Yarn PnP 与 Node.js ESM 模块加载的兼容性问题深度解析

引言

在现代前端开发中，包管理工具和模块系统的演进一直是开发者关注的焦点。Yarn 作为主流的包管理工具之一，其 Plug'n'Play (PnP) 机制通过消除 node_modules 目录带来了显著的性能提升。然而，随着 Node.js 对 ECMAScript Modules (ESM) 支持的不断完善，Yarn PnP 与 Node.js 模块系统之间的兼容性问题也逐渐浮现。

问题背景

在 Yarn 4.6.0 版本发布后，部分开发者遇到了一个棘手的模块加载问题：当使用 Jest 或 Storybook 等工具时，系统会抛出 ERR_MODULE_NOT_FOUND 错误，提示无法找到如 babel-jest 这样的依赖包。这一问题在 Yarn 4.5.3 或 npm 中并不存在，且与 Node.js 版本密切相关。

技术根源分析

Node.js 模块加载机制的演进

Node.js 的模块系统经历了从 CommonJS (CJS) 到 ESM 的转变过程。在 Node.js 22.12.0 及以上版本中，默认启用了 require(esm) 功能，允许通过传统的 require() 语法加载 ESM 模块。这一变化虽然提高了兼容性，但也带来了新的挑战。

Yarn PnP 的工作原理

Yarn PnP 通过替换 Node.js 默认的模块解析机制来实现其功能。它主要通过以下方式介入模块加载过程：

1. 对 CJS 模块加载器进行修改（monkey-patch），修改 Module._resolveFilename 等核心方法
2. 通过 --loader 参数或 module.register() API 介入 ESM 加载流程

问题发生的条件链

经过深入分析，该问题仅在以下条件同时满足时出现：

1. 启用了 Yarn PnP 机制
2. Node.js 启用了 require(esm) 功能（Node.js ≥22.12.0 默认开启）
3. Node.js 版本低于 23.5.0（缺少 module.registerHooks API）
4. 通过 require(esm) 加载的 ESM 模块中包含需要 PnP 解析的静态导入

根本原因

问题的核心在于 Node.js 的 require(esm) 实现在某些版本中存在加载流程的"问题"：当通过 require 加载 ESM 模块时，该模块内部的静态导入既不会走 CJS 的加载流程（被修改的），也不会走 ESM 的加载流程（通过 --loader 注册的）。这使得 Yarn PnP 无法介入这些静态导入的解析过程，导致模块找不到的错误。

解决方案与变通方法

长期解决方案

1. 升级 Node.js 版本：使用 Node.js ≥23.5.0 版本，其中引入了 module.registerHooks API，修复了加载流程的问题
2. 等待工具链适配：期待 Jest 等工具更新其模块加载逻辑，更好地处理现代 Node.js 特性

临时解决方案

1. 降级 Node.js：使用 Node.js ≤22.11.0 版本，这些版本默认不启用 require(esm)
2. 禁用实验性功能：通过 --no-experimental-require-module 标志或设置 NODE_OPTIONS 环境变量禁用 require(esm)
3. 修改代码：将静态导入改为动态导入，如 export default import('babel-jest').then((module) => module.default.createTransformer())

开发者应对策略

对于遇到此问题的开发者，建议按照以下步骤排查和解决：

1. 确认 Node.js 版本和 Yarn 版本
2. 检查是否必须使用 Yarn PnP
3. 评估升级 Node.js 版本的可能性
4. 如果必须使用特定 Node.js 版本，考虑禁用 require(esm)
5. 对于关键依赖，考虑临时 patch 或 fork 修改

技术启示与最佳实践

这一问题的出现给我们带来了几个重要的技术启示：

1. 实验性功能的谨慎使用：Node.js 的 require(esm) 仍标记为实验性功能，生产环境应谨慎评估
2. 工具链的兼容性矩阵：现代前端开发需要密切关注 Node.js、包管理工具和构建工具之间的版本兼容性
3. 模块系统的统一趋势：随着 ESM 成为 JavaScript 标准，长期来看迁移到纯 ESM 代码库是更可持续的方案
4. 依赖管理的复杂性：Yarn PnP 等创新方案虽然带来了性能优势，但也增加了与底层系统集成的复杂度

结语

Yarn PnP 与 Node.js 模块系统的兼容性问题反映了现代 JavaScript 生态系统的快速演进和复杂性。作为开发者，理解这些底层机制不仅能帮助我们解决眼前的问题，更能为未来的技术决策提供依据。随着 Node.js 和 Yarn 的持续发展，这类问题将逐步得到解决，但在过渡时期，掌握有效的排查和解决方法显得尤为重要。