بنية الواجهة الأمامية: الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات – دليل شامل

في مشهد تطوير الويب المعقد اليوم، يمكن أن يكون بناء تطبيقات الواجهة الأمامية واسعة النطاق وصيانتها أمرًا صعبًا. غالبًا ما تؤدي بنيات الواجهة الأمامية التقليدية المتجانسة إلى تضخم الكود، وأوقات بناء بطيئة، وصعوبات في تعاون الفريق. تقدم الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات حلولًا قوية لهذه المشاكل عن طريق تقسيم التطبيقات الكبيرة إلى أجزاء أصغر ومستقلة وقابلة للإدارة. يستكشف هذا الدليل الشامل مفاهيم بنية الواجهة الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات، وفوائدها، وتحدياتها، واستراتيجيات تنفيذها، ومتى يتم اختيارها.

ما هي الواجهات الأمامية المصغرة؟

الواجهات الأمامية المصغرة هي نمط معماري يهيكل تطبيق الواجهة الأمامية كمجموعة من الوحدات المستقلة والمكتفية ذاتيًا، كل منها يمتلكه فريق منفصل. يمكن تطوير هذه الوحدات واختبارها ونشرها بشكل مستقل، مما يسمح بمرونة أكبر وقابلية للتوسع. فكر في الأمر على أنه مجموعة من مواقع الويب المستقلة المدمجة بسلاسة في تجربة مستخدم واحدة.

الفكرة الأساسية وراء الواجهات الأمامية المصغرة هي تطبيق مبادئ الخدمات المصغرة على الواجهة الأمامية. فكما تقوم الخدمات المصغرة بتقسيم الواجهة الخلفية إلى خدمات أصغر يمكن إدارتها، تقوم الواجهات الأمامية المصغرة بتقسيم الواجهة الأمامية إلى تطبيقات أو ميزات أصغر يمكن إدارتها.

فوائد الواجهات الأمامية المصغرة:

• زيادة قابلية التوسع: يسمح النشر المستقل للواجهات الأمامية المصغرة للفرق بتوسيع نطاق أجزائها من التطبيق دون التأثير على الفرق الأخرى أو التطبيق بأكمله.
• تحسين قابلية الصيانة: قواعد الكود الأصغر أسهل في الفهم والاختبار والصيانة. كل فريق مسؤول عن واجهته الأمامية المصغرة، مما يسهل تحديد المشكلات وإصلاحها.
• تنوع التكنولوجيا: يمكن للفرق اختيار أفضل حزمة تقنية لواجهتها الأمامية المصغرة المحددة، مما يسمح بمرونة وابتكار أكبر. يمكن أن يكون هذا أمرًا بالغ الأهمية في المؤسسات الكبيرة حيث قد يكون لدى الفرق المختلفة خبرة في أطر عمل مختلفة.
• عمليات نشر مستقلة: يمكن نشر الواجهات الأمامية المصغرة بشكل مستقل، مما يسمح بدورات إصدار أسرع وتقليل المخاطر. هذا مهم بشكل خاص للتطبيقات الكبيرة التي تتطلب تحديثات متكررة.
• استقلالية الفريق: تتمتع الفرق بملكية كاملة لواجهتها الأمامية المصغرة، مما يعزز الشعور بالمسؤولية والمساءلة. وهذا يمكّن الفرق من اتخاذ القرارات والتكرار بسرعة.
• إعادة استخدام الكود: يمكن مشاركة المكونات والمكتبات المشتركة عبر الواجهات الأمامية المصغرة، مما يعزز إعادة استخدام الكود والاتساق.

تحديات الواجهات الأمامية المصغرة:

• زيادة التعقيد: يضيف تنفيذ بنية الواجهة الأمامية المصغرة تعقيدًا إلى النظام العام. قد يكون تنسيق فرق متعددة وإدارة الاتصال بين الواجهات الأمامية المصغرة أمرًا صعبًا.
• تحديات التكامل: يتطلب ضمان التكامل السلس بين الواجهات الأمامية المصغرة تخطيطًا وتنسيقًا دقيقين. يجب معالجة قضايا مثل التبعيات المشتركة والتوجيه والتصميم.
• عبء الأداء: يمكن أن يؤدي تحميل واجهات أمامية مصغرة متعددة إلى عبء على الأداء، خاصة إذا لم يتم تحسينها. يجب إيلاء اهتمام دقيق لأوقات التحميل واستخدام الموارد.
• إدارة الحالة المشتركة: قد تكون إدارة الحالة المشتركة عبر الواجهات الأمامية المصغرة معقدة. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى استراتيجيات مثل المكتبات المشتركة أو نواقل الأحداث أو حلول إدارة الحالة المركزية.
• العبء التشغيلي: يمكن أن تكون إدارة البنية التحتية لواجهات أمامية مصغرة متعددة أكثر تعقيدًا من إدارة تطبيق متجانس واحد.
• الاهتمامات المشتركة: يتطلب التعامل مع الاهتمامات المشتركة مثل المصادقة والترخيص والتحليلات تخطيطًا وتنسيقًا دقيقين عبر الفرق.

ما هو اتحاد الوحدات (Module Federation)؟

اتحاد الوحدات هو بنية جافاسكريبت، تم تقديمها في Webpack 5، تسمح لك بمشاركة الكود بين التطبيقات التي تم بناؤها ونشرها بشكل منفصل. يمكّنك من إنشاء واجهات أمامية مصغرة عن طريق تحميل وتنفيذ الكود ديناميكيًا من تطبيقات أخرى في وقت التشغيل. بشكل أساسي، يسمح لتطبيقات جافاسكريبت المختلفة بالعمل ككتل بناء لبعضها البعض.

على عكس الأساليب التقليدية للواجهات الأمامية المصغرة التي تعتمد غالبًا على iframes أو مكونات الويب، يسمح اتحاد الوحدات بالتكامل السلس والحالة المشتركة بين الواجهات الأمامية المصغرة. يسمح لك بكشف المكونات أو الوظائف أو حتى الوحدات بأكملها من تطبيق إلى آخر، دون الحاجة إلى نشرها في سجل حزم مشترك.

المفاهيم الأساسية لاتحاد الوحدات:

• المضيف (Host): التطبيق الذي يستهلك الوحدات من التطبيقات الأخرى (البعيدة).
• البعيد (Remote): التطبيق الذي يكشف الوحدات للاستهلاك من قبل التطبيقات الأخرى (المضيفة).
• التبعيات المشتركة: التبعيات التي تتم مشاركتها بين التطبيقات المضيفة والبعيدة. يسمح لك اتحاد الوحدات بتجنب تكرار التبعيات المشتركة، مما يحسن الأداء ويقلل من حجم الحزمة.
• تكوين Webpack: يتم تكوين اتحاد الوحدات من خلال ملف تكوين Webpack، حيث تحدد الوحدات التي سيتم كشفها والوحدات البعيدة التي سيتم استهلاكها.

فوائد اتحاد الوحدات:

• مشاركة الكود: يمكّن اتحاد الوحدات من مشاركة الكود بين التطبيقات المبنية والمنشورة بشكل منفصل، مما يقلل من تكرار الكود ويحسن إعادة استخدامه.
• عمليات نشر مستقلة: يمكن نشر الواجهات الأمامية المصغرة بشكل مستقل، مما يسمح بدورات إصدار أسرع وتقليل المخاطر. لا تتطلب التغييرات على واجهة أمامية مصغرة واحدة إعادة نشر الواجهات الأمامية المصغرة الأخرى.
• محايد تقنيًا (إلى حد ما): بينما يستخدم بشكل أساسي مع التطبيقات القائمة على Webpack، يمكن دمج اتحاد الوحدات مع أدوات بناء وأطر عمل أخرى ببعض الجهد.
• تحسين الأداء: من خلال مشاركة التبعيات وتحميل الوحدات ديناميكيًا، يمكن لاتحاد الوحدات تحسين أداء التطبيق وتقليل حجم الحزمة.
• تبسيط التطوير: يبسط اتحاد الوحدات عملية التطوير من خلال السماح للفرق بالعمل على واجهات أمامية مصغرة مستقلة دون الحاجة إلى القلق بشأن مشكلات التكامل.

تحديات اتحاد الوحدات:

• الاعتماد على Webpack: يعد اتحاد الوحدات بشكل أساسي ميزة من ميزات Webpack، مما يعني أنك بحاجة إلى استخدام Webpack كأداة بناء.
• تعقيد التكوين: قد يكون تكوين اتحاد الوحدات معقدًا، خاصة للتطبيقات الكبيرة التي تحتوي على العديد من الواجهات الأمامية المصغرة.
• إدارة الإصدارات: قد تكون إدارة إصدارات التبعيات المشتركة والوحدات المكشوفة صعبة. يتطلب الأمر تخطيطًا وتنسيقًا دقيقين لتجنب التعارضات وضمان التوافق.
• أخطاء وقت التشغيل: يمكن أن تؤدي المشكلات المتعلقة بالوحدات البعيدة إلى أخطاء في وقت التشغيل في التطبيق المضيف. يعد التعامل السليم مع الأخطاء والمراقبة أمرًا ضروريًا.
• الاعتبارات الأمنية: يثير كشف الوحدات للتطبيقات الأخرى اعتبارات أمنية. تحتاج إلى التفكير بعناية في الوحدات التي يجب كشفها وكيفية حمايتها من الوصول غير المصرح به.

بنيات الواجهات الأمامية المصغرة: مقاربات مختلفة

هناك العديد من المقاربات المختلفة لتنفيذ بنيات الواجهات الأمامية المصغرة، لكل منها مزاياه وعيوبه. إليك بعض المقاربات الأكثر شيوعًا:

• التكامل في وقت البناء: يتم بناء الواجهات الأمامية المصغرة ودمجها في تطبيق واحد في وقت البناء. هذه المقاربة سهلة التنفيذ ولكنها تفتقر إلى مرونة المقاربات الأخرى.
• التكامل في وقت التشغيل عبر Iframes: يتم تحميل الواجهات الأمامية المصغرة في iframes في وقت التشغيل. توفر هذه المقاربة عزلًا قويًا ولكنها يمكن أن تؤدي إلى مشكلات في الأداء وصعوبات في الاتصال بين الواجهات الأمامية المصغرة.
• التكامل في وقت التشغيل عبر مكونات الويب (Web Components): يتم تجميع الواجهات الأمامية المصغرة كمكونات ويب وتحميلها في التطبيق الرئيسي في وقت التشغيل. توفر هذه المقاربة عزلًا جيدًا وإعادة استخدام ولكنها قد تكون أكثر تعقيدًا في التنفيذ.
• التكامل في وقت التشغيل عبر جافاسكريبت: يتم تحميل الواجهات الأمامية المصغرة كوحدات جافاسكريبت في وقت التشغيل. توفر هذه المقاربة أكبر قدر من المرونة والأداء ولكنها تتطلب تخطيطًا وتنسيقًا دقيقين. يندرج اتحاد الوحدات ضمن هذه الفئة.
• التضمينات من جانب الحافة (ESI): مقاربة من جانب الخادم حيث يتم تجميع أجزاء من HTML على حافة شبكة توصيل المحتوى (CDN).

استراتيجيات التنفيذ للواجهات الأمامية المصغرة مع اتحاد الوحدات

يتطلب تنفيذ الواجهات الأمامية المصغرة مع اتحاد الوحدات تخطيطًا وتنفيذًا دقيقين. إليك بعض الاستراتيجيات الرئيسية التي يجب مراعاتها:

1. تحديد حدود واضحة: حدد بوضوح الحدود بين الواجهات الأمامية المصغرة. يجب أن تكون كل واجهة أمامية مصغرة مسؤولة عن مجال أو ميزة معينة.
2. إنشاء مكتبة مكونات مشتركة: أنشئ مكتبة مكونات مشتركة يمكن استخدامها من قبل جميع الواجهات الأمامية المصغرة. هذا يعزز الاتساق ويقلل من تكرار الكود. يمكن أن تكون مكتبة المكونات نفسها وحدة فيدرالية.
3. تنفيذ نظام توجيه مركزي: قم بتنفيذ نظام توجيه مركزي يتعامل مع التنقل بين الواجهات الأمامية المصغرة. هذا يضمن تجربة مستخدم سلسة.
4. اختيار استراتيجية لإدارة الحالة: اختر استراتيجية لإدارة الحالة تعمل بشكل جيد لتطبيقك. تشمل الخيارات المكتبات المشتركة أو نواقل الأحداث أو حلول إدارة الحالة المركزية مثل Redux أو Vuex.
5. تنفيذ خط أنابيب قوي للبناء والنشر: قم بتنفيذ خط أنابيب قوي للبناء والنشر يقوم بأتمتة عملية بناء واختبار ونشر الواجهات الأمامية المصغرة.
6. إنشاء قنوات اتصال واضحة: أنشئ قنوات اتصال واضحة بين الفرق التي تعمل على واجهات أمامية مصغرة مختلفة. هذا يضمن أن الجميع على نفس الصفحة وأن المشكلات يتم حلها بسرعة.
7. مراقبة وقياس الأداء: راقب وقس أداء بنية الواجهة الأمامية المصغرة الخاصة بك. هذا يسمح لك بتحديد ومعالجة اختناقات الأداء.

مثال: تنفيذ واجهة أمامية مصغرة بسيطة باستخدام اتحاد الوحدات (React)

دعنا نوضح مثالًا بسيطًا باستخدام React و Webpack module federation. سيكون لدينا تطبيقان: تطبيق مضيف (Host) وتطبيق بعيد (Remote).

التطبيق البعيد (RemoteApp) - يكشف عن مكون

1. تثبيت التبعيات:

            npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

2. إنشاء مكون بسيط (RemoteComponent.jsx):

            import React from 'react';

const RemoteComponent = () => {
  return <div style={{ border: '2px solid blue', padding: '10px', margin: '10px' }}>
           <h2>Remote Component</h2>
           <p>This component is being served from the Remote App!</p>
         </div>;
};

export default RemoteComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

3. إنشاء index.js:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import RemoteComponent from './RemoteComponent';

ReactDOM.render(<RemoteComponent />, document.getElementById('root'));
            

              
                Copy
              
            
          

4. إنشاء webpack.config.js:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './index',
  mode: 'development',
  devServer: {
    port: 3001,
  },
  output: {
    publicPath: 'auto',
  },
  resolve: {
    extensions: ['.js', '.jsx'],
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(js|jsx)$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'],
          },
        },
      },
    ],
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'RemoteApp',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './RemoteComponent': './RemoteComponent',
      },
      shared: {
        ...require('./package.json').dependencies,
        react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react'] },
        'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react-dom'] },
      },
    }),
    new HtmlWebpackPlugin({
      template: './index.html',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

5. إنشاء index.html:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Remote App</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

6. إضافة تكوين Babel (.babelrc أو babel.config.js):

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

7. تشغيل التطبيق البعيد:

            npx webpack serve
            

              
                Copy
              
            
          

التطبيق المضيف (HostApp) - يستهلك المكون البعيد

1. تثبيت التبعيات:

            npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

2. إنشاء مكون بسيط (Home.jsx):

            import React, { Suspense } from 'react';

const RemoteComponent = React.lazy(() => import('RemoteApp/RemoteComponent'));

const Home = () => {
  return (
    <div style={{ border: '2px solid green', padding: '10px', margin: '10px' }}>
      <h1>Host Application</h1>
      <p>This is the main application consuming a remote component.</p>
      <Suspense fallback={<div>Loading Remote Component...</div>}>
        <RemoteComponent />
      </Suspense>
    </div>
  );
};

export default Home;
            

              
                Copy
              
            
          

3. إنشاء index.js:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import Home from './Home';

ReactDOM.render(<Home />, document.getElementById('root'));
            

              
                Copy
              
            
          

4. إنشاء webpack.config.js:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './index',
  mode: 'development',
  devServer: {
    port: 3000,
  },
  output: {
    publicPath: 'auto',
  },
  resolve: {
    extensions: ['.js', '.jsx'],
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(js|jsx)$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'],
          },
        },
      },
    ],
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'HostApp',
      remotes: {
        RemoteApp: 'RemoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        ...require('./package.json').dependencies,
        react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react'] },
        'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react-dom'] },
      },
    }),
    new HtmlWebpackPlugin({
      template: './index.html',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

5. إنشاء index.html:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Host App</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

6. إضافة تكوين Babel (.babelrc أو babel.config.js):

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

7. تشغيل التطبيق المضيف:

            npx webpack serve
            

              
                Copy
              
            
          

يوضح هذا المثال كيف يمكن للتطبيق المضيف استهلاك RemoteComponent من التطبيق البعيد في وقت التشغيل. تشمل الجوانب الرئيسية تحديد نقطة الدخول البعيدة في تكوين webpack الخاص بالمضيف واستخدام React.lazy و Suspense لتحميل المكون البعيد بشكل غير متزامن.

متى تختار الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات

الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات ليست حلاً واحدًا يناسب الجميع. إنها الأنسب للتطبيقات الكبيرة والمعقدة التي تعمل فيها فرق متعددة بالتوازي. إليك بعض السيناريوهات التي يمكن أن تكون فيها الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات مفيدة:

• الفرق الكبيرة: عندما تعمل فرق متعددة على نفس التطبيق، يمكن أن تساعد الواجهات الأمامية المصغرة في عزل الكود وتقليل التعارضات.
• التطبيقات القديمة: يمكن استخدام الواجهات الأمامية المصغرة لترحيل تطبيق قديم تدريجيًا إلى بنية حديثة.
• عمليات النشر المستقلة: عندما تحتاج إلى نشر التحديثات بشكل متكرر دون التأثير على أجزاء أخرى من التطبيق، يمكن أن توفر الواجهات الأمامية المصغرة العزل اللازم.
• تنوع التكنولوجيا: عندما ترغب في استخدام تقنيات مختلفة لأجزاء مختلفة من التطبيق، يمكن أن تسمح لك الواجهات الأمامية المصغرة بذلك.
• متطلبات قابلية التوسع: عندما تحتاج إلى توسيع نطاق أجزاء مختلفة من التطبيق بشكل مستقل، يمكن أن توفر الواجهات الأمامية المصغرة المرونة اللازمة.

ومع ذلك، ليست الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات دائمًا الخيار الأفضل. بالنسبة للتطبيقات الصغيرة والبسيطة، قد لا يستحق التعقيد الإضافي الفوائد. في مثل هذه الحالات، قد تكون البنية المتجانسة أكثر ملاءمة.

المقاربات البديلة للواجهات الأمامية المصغرة

في حين أن اتحاد الوحدات أداة قوية لبناء الواجهات الأمامية المصغرة، إلا أنها ليست المقاربة الوحيدة. إليك بعض الاستراتيجيات البديلة:

• Iframes: مقاربة بسيطة ولكنها غالبًا ما تكون أقل أداءً، وتوفر عزلًا قويًا ولكن مع تحديات في الاتصال والتصميم.
• مكونات الويب (Web Components): مقاربة قائمة على المعايير لإنشاء عناصر واجهة مستخدم قابلة لإعادة الاستخدام. يمكن استخدامها لبناء واجهات أمامية مصغرة محايدة لإطار العمل.
• Single-SPA: إطار عمل لتنسيق تطبيقات جافاسكريبت متعددة على صفحة واحدة.
• التضمينات من جانب الخادم (SSI) / التضمينات من جانب الحافة (ESI): تقنيات من جانب الخادم لتكوين أجزاء من HTML.

أفضل الممارسات لبنية الواجهة الأمامية المصغرة

يتطلب تنفيذ بنية الواجهة الأمامية المصغرة بفعالية الالتزام بأفضل الممارسات:

• مبدأ المسؤولية الواحدة: يجب أن يكون لكل واجهة أمامية مصغرة مسؤولية واضحة ومحددة جيدًا.
• قابلية النشر المستقل: يجب أن تكون كل واجهة أمامية مصغرة قابلة للنشر بشكل مستقل.
• الحياد التكنولوجي (حيثما أمكن): اسعَ إلى الحياد التكنولوجي للسماح للفرق باختيار أفضل الأدوات للوظيفة.
• الاتصال القائم على العقود: حدد عقودًا واضحة للاتصال بين الواجهات الأمامية المصغرة.
• الاختبار الآلي: نفذ اختبارًا آليًا شاملاً لضمان جودة كل واجهة أمامية مصغرة والنظام بأكمله.
• التسجيل والمراقبة المركزية: نفذ تسجيلًا ومراقبة مركزية لتتبع أداء وصحة بنية الواجهة الأمامية المصغرة.

الخاتمة

تقدم الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات مقاربة قوية لبناء تطبيقات واجهة أمامية قابلة للتطوير والصيانة ومرنة. من خلال تقسيم التطبيقات الكبيرة إلى وحدات أصغر ومستقلة، يمكن للفرق العمل بكفاءة أكبر، وإصدار التحديثات بشكل متكرر، والابتكار بسرعة أكبر. في حين أن هناك تحديات مرتبطة بتنفيذ بنية الواجهة الأمامية المصغرة، فإن الفوائد غالبًا ما تفوق التكاليف، خاصة بالنسبة للتطبيقات الكبيرة والمعقدة. يوفر اتحاد الوحدات حلاً أنيقًا وفعالًا بشكل خاص لمشاركة الكود والمكونات بين الواجهات الأمامية المصغرة. من خلال التخطيط والتنفيذ الدقيق لاستراتيجية الواجهة الأمامية المصغرة الخاصة بك، يمكنك إنشاء بنية واجهة أمامية مناسبة تمامًا لاحتياجات مؤسستك ومستخدميك.

مع استمرار تطور مشهد تطوير الويب، من المرجح أن تصبح الواجهات الأمامية المصغرة واتحاد الوحدات أنماطًا معمارية ذات أهمية متزايدة. من خلال فهم المفاهيم والفوائد والتحديات لهذه المقاربات، يمكنك وضع نفسك في موقع يسمح لك ببناء الجيل التالي من تطبيقات الويب.