripto uslužne programe niskog nivoa, što ga čini idealnim za servere, CLI-jeve i backend infrastrukturu sa direktnim pristupom mašinama.

workerd je podešen za pokretanje nepouzdanog koda u višenamjenskim rubnim procesima, s naglaskom na izolaciju i web-centrične API-je poput fetch, streamove i Cloudflare-specifična povezivanja (KV, Durable Objects, interni RPC) umjesto pristupa datotečnom sistemu ili procesu.

Kako bi se poboljšala interoperabilnost, Cloudflare je pomogao u uspostavljanju WinterCG-a, s ciljem usklađivanja serverskih okruženja za izvršavanje JavaScripta i web platforme oko zajedničkog API skupa kako bi se aplikacije ponašale slično u različitim okruženjima.

Međutim, mnogi npm paketi pretpostavljaju Node.js okruženje i uvoze ugrađene module. kao events, fs, net, crypto or bufferBez sloja kompatibilnosti, ovi uvozi mogu propasti jer workerd ne pruža automatski module specifične za čvor.

Od polifilova do ugrađenih Node.js API-ja u Workerima

Cloudflare se u početku oslanjao na polyfill-ove kako bi premostio Node.js i workerd., koristeći JavaScript implementacije za imitiranje Node API-ja. 2021. godine, Workers je dobio režim kompatibilnosti zasnovan na polifilovima, a Wrangler je počeo ubrizgavati te polifilove kada node_compat = true je postavljeno wrangler.toml.

sa node_compat = trueWrangler je uključio JS implementacije za nekoliko osnovnih Node modula, koristeći dodatke poput @esbuild-plugins/node-globals-polyfill i rollup-plugin-node-polyfills pa uvoz kao što je import EventEmitter from 'events' mogao bi raditi u Radniku.

Polyfill-ovi su omogućili mnogim npm paketima da rade na Workerima, ali su imali ograničenja., posebno za module koji obavljaju teške binarne ili kripto operacije gdje su nativne implementacije daleko brže i preciznije od čistih JS shimova.

Buffer je jasan primjer funkcije koju je teško efikasno oponašati u korisničkom okruženju, budući da operacije poput kopiranja i konverzija kodiranja imaju koristi od optimiziranih izvornih implementacija. Isto vrijedi i za API-je poput Crypto i AsyncLocalStorage.

Kako bi poboljšao performanse i potpunost, Cloudflare je počeo ugrađivati ​​neke Node API-je u okruženje za izvršavanje. u 2023. godini putem nodejs_compat zastavica; ovi osnovni moduli su implementirani u C++ i prikazani Workerima radi bolje tačnosti od JS polifilova.

Kada koristite ugrađene Node module u Workersu, trebali biste ih uvesti sa node: prefiks, na primjer import { Buffer } from 'node:buffer', signalizirajući ovisnost o modulu koji se obezbjeđuje tokom izvođenja, a ne o paketu registra.

Zašto mnogi npm paketi i dalje nisu uspjeli sa ranim nodejs_compatom

rano nodejs_compat i dalje je uzrokovalo greške jer su mnoge biblioteke koristile uvoz bez prefiksanpr. import { EventEmitter } from 'events', koje je program za povezivanje tretirao kao module datotečnog sistema i nije ih uspio riješiti kada nisu bili prisutni.

Uobičajena greška se javljala prilikom uvoza drajvera kao što je pg koji zavise od osnovnih modula bez prefiksa, što je uzrokovalo da se koraci izgradnje žale da modul nije pronađen iako ga Node smatra ugrađenim.

Programeri su se suočili s kompromisom između male izvorne API podrške i sporijeg, nepotpunog skupa polyfill-ova., plus nedostajući globalni promjenjivi kao što je process za koje su mnoge biblioteke pretpostavljale da postoje na globalnom objektu.

To trenje je otežavalo pouzdano korištenje složenih npm paketa na workrd-u., posebno kada su indirektne zavisnosti očekivale specifične Node module ili globalne vrijednosti, što je dovodilo do grešaka tokom izgradnje prije nego što je Worker mogao da se pokrene.

Novi nodejs_compat_v2: bolja npm podrška na workerdu

nodejs_compat_v2 kombinira izvorne implementacije s polifilovima na zahtjev, čineći mnogo više npm ekosistema upotrebljivim na Workersima odlučujući kada koristiti C++ module, JS polifilove ili lagane stubove koji omogućavaju uspješan uvoz.

Omogućite ovaj način rada dodavanjem compatibility_flags = ["nodejs_compat_v2"] to wrangler.toml, što mijenja i način na koji runtime izlaže Node API-je i način na koji Wrangler objedinjuje uvoze i zavisnosti u Node stilu.

Mnogi paketi koji se ranije nisu mogli uvesti sada se ispravno učitavaju pod v2, uključujući biblioteke kao što su body-parser, jsonwebtoken, got, passport, knex i drugi - smanjenje grešaka tokom izgradnje u korist lokalizovanih povratnih informacija tokom izvođenja za nepodržane operacije.

U v2 možete pisati uvoze poput import { Buffer } from 'buffer' i okruženje za izvršavanje ih efikasno usmjerava implementacijama podržanim C++; istovremeno, moduli poput net Wrangler može polifilovati koristeći unenv, omogućavajući koegzistenciju nativnih i polifill API-ja bez konflikta.

Wrangler sada ubrizgava polyfill-ove samo za Node module koje vaš Worker zapravo koristi., održavajući male veličine paketa analizom koda i zavisnosti umjesto isporuke cijelog paketa polifilova po defaultu.

unenv polifilovi i lažni Node.js API-ji

Kada nativna implementacija ili zreli polifil nije dostupan, unenv pruža simulirane module koji otkrivaju iste interfejse, ali ili izvršavaju no-ops ili bacaju opisne greške prilikom izvođenja kada se pozovu nepodržane metode.

Greške kao npr [unenv] <method name> is not implemented yet! su eksplicitniji i lokaliziraniji, omogućavajući Workeru da se pokrene i prestane s radom samo na lokaciji poziva koja aktivira nekompatibilnost umjesto prekida u vrijeme izgradnje.

Imitirani moduli omogućavaju uvoz i korištenje paketa koji djelimično zavise od Node funkcija., sve dok izbjegavate nepodržane dijelove; sigurni dijelovi mogu se izvršavati dok operacije koje zavise od datoteke izazivaju greške samo ako se izvrše.

Ranije, svaki uvoz fs može učiniti paket neupotrebljivim u Workersu, Ali uz nodejs_compat_v2 a unenv imitira zavisnost koja se može uključiti i pozvati selektivno.

Ovaj prelazak sa povratnih informacija tokom izgradnje na povratne informacije tokom izvršavanja pojednostavljuje otklanjanje grešaka., jer možete tačno identifikovati koja metoda i stek poziva pokreću nekompatibilnost, a zatim restrukturirati kod ili obezbijediti ciljane polifilove ili aliase kao zaobilazno rješenje.

Aliasing modula: prilagođavanje ponašanja za problematične zavisnosti

Aliasiranje modula vam omogućava da preusmjerite uvoz na vlastite implementacije, konfigurirano u wrangler.toml, tako da se problematična putanja modula rješava prilagođenom datotekom umjesto zadanog ponašanja.

Ako biblioteka zavisi od fs.readFile ali vam ne treba pristup datotečnom sistemu, alias "fs" to ./fs-polyfill i otkriti običaj readFile koji logira, poziva drugi API ili čita iz KV.

Nakon aliasiranja, uvozi se kao import { readFile } from 'fs' rješavanje problema s vašim modulom i zaobilaženje unenv-ovih zadanih postavki, sprječavajući greške „još nije implementirano“ uz održavanje nepromijenjenog paketa za korištenje.

Aliasiranje također pomaže kada zavisnost povlači pakete specifične za Node, kao što su node-fetch, koji se može oslanjati na nepodržane Node module; možete mapirati "node-fetch" u modul koji reeksportuje globalno fetch.

Alat poput nolyfill pojednostaviti obrasce ponovnog izvoza, što vam omogućava da isključite nekompatibilne implementacije i održite funkcionisanje zavisnih paketa na workrd-u.

Aliasiranje modula djeluje kao fleksibilni sloj kompatibilnosti preko nodejs_compat_v2, što vam omogućava da prilagodite specifične pakete bez njihovog prepisivanja ili forkanja.

Performanse, saradnja ekosistema i implementacija

Kritični Node.js API-ji implementirani izvorno u C++ unutar workerda pružaju bolje performanse i ispravnost., i moduli poput Buffer, AsyncLocalStorage i Crypto iskoristite prednosti ovih izvornih implementacija umotanih u JS shimove koji odražavaju ponašanje Node-a.

Cloudflare doprinosi unenv, koji pruža pametne, polifilove i mockove na zahtjev, jer cilja na više okruženja za izvršavanje i usvojili su ga projekti poput Nuxt-a i Nitro-a; dodavanje samo neophodnih polifilova održava aplikacije laganima i potiče konvergenciju ekosistema.

Širi cilj je prenosivost koda u Node stilu između različitih okruženja za izvršavanje., tako da programeri mogu pisati jednom i pokretati na Node.js, workard ili drugim okruženjima uz minimalno trenje automatskim odabirom polifilova i nativnih funkcija na osnovu upotrebe.

Poboljšano ponašanje u nodejs_compat_v2 očekuje se da će s vremenom postati neizvršena obaveza kada je datum kompatibilnosti vašeg radnika dovoljno nedavni, tako da će više radnika transparentno imati koristi od jače npm kompatibilnosti bez dodatne konfiguracije.

Programerima se preporučuje da isprobaju poboljšanu kompatibilnost s Node.js-om i ažuriraju svoje wrangler.toml, prijavljivanje preostalih nekompatibilnosti ili grešaka putem kanala za povratne informacije kako bi se praznine mogle zatvoriti.

Kombinacija npm-ovog zrelog upravljanja zavisnostima, Workerdovog sigurnog web-centričnog runtime okruženja i sloja kompatibilnosti Node.js-a koji se stalno razvija. pruža vam praktičan put za ponovnu upotrebu ogromne količine postojećeg JavaScript koda, a istovremeno iskorištava prednosti edge execution-a, izolacije i funkcija Cloudflare platforme. Sa pametnim polifilovima, nativnim implementacijama, mockingom i aliasingom modula na raspolaganju, postaje mnogo realnije uvesti sofisticirane npm pakete u vaše Workers projekte bez stalne borbe sa runtime-om.