windows系统下npm升级的正确姿势以及原理

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作者：陈观喜

网上关于npm升级很多方法多种多样，但是在windows系统下不是每种方法都会正确升级。其中在windows系统下主要的升级方法有以下三种：

• 首先最暴力的方法删掉nodejs和npm，然后在官网上Download 最新的msi，然后msi的安装会更新你的node和npm。

• 其次就是利用 npm install -g npm，这种方法是网上大多数人使用的方法，但是这种方法会有潜在的问题，我们在下面会介绍。

• 最后是利用npm-windows-upgrade来升级，参见How can I update npm on Windows?用管理员权限打开PowerShell，然后执行以下命令：

  Set-ExecutionPolicy Unrestricted -Scope CurrentUser -Forcenpm install -g npm-windows-upgradenpm-windows-upgrade

  其中，推荐使用第三种方法，这也是npm团队官方推荐使用的方法

准备工作

1. windows下的模拟终端：推荐使用powershell，经本人测试git bash 和mintty 终端模拟器在执行npm命令的时候会有问题，这两个终端执行的原理有兴趣的可以研究一下。

三种方法的比较

1.通过升级nodejs来升级

这种方法只需要删除nodejs和npm，然后下载最新的node进行安装就行。需要注意的是，删除npm的时候，需要把NODEJS目录下的npm文件夹和APPDATA的Roaming目录下的文件夹下的npm、npm-cache文件夹删除干净。

(NODEJS目录指的是你安装nodejs的目录，默认是C:\Program Files\nodejs， APPDATA的Roaming目录指的是C:\Users\<username>\AppData\Roaming，本人的APPDATA目录是C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming。windows系统的应用程序经常把数据和设置存放在用户的APPDATA目录，每个windows用户都有自己的APPDATA目录。)另外，APPDATA目录的用途参考What Is the AppData Folder in Windows?

2.npm install -g npm 方法（重点介绍）

在执行这个方法之前，先看一下我现在的node和npm版本：

$ node -v
v8.11.3$ npm -v5.6.0

然后执行npm install -g npm得到以下结果：

$ npm -v 
6.4.1

好像升级成功了？！
我们来看一下是不是真的吧nodejs目录的npm升级成功了：

打开NODEJS目录下对应的npm目录（C:\Program Files\nodejs\node_modules\npm）
的package.json文件：

还是5.6.0！！

然后打开APPDATA路径下的npm目录（C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm），可以看到这里新增加了一个npm，打开其package.json文件可以得到：

在终端下执行npm -v得到的是APPDATA目录npm的版本结果。那么在执行npm命令的时候到底是执行哪一个npm呢？

从上图得出，不管执行哪一个路径下的npm，得到的结果都是一样的。
再深一步，我们先看一下NODEJS目录下的npm是怎么执行的。打开npm.cmd文件，了解这个文件到底执行了什么。

npm命令执行原理:

我们在npm.cmd文件加上一下log看一下相关的变量：

执行npm -v得到的结果:

'~dp0: ' C:\Program Files\nodejs\'NODE_EXE: ' C:\Program Files\nodejs\\node.exe'NPM_CLI_JS: ' C:\Program Files\nodejs\\node_modules\npm\bin\npm-cli.js'NPM_PREFIX_NPM_CLI_JS: ' C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm\node_modules\npm\bin\npm-cli.js'NPM_CLI_JS: ' C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm\node_modules\npm\bin\npm-cli.js'npm command ===:' C:\Program Files\nodejs\\node.exe C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm\node_modules\npm\bin\npm-cli.js6.4.1

重要的注释（具体命令参考windows批处理(cmd/bat)编程详解）：

• %~dp0只可以用在批处理文件中，它是由它所在的批处理文件的目录位置决定的,是批处理文件所在的盘符:+路径，

• 设置npm-cli-js文件为批处理文件处理的目录对应的npm-cli.js文件关键：执行"%NODE_EXE%" "%NPM_CLI_JS%" prefix -g这个命令，也就是npm prefix -g这个命令(这个命令在下一小节说明)，可以得到：C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm。接着设置NPM_PREFIX_NPM_CLI_JS这个变量，如果存在NPM_PREFIX_NPM_CLI_JS，就把npm-cli.js设置为NPM_PREFIX_NPM_CLI_JS目录下的npm-cli.js文件

• 最后执行node.exe {对应的}\node_modules\npm\bin\npm-cli.js

npm prefix -g这个命令得到以下结果：C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm具体命令执行的过程大概是通过读取prefix的配置，然后输出配置的结果

• 打开C:\Program Files\nodejs\node_modules\npm目录下的npmrc文件，可以看到只有一行的代码prefix=${APPDATA}\npm

• ${APPDATA}指的是node环境下的process.env.APPDATA变量

• 结果是：C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming

总结：

执行npm命令实际上是执行了node ${对应的}/npm-cli.js这个命令，关键是哪一个npm-cli.js文件：

• 总的执行过程就是要判断执行哪一个npm-cli.js文件。也就是说，如果存在全局prefix，那就执行全局prefix下的那个npm-cli.js 文件

• 也就是说执行npm命令，实际上是执行./node.exe ${对应的目录下}/node_modules\npm\bin\npm-cli.js

综上所述，npm命令执行的是nodejs目录下的npm命令。在弄清楚了npm是怎么执行之后，我们可以知道执行npm install -g npm 这个命令，其实是重新下载并安装了全局环境的npm包，然后通过prefix这个配置来链接到全局环境下的npm-cli.js文件，这个过程并没有对NODEJS目录下的npm版本进行任何修改。
所以，潜在的问题是当prefix配置被修改之后，npm执行的环境是未知的，不推荐这种通过链接到全局npm包的代理方式来升级npm。

3.npm升级的正确姿势应该是npm官方推荐的方法

参见How can I update npm on Windows?

用管理员权限打开PowerShell，然后执行以下命令：

Set-ExecutionPolicy Unrestricted -Scope CurrentUser -Forcenpm install -g npm-windows-upgradenpm-windows-upgrade

npm-windows-upgrade的执行过程：

1.  ensureExecutionPolicy：检查用户的powershell 执行权限政策等2.  ensureInternet：检查用户的网络状况3.  chooseVersion： 让用户选择一个npm版本4.  choosePath： 找到正确的npm安装目录5.  upgrade：自动找到正升级npm的正确目录，保护和重新应用现有的配置，最终调用npm install -g npm

详细过程有兴趣的可以打开源文件看一下：
主要是以下三个文件：

1. C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm\npm-windows-upgrade.cmd

2. C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm\node_modules\npm-windows-upgrade\bin\npm-windows-upgrade.js

3. C:\Users\chenguanxi\AppData\Roaming\npm\node_modules\npm-windows-upgrade\lib\upgrader.js

也就是说执行npm-windows-upgrade，它会帮助我们自动找到正升级npm的正确目录，保护和重新应用现有的配置，最终调用npm install -g npm

总结

综上，在windows系统下升级npm的最佳方法是用npm-windows-upgrade来升级，这样可以保护并且重新应用到现有的配置，避免了潜在的问题。
通过以上实验过程有以下知识点总结：

• npm命令是通过node npm-cli.js 命令来实现的

• windows系统下，npm的全局包管理环境和node目录是分开的

以上有不对的地方，希望大家指正。

参考：

• How can I update npm on Windows?

• What does %~dp0 mean, and how does it work?

• What Is the AppData Folder in Windows?

• npm wiki:Troubleshooting

• windows批处理(cmd/bat)编程详解

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