Monorepo的实践：使用`Lerna`或`Nx`管理多个项目，实现代码共享和依赖管理。

Monorepo实践：Lerna与Nx的深度解析与应用

各位同学，大家好！今天我们来深入探讨Monorepo这种代码管理模式，以及如何利用Lerna和Nx这两个强大的工具来实践Monorepo。

什么是Monorepo？为什么要使用它？

Monorepo，顾名思义，就是将多个项目（可以是库、应用、工具等等）的代码放在同一个版本控制仓库中。这与传统的Multi-repo（每个项目一个仓库）模式形成对比。

为什么要选择Monorepo呢？它带来了许多好处：

• 代码复用更容易： 各个项目可以方便地共享代码，减少重复代码的编写，提高开发效率。
• 依赖管理更清晰： 统一管理所有项目的依赖，避免版本冲突，方便升级和维护。
• 原子性变更： 跨多个项目的变更可以作为一个原子操作提交，保证一致性。例如，修改一个公共组件，同时更新所有使用它的应用，可以一次性提交。
• 简化构建和测试： 可以使用统一的构建和测试流程，提高效率。
• 团队协作更高效： 所有团队成员都可以访问所有代码，促进知识共享和协作。

当然，Monorepo也存在一些挑战：

• 仓库体积大： 可能会导致仓库体积增大，clone和checkout操作变慢。
• 权限管理复杂： 需要更精细的权限管理，避免不必要的访问。
• 构建时间长： 构建所有项目可能会花费较长时间。

不过，通过合理的工具和实践，我们可以有效地克服这些挑战。Lerna和Nx就是为此而生的。

Lerna：专注于包管理和版本发布的工具

Lerna是一个用于管理JavaScript项目的Monorepo的工具。它主要关注的是包管理和版本发布。

Lerna的核心功能：

• 版本管理： 自动检测哪些包发生了变更，并根据变更类型自动升级版本号。
• 包发布： 将更新后的包发布到npm等包管理平台。
• 依赖管理： 简化包之间的依赖管理。
• 任务执行： 在多个包中并行执行命令。

Lerna的使用示例：

1. 初始化Lerna:

   npx lerna init

   这会在你的项目中创建一个lerna.json配置文件，以及一个packages目录，用于存放各个子项目。

2. 创建子项目:

   假设我们要创建两个子项目：package-a和package-b。

   mkdir packages/package-a
   mkdir packages/package-b
   cd packages/package-a
   npm init -y
   cd ../package-b
   npm init -y
   cd ..

3. 配置lerna.json:

   {
     "packages": [
       "packages/*"
     ],
     "version": "independent",
     "npmClient": "npm",
     "useWorkspaces": true
   }

   • packages: 指定了Lerna管理的包的路径。packages/*表示packages目录下所有的子目录都是一个包。
   • version: 指定了版本管理模式。independent表示每个包独立管理版本。还可以设置为fixed，表示所有包使用相同的版本号。
   • npmClient: 指定使用的npm客户端。
   • useWorkspaces: 使用npm workspaces来管理依赖，需要npm 7+。

4. 配置package.json (根目录):

   {
     "name": "my-monorepo",
     "private": true,
     "workspaces": [
       "packages/*"
     ],
     "scripts": {
       "bootstrap": "lerna bootstrap",
       "publish": "lerna publish",
       "test": "lerna run test"
     },
     "devDependencies": {
       "lerna": "^6.0.0"
     }
   }

   • private: true：防止根目录被意外发布到npm。
   • workspaces: 指定npm workspaces管理的包的路径。
   • scripts: 定义一些常用的脚本，例如bootstrap用于安装依赖，publish用于发布包，test用于运行测试。

5. 安装依赖:

   npm install

   这会安装所有子项目的依赖。

6. 在子项目之间建立依赖关系:

   假设package-b依赖于package-a。在packages/package-b/package.json中添加：

   {
     "dependencies": {
       "package-a": "1.0.0" // 或者 "package-a": "*"
     }
   }

   然后再次运行npm install，Lerna会自动将package-a链接到package-b的node_modules目录中。

7. 运行命令:

   npm run test

   这会在所有子项目中运行test命令。

8. 发布包:

   npm run publish

   Lerna会自动检测哪些包发生了变更，并提示你输入新的版本号。然后，它会将更新后的包发布到npm。

Lerna的局限性：

Lerna主要关注的是包管理和版本发布，它对代码共享和依赖管理的支持相对简单。对于大型Monorepo，或者需要更复杂的构建和测试流程的项目，Lerna可能不够强大。

Nx：更全面的Monorepo工具

Nx是一个更全面的Monorepo工具，它提供了更强大的代码共享、依赖管理、构建和测试功能。

Nx的核心功能：

• 依赖图： Nx会分析你的代码，构建一个依赖图，用于确定哪些项目受到了代码变更的影响。
• 增量构建： Nx会根据依赖图，只构建受到代码变更影响的项目，大大提高了构建速度。
• 增量测试： Nx会根据依赖图，只测试受到代码变更影响的项目，大大提高了测试速度。
• 代码生成： Nx提供了强大的代码生成功能，可以快速创建新的项目、组件、服务等等。
• 代码共享： Nx支持多种代码共享方式，例如库、工具函数、UI组件等等。
• 插件系统： Nx拥有丰富的插件系统，可以支持各种流行的前端和后端技术。

Nx的使用示例：

1. 创建Nx工作区:

   npx create-nx-workspace@latest my-nx-monorepo --preset=integrated

   这会创建一个新的Nx工作区，并选择integrated预设。integrated预设会将所有项目放在同一个nx.json文件中管理。

2. 创建应用和库:

   nx generate @nx/react:application my-app
   nx generate @nx/react:library my-lib

   这会创建两个项目：一个React应用my-app和一个React库my-lib。

3. 配置nx.json:

   {
     "npmScope": "my-nx-monorepo",
     "affected": {
       "defaultBase": "main"
     },
     "implicitDependencies": {
       "package.json": {
         "dependencies": "*",
         "devDependencies": "*"
       },
       ".eslintrc.json": "*"
     },
     "tasksRunnerOptions": {
       "default": {
         "runner": "@nx/nx-cloud",
         "options": {
           "cacheableOperations": [
             "build",
             "lint",
             "test",
             "e2e"
           ]
         }
       }
     },
     "targetDefaults": {
       "build": {
         "dependsOn": [
           "^build"
         ],
         "inputs": [
           "default",
           "{projectRoot}/src/**/*",
           "{projectRoot}/tsconfig.json",
           "{projectRoot}/.babelrc",
           "{projectRoot}/webpack.config.js",
           "{projectRoot}/jest.config.ts"
         ]
       }
     },
     "namedInputs": {
       "default": [
         "default"
       ],
       "production": [
         "default",
         "!{projectRoot}/**/?(*.)+(spec|test).[jt]s?(x)?(.snap)",
         "!{projectRoot}/tsconfig.spec.json",
         "!{projectRoot}/jest.config.ts"
       ],
        "sharedGlobals": []
     },
     "generators": {
       "@nx/react": {
         "library": {
           "style": "css",
           "linter": "eslint"
         }
       }
     },
     "defaultProject": "my-app"
   }

   • npmScope: 指定npm scope。
   • affected: 配置受影响的项目检测。
   • implicitDependencies: 配置隐式依赖，例如package.json和.eslintrc.json的修改会影响所有项目。
   • tasksRunnerOptions: 配置任务运行器，可以使用Nx Cloud来缓存构建结果。
   • targetDefaults: 配置默认的目标，例如build。
   • namedInputs: 定义命名的输入，用于缓存和受影响的项目检测。
   • generators: 配置生成器的默认选项。
   • defaultProject: 配置默认项目。

4. 在应用和库之间建立依赖关系:

   假设my-app依赖于my-lib。在apps/my-app/src/app/app.tsx中导入my-lib的组件：

   import { MyLibComponent } from '@my-nx-monorepo/my-lib';
   
   function App() {
     return (
       <div>
         <h1>Welcome to my-app!</h1>
         <MyLibComponent />
       </div>
     );
   }
   
   export default App;

5. 构建和测试:

   nx build my-app
   nx test my-lib

   Nx只会构建和测试受代码变更影响的项目。

6. 使用Nx Console:

   Nx提供了一个强大的IDE插件Nx Console，可以方便地执行Nx命令、查看依赖图、生成代码等等。

Nx的优点：

• 更强大的依赖管理： Nx可以分析代码，构建依赖图，只构建和测试受代码变更影响的项目。
• 更高效的构建和测试： Nx可以利用缓存和并行执行，大大提高构建和测试速度。
• 更丰富的代码生成功能： Nx提供了大量的代码生成器，可以快速创建各种类型的项目和组件。
• 更友好的开发者体验： Nx Console提供了强大的IDE支持，方便开发者使用Nx。

Nx的缺点：

• 学习曲线较陡峭： Nx的功能比较多，学习曲线相对较陡峭。
• 配置较为复杂： Nx的配置比较复杂，需要花费一些时间来理解。

Lerna vs Nx: 如何选择？

特性	Lerna	Nx
核心关注点	包管理和版本发布	代码共享、依赖管理、构建和测试
依赖管理	简单，基于npm workspaces	强大，可以分析代码，构建依赖图
构建和测试	简单，需要在每个包中定义脚本	强大，支持增量构建和测试，利用缓存和并行执行
代码生成	无	强大，提供了大量的代码生成器
开发者体验	简单易用	功能强大，但学习曲线较陡峭
适用场景	小型Monorepo，主要关注包管理和版本发布	大型Monorepo，需要更强大的代码共享、依赖管理、构建和测试功能
社区和生态系统	成熟，但相对Nx较小	活跃，拥有庞大的社区和丰富的插件

总结：

• 如果你的Monorepo规模较小，主要关注包管理和版本发布，Lerna是一个不错的选择。
• 如果你的Monorepo规模较大，需要更强大的代码共享、依赖管理、构建和测试功能，Nx是更好的选择。
• 你也可以将Lerna和Nx结合使用。例如，使用Nx来管理代码共享、依赖管理、构建和测试，使用Lerna来管理包发布。

Monorepo的最佳实践

除了选择合适的工具，还有一些Monorepo的最佳实践可以帮助你更好地管理你的代码：

• 定义清晰的模块边界： 确保每个模块都有清晰的职责和边界，避免模块之间的过度耦合。
• 使用代码审查： 强制执行代码审查，确保代码质量。
• 自动化构建和测试： 使用CI/CD工具自动化构建和测试流程，确保代码的稳定性和可靠性。
• 监控和度量： 监控Monorepo的性能和健康状况，及时发现和解决问题。
• 持续学习和改进： Monorepo是一个不断发展的领域，要持续学习和改进，不断优化你的Monorepo实践。

案例分析：一个实际的Monorepo项目结构

假设我们有一个Monorepo项目，用于构建一个在线商城。该项目包含以下模块：

• apps/web: Web应用，用户访问的入口。
• apps/admin: 管理后台应用，用于管理商品、订单等。
• libs/ui: UI组件库，包含各种可复用的UI组件。
• libs/api: API客户端库，用于与后端API进行交互。
• libs/utils: 工具函数库，包含各种通用的工具函数。

使用Nx，我们可以这样组织项目结构：

my-store/
├── apps/
│   ├── web/
│   │   ├── src/
│   │   │   ├── app/
│   │   │   │   ├── app.tsx
│   │   │   │   └── ...
│   │   │   └── ...
│   │   ├── project.json
│   │   ├── tsconfig.json
│   │   └── ...
│   └── admin/
│       ├── src/
│       │   ├── app/
│       │   │   ├── app.tsx
│       │   │   └── ...
│       │   └── ...
│       ├── project.json
│       ├── tsconfig.json
│       └── ...
├── libs/
│   ├── ui/
│   │   ├── src/
│   │   │   ├── lib/
│   │   │   │   ├── button/
│   │   │   │   │   ├── button.tsx
│   │   │   │   │   └── ...
│   │   │   │   └── ...
│   │   │   └── index.ts
│   │   ├── project.json
│   │   ├── tsconfig.json
│   │   └── ...
│   ├── api/
│   │   ├── src/
│   │   │   ├── lib/
│   │   │   │   ├── products.ts
│   │   │   │   └── ...
│   │   │   └── index.ts
│   │   ├── project.json
│   │   ├── tsconfig.json
│   │   └── ...
│   └── utils/
│       ├── src/
│       │   ├── lib/
│       │   │   ├── format-currency.ts
│       │   │   └── ...
│       │   └── index.ts
│       ├── project.json
│       ├── tsconfig.json
│       └── ...
├── nx.json
├── package.json
├── tsconfig.base.json
└── ...

• 每个应用和库都有自己的src目录，用于存放源代码。
• 每个应用和库都有自己的project.json文件，用于配置Nx的构建、测试等任务。
• nx.json文件用于配置Nx的工作区。
• package.json文件用于管理项目依赖。
• tsconfig.base.json文件用于配置TypeScript的编译选项。

通过这种结构，我们可以清晰地组织代码，方便代码共享和依赖管理。

Monorepo的优势与挑战并存

Monorepo是一种强大的代码管理模式，可以提高代码复用率、简化依赖管理、促进团队协作。Lerna和Nx是两种常用的Monorepo工具，可以帮助你更好地实践Monorepo。选择合适的工具，并遵循最佳实践，可以帮助你克服Monorepo的挑战，充分发挥其优势。

最后的一点建议

在选择Monorepo之前，请仔细评估你的项目需求和团队情况。Monorepo并非银弹，它只适用于特定的场景。如果你的项目规模较小，或者团队成员较少，Multi-repo可能更适合你。只有当你确定Monorepo能够解决你的问题，并为你带来实际的价值时，才应该选择它。同时，保持学习和实践，不断优化你的Monorepo实践，才能真正发挥Monorepo的优势。