【ITニュース解説】Pnpm: Faster, Leaner Node.js Package Manager - Save Disk

Pnpmは、Node.jsプロジェクトで使われるパッケージ（ソフトウェア部品）を管理するための新しいツールだ。既存のNpmやYarnといったパッケージマネージャーに代わる選択肢として、Pnpmは主にインストール速度の向上とディスク容量の節約という点で大きな利点を提供し、多くの開発者から注目を集めている。これは、特に複数のプロジェクトを同時に管理している場合や、依存するパッケージが非常に多い大規模なプロジェクトにおいて、開発効率を大きく改善する可能性がある。

Pnpmが開発者に選ばれる大きな理由の一つは、その圧倒的なインストール速度にある。新しいプロジェクトで依存関係をゼロからインストールする場合（コールドキャッシュと呼ばれる状態）や、CI（継続的インテグレーションという、ソフトウェアを自動でテスト・ビルドするシステム）環境での実行において、PnpmはNpmやYarnよりも明らかに高速な結果を示すことが多い。プロジェクトの規模が大きくなり、依存関係のグラフが複雑になるほど、この速度差は顕著になる傾向にある。たとえば、大規模なモノレポ（複数の関連プロジェクトを一つのリポジトリで管理する方式）のテストでは、Pnpmがコールドキャッシュで約58秒、ウォームキャッシュ（一部のパッケージが既にキャッシュされている状態）で約24秒という結果を出しているのに対し、Yarn 2ではコールドキャッシュで約6.5分、Yarn 3でも約1.2分かかる場合があるという。

次に、Pnpmの最も重要な特徴の一つとして、「ディスク容量の劇的な節約」が挙げられる。従来のパッケージマネージャーは、プロジェクトごとに必要なパッケージのコピーをそれぞれのnode_modulesディレクトリに保存していた。しかし、多くのプロジェクトで同じバージョンの同じパッケージが使われることは珍しくないため、同じデータがディスク上で何度も重複して保存され、無駄な容量を消費していた。Pnpmはこの問題を解決するために、パッケージをコンピューター全体で共有する仕組みを採用している。具体的には、一度ダウンロードしたパッケージの特定のバージョンを、コンピューター上の「グローバルなコンテンツアドレス型ストア」という特別な場所に保存する。コンテンツアドレス型ストアとは、パッケージの内容（コンテンツ）に基づいて一意な識別子（アドレス）を生成し、そのアドレスで管理する方式だ。これにより、同じ内容を持つパッケージは一度だけ保存され、複数のプロジェクトで共有されるため、ディスク上の重複が大幅に減少する。

さらに、Pnpmは「依存関係の厳格さ」も提供する。Pnpmは、各プロジェクトのnode_modules内に、実際にそのプロジェクトが直接宣言した依存関係のみを配置する「非フラットな構造」を構築する。これは、node_modules/.pnpmという仮想ストアディレクトリ以下に、パッケージの実際の依存関係を忠実に再現した入れ子構造として反映される。従来のマネージャーがデフォルトで採用していた、全ての依存関係をトップレベルに配置する「フラットな構造」では、プロジェクトが直接宣言していないパッケージにも誤ってアクセスできてしまうことがあった。これが「自分の環境では動くのに、他の環境では動かない」といった、依存関係に起因する不明な問題の原因となることがあった。Pnpmの厳格な構造は、このような「ファントム依存関係（幽霊依存関係）」の問題を防ぎ、より予測可能で安定した開発環境を提供する。

また、モノレポ開発においてもPnpmは優れた能力を発揮する。Pnpmはワークスペース機能をファーストクラス（第一級）でサポートしており、複数のパッケージやプロジェクトを一つのリポジトリで管理する際に、それらの間の依存関係を非常に効率的かつ一貫性のある方法で扱える。

Pnpmの具体的な動作原理は以下の通りだ。まず、パッケージをダウンロードする際、Pnpmは対象のパッケージの特定のバージョンを、コンピューター上の「グローバルなコンテンツアドレス型ストア」に一度だけ保存する。このストアは、各プロジェクトに固有のものではなく、コンピューター全体で共有されるキャッシュのようなものだ。その後、各プロジェクトのnode_modulesディレクトリには、このグローバルストアにある実際のパッケージファイルへの「ハードリンク」または「シンボリックリンク」が作成される。ハードリンクは同じデータの実体を指し示す別の名前のようなものであり、シンボリックリンクは他の場所にあるファイルやディレクトリへのショートカットのようなものだと理解できる。これにより、プロジェクトのnode_modulesディレクトリには物理的なコピーではなく、ストアへの参照が置かれるため、ディスク使用量が削減される。そして、Pnpmはnode_modules/.pnpmという仮想ストア内に、パッケージの実際の依存関係を反映した入れ子構造のディレクトリ（非フラットな依存関係ツリー）を構築する。この構造により、プロジェクトが直接指定したパッケージとその依存関係だけがアクセス可能となり、意図しないパッケージへのアクセスが防がれる。

これらの仕組みの結果として、Pnpmはディスクへの読み書き（ディスクI/O）を減らし、同じパッケージの重複をなくし、直接の依存関係と間接的な依存関係を明確に分離することで、開発者が依存関係にまつわる混乱を経験する機会を大幅に減らすことができる。

Pnpmの導入は比較的簡単だ。まず、Pnpm自体をグローバルにインストールする必要がある。これは、Npmを使ってnpm install -g pnpmと実行するか、Node.js 16.13以降であればCorepackというツールを有効にしてcorepack prepare pnpm@latest --activateと実行することで可能だ。次に、既存のプロジェクトをPnpmに移行する場合、以前のパッケージマネージャーが生成したnode_modulesディレクトリとロックファイル（package-lock.jsonやyarn.lock）を削除してプロジェクトをクリーンな状態にする。もし既存のロックファイルがある場合は、pnpm importコマンドを使ってそれをPnpmのロックファイル（pnpm-lock.yaml）に変換することもできる。その後は、pnpm installを実行すれば、Pnpmが依存関係をインストールする。日々の開発で実行するコマンドも、npm run buildのようなものをpnpm run buildのように置き換え、npm install lodashはpnpm add lodashとなる。モノレポを扱う場合は、pnpm-workspace.yamlというファイルを作成し、どのディレクトリをワークスペースとして扱うかを定義する。

Pnpmへの移行時にはいくつかの一般的な課題と解決策がある。一つは、Pnpmの厳格な依存関係のレイアウトにより、これまで暗黙的に利用できていた未宣言の依存関係がエラーとなる場合だ。この場合、そのパッケージを明示的にpnpm addで追加するか、特定のツールとの互換性のために限定的なホイスティング（パッケージをトップレベルに持ち上げる仕組み）オプションを使用することもできる。また、一部のビルドツールやCLI（コマンドラインインターフェース）がシンボリックリンクを適切に扱えないことがあるため、そのツールが依存するパッケージを明示的にワークスペースに追加するか、限定的なホイスティングを有効にすることが解決策となる。CI環境でPnpmを使う場合は、Pnpmのグローバルストアディレクトリやストアパスを正確にキャッシュする設定をしないと、キャッシュがうまく機能しないことがあるため、CIの設定を適切に調整する必要がある。チームの習慣を変えるのは難しい場合もあるため、alias pn=pnpmのように短いエイリアスを設定したり、プロジェクトのREADMEに主要コマンドの対応表を記載したりすることが、スムーズな移行を促す有効な方法となる。

Pnpmを採用するにあたってのベストプラクティスとしては、一つのリポジトリ内で複数のパッケージマネージャーを混在させず、Pnpmに統一することが推奨される。また、Pnpmが生成するpnpm-lock.yamlファイルをバージョン管理システムにコミットし、プルリクエストの際にレビューすることで、依存関係の変更を正確に追跡する。開発マシンとCI環境の両方でNode.jsとPnpmのバージョンを常に最新に保つことも重要だ。モノレポでは、pnpm-workspace.yamlでワークスペースの定義を明確にし、pnpm -rのようなコマンドを使ってリポジリト全体に対する操作を行う。そして、CIパイプラインの早い段階でPnpmストアのキャッシュを復元するように設定することで、CIの実行時間を短縮できる。

Pnpmを使うべきかどうかは、プロジェクトの状況によって判断が変わる。大規模なプロジェクトやモノレポを扱っていて、インストール時間の短縮やディスクスペースの節約を強く重視するなら、Pnpmは非常に強力な選択肢となるだろう。一方、プロジェクトが小規模でシンプルであり、既存のチームがNpmやYarnに慣れていて特に問題を感じていないのであれば、無理に移行する必要はないかもしれない。しかし、多くの場合、一つのリポジトリでPnpmを試用し、実際のインストール時間やディスク使用量の変化を計測してみる価値はあるだろう。もし、その結果が他の報告と同様に、高速なインストールと少ないディスク使用量を示すのであれば、Pnpmはあなたの開発ツールキットに加えるべき強力なツールとなるはずだ。高速なインストール、厳格で信頼性の高い依存関係解決、そして実質的なディスクスペースの節約は、複数のプロジェクトを掛け持ちしている開発者やモノレポを使っているチームにとって、最も簡単に得られる成果の一つとなる。