الواجهات الأمامية المصغرة: دليل شامل لاتحاد الوحدات (Module Federation)

في المشهد المتطور باستمرار لتطوير الويب، يمكن أن يصبح بناء وصيانة تطبيقات الواجهات الأمامية الكبيرة والمعقدة تحديًا كبيرًا. غالبًا ما تؤدي الواجهات الأمامية المتجانسة (Monolithic)، حيث يكون التطبيق بأكمله عبارة عن قاعدة تعليمات برمجية واحدة مترابطة بإحكام، إلى دورات تطوير أبطأ، وزيادة مخاطر النشر، وصعوبة في توسيع الميزات الفردية.

تقدم الواجهات الأمامية المصغرة حلاً عن طريق تقسيم الواجهة الأمامية إلى وحدات أصغر ومستقلة وقابلة للإدارة. يمكّن هذا النهج المعماري الفرق من العمل بشكل مستقل، والنشر بشكل مستقل، واختيار التقنيات الأنسب لاحتياجاتهم الخاصة. واحدة من أكثر التقنيات الواعدة لتنفيذ الواجهات الأمامية المصغرة هي اتحاد الوحدات (Module Federation).

ما هي الواجهات الأمامية المصغرة؟

الواجهات الأمامية المصغرة هي نمط معماري يتألف فيه تطبيق الواجهة الأمامية من عدة تطبيقات واجهة أمامية أصغر ومستقلة. يمكن تطوير هذه التطبيقات ونشرها وصيانتها بواسطة فرق مختلفة، باستخدام تقنيات مختلفة، ودون الحاجة إلى التنسيق في وقت البناء. كل واجهة أمامية مصغرة مسؤولة عن ميزة أو مجال معين من التطبيق الكلي.

المبادئ الأساسية للواجهات الأمامية المصغرة:

• محايدة تجاه التقنية: يمكن للفرق اختيار أفضل مجموعة تقنية لواجهتهم الأمامية المصغرة المحددة.
• قواعد تعليمات برمجية معزولة للفرق: كل واجهة أمامية مصغرة لها قاعدة تعليمات برمجية مستقلة خاصة بها، مما يسمح بالتطوير والنشر المستقلين.
• النشر المستقل: لا تتطلب التغييرات على واجهة أمامية مصغرة واحدة إعادة نشر التطبيق بأكمله.
• فرق مستقلة: الفرق مسؤولة عن واجهتها الأمامية المصغرة ويمكنها العمل بشكل مستقل.
• الترقية التدريجية: يمكن ترقية أو استبدال الواجهات الأمامية المصغرة الفردية دون التأثير على بقية التطبيق.

تقديم اتحاد الوحدات (Module Federation)

اتحاد الوحدات (Module Federation) هو بنية جافاسكريبت تم تقديمها في Webpack 5 تسمح لتطبيق جافاسكريبت بتحميل التعليمات البرمجية ديناميكيًا من تطبيق آخر في وقت التشغيل. هذا يعني أن التطبيقات المختلفة يمكنها مشاركة واستهلاك الوحدات من بعضها البعض، حتى لو تم بناؤها بتقنيات مختلفة أو نشرها على خوادم مختلفة.

يوفر اتحاد الوحدات آلية قوية لتنفيذ الواجهات الأمامية المصغرة من خلال تمكين تطبيقات الواجهة الأمامية المختلفة من كشف واستهلاك الوحدات من بعضها البعض. هذا يسمح بالتكامل السلس للواجهات الأمامية المصغرة المختلفة في تجربة مستخدم واحدة ومتماسكة.

الفوائد الرئيسية لاتحاد الوحدات:

• مشاركة التعليمات البرمجية: يمكن للواجهات الأمامية المصغرة مشاركة التعليمات البرمجية والمكونات، مما يقلل من التكرار ويحسن الاتساق.
• التكامل في وقت التشغيل: يمكن دمج الواجهات الأمامية المصغرة في وقت التشغيل، مما يسمح بالتركيب والتحديثات الديناميكية.
• عمليات النشر المستقلة: يمكن نشر الواجهات الأمامية المصغرة بشكل مستقل دون الحاجة إلى تنسيق أو إعادة نشر للتطبيقات الأخرى.
• محايدة تجاه التقنية: يمكن بناء الواجهات الأمامية المصغرة بتقنيات مختلفة ولا يزال من الممكن دمجها باستخدام اتحاد الوحدات.
• تقليل أوقات البناء: من خلال مشاركة التعليمات البرمجية والتبعيات، يمكن لاتحاد الوحدات تقليل أوقات البناء وتحسين كفاءة التطوير.

كيف يعمل اتحاد الوحدات

يعمل اتحاد الوحدات عن طريق تعريف نوعين من التطبيقات: المضيف (host) و البعيد (remote). التطبيق المضيف هو التطبيق الرئيسي الذي يستهلك الوحدات من التطبيقات الأخرى. التطبيق البعيد هو تطبيق يكشف الوحدات ليتم استهلاكها من قبل التطبيقات الأخرى.

عندما يواجه تطبيق مضيف عبارة استيراد لوحدة تم كشفها بواسطة تطبيق بعيد، يقوم Webpack بتحميل التطبيق البعيد ديناميكيًا ويحل الاستيراد في وقت التشغيل. هذا يسمح للتطبيق المضيف باستخدام الوحدة من التطبيق البعيد كما لو كانت جزءًا من قاعدة التعليمات البرمجية الخاصة به.

المفاهيم الأساسية في اتحاد الوحدات:

• المضيف (Host): التطبيق الذي يستهلك الوحدات من التطبيقات البعيدة.
• البعيد (Remote): التطبيق الذي يكشف الوحدات ليتم استهلاكها من قبل التطبيقات الأخرى.
• الوحدات المكشوفة (Exposed Modules): الوحدات التي يتيحها تطبيق بعيد للاستهلاك من قبل التطبيقات الأخرى.
• الوحدات المشتركة (Shared Modules): الوحدات التي تتم مشاركتها بين التطبيقات المضيفة والبعيدة، مما يقلل من التكرار ويحسن الأداء.

تنفيذ الواجهات الأمامية المصغرة باستخدام اتحاد الوحدات: مثال عملي

لنفترض أن لدينا تطبيق تجارة إلكترونية بسيط بثلاث واجهات أمامية مصغرة: كتالوج المنتجات، وعربة التسوق، وملف المستخدم.

يتم تطوير كل واجهة أمامية مصغرة بواسطة فريق منفصل ويتم نشرها بشكل مستقل. تم بناء كتالوج المنتجات باستخدام React، وعربة التسوق باستخدام Vue.js، وملف المستخدم باستخدام Angular. يعمل التطبيق الرئيسي كمضيف ويدمج هذه الواجهات الأمامية المصغرة الثلاث في واجهة مستخدم واحدة.

الخطوة 1: تكوين التطبيقات البعيدة

أولاً، نحتاج إلى تكوين كل واجهة أمامية مصغرة كتطبيق بعيد. يتضمن ذلك تحديد الوحدات التي سيتم كشفها والوحدات المشتركة التي سيتم استخدامها.

كتالوج المنتجات (React)

ملف webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'productCatalog',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ProductList': './src/components/ProductList',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
};

في هذا التكوين، نقوم بكشف مكون ProductList من ملف ./src/components/ProductList. كما نشارك وحدتي react و react-dom مع التطبيق المضيف.

عربة التسوق (Vue.js)

ملف webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'shoppingCart',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ShoppingCart': './src/components/ShoppingCart',
      },
      shared: ['vue'],
    }),
  ],
};

هنا، نقوم بكشف مكون ShoppingCart ومشاركة وحدة vue.

ملف المستخدم (Angular)

ملف webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'userProfile',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './UserProfile': './src/components/UserProfile',
      },
      shared: ['@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

نحن نكشف مكون UserProfile ونشارك وحدات Angular الضرورية.

الخطوة 2: تكوين التطبيق المضيف

بعد ذلك، نحتاج إلى تكوين التطبيق المضيف لاستهلاك الوحدات التي كشفتها التطبيقات البعيدة. يتضمن ذلك تحديد التطبيقات البعيدة وربطها بعناوين URL الخاصة بكل منها.

ملف webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'mainApp',
      remotes: {
        productCatalog: 'productCatalog@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        shoppingCart: 'shoppingCart@http://localhost:3002/remoteEntry.js',
        userProfile: 'userProfile@http://localhost:3003/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom', 'vue', '@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

في هذا التكوين، نحدد ثلاثة تطبيقات بعيدة: productCatalog، shoppingCart، و userProfile. يتم ربط كل تطبيق بعيد بعنوان URL لملف remoteEntry.js الخاص به. كما نشارك التبعيات المشتركة عبر جميع الواجهات الأمامية المصغرة.

الخطوة 3: استهلاك الوحدات في التطبيق المضيف

أخيرًا، يمكننا استهلاك الوحدات التي كشفتها التطبيقات البعيدة في التطبيق المضيف. يتضمن ذلك استيراد الوحدات باستخدام الاستيراد الديناميكي وعرضها في الأماكن المناسبة.

import React, { Suspense } from 'react';
const ProductList = React.lazy(() => import('productCatalog/ProductList'));
const ShoppingCart = React.lazy(() => import('shoppingCart/ShoppingCart'));
const UserProfile = React.lazy(() => import('userProfile/UserProfile'));

function App() {
  return (
    <div>
      <h1>تطبيق التجارة الإلكترونية</h1>
      <Suspense fallback={<div>جاري تحميل كتالوج المنتجات...</div>}>
        <ProductList />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>جاري تحميل عربة التسوق...</div>}>
        <ShoppingCart />
      <\Suspense>
      <Suspense fallback={<div>جاري تحميل ملف المستخدم...</div>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

نحن نستخدم React.lazy و Suspense لتحميل الوحدات ديناميكيًا من التطبيقات البعيدة. هذا يضمن تحميل الوحدات فقط عند الحاجة إليها، مما يحسن أداء التطبيق.

اعتبارات متقدمة وأفضل الممارسات

بينما يوفر اتحاد الوحدات آلية قوية لتنفيذ الواجهات الأمامية المصغرة، هناك العديد من الاعتبارات المتقدمة وأفضل الممارسات التي يجب وضعها في الاعتبار.

إدارة الإصدارات والتوافق

عند مشاركة الوحدات بين الواجهات الأمامية المصغرة، من الضروري إدارة الإصدارات وضمان التوافق. قد يكون للواجهات الأمامية المصغرة المختلفة تبعيات مختلفة أو تتطلب إصدارات مختلفة من الوحدات المشتركة. يمكن أن يساعد استخدام الإصدار الدلالي (semantic versioning) وإدارة التبعيات المشتركة بعناية في تجنب التعارضات وضمان عمل الواجهات الأمامية المصغرة معًا بسلاسة.

فكر في استخدام أدوات مثل `@module-federation/automatic-vendor-federation` للمساعدة في أتمتة عملية إدارة التبعيات المشتركة.

إدارة الحالة (State Management)

يمكن أن تكون مشاركة الحالة بين الواجهات الأمامية المصغرة أمرًا صعبًا. قد يكون للواجهات الأمامية المصغرة المختلفة حلول مختلفة لإدارة الحالة أو تتطلب وصولًا مختلفًا إلى الحالة المشتركة. هناك العديد من الأساليب لإدارة الحالة في بنية الواجهات الأمامية المصغرة، بما في ذلك:

• مكتبات الحالة المشتركة: استخدام مكتبة حالة مشتركة مثل Redux أو Zustand لإدارة الحالة العامة.
• الأحداث المخصصة: استخدام الأحداث المخصصة لتوصيل تغييرات الحالة بين الواجهات الأمامية المصغرة.
• الحالة المستندة إلى عنوان URL: ترميز الحالة في عنوان URL ومشاركتها بين الواجهات الأمامية المصغرة.

تعتمد أفضل طريقة على الاحتياجات المحددة للتطبيق ومستوى الاقتران بين الواجهات الأمامية المصغرة.

الاتصال بين الواجهات الأمامية المصغرة

غالبًا ما تحتاج الواجهات الأمامية المصغرة إلى التواصل مع بعضها البعض لتبادل البيانات أو تشغيل الإجراءات. هناك عدة طرق لتحقيق ذلك، بما في ذلك:

• الأحداث المخصصة: استخدام الأحداث المخصصة لبث الرسائل بين الواجهات الأمامية المصغرة.
• الخدمات المشتركة: إنشاء خدمات مشتركة يمكن لجميع الواجهات الأمامية المصغرة الوصول إليها.
• قوائم انتظار الرسائل: استخدام قائمة انتظار الرسائل للتواصل غير المتزامن بين الواجهات الأمامية المصغرة.

يعتمد اختيار آلية الاتصال الصحيحة على مدى تعقيد التفاعلات ومستوى الفصل المطلوب بين الواجهات الأمامية المصغرة.

الاعتبارات الأمنية

عند تنفيذ الواجهات الأمامية المصغرة، من المهم مراعاة الآثار الأمنية. يجب أن تكون كل واجهة أمامية مصغرة مسؤولة عن أمانها الخاص، بما في ذلك المصادقة والترخيص والتحقق من صحة البيانات. يجب أن تتم مشاركة التعليمات البرمجية والبيانات بين الواجهات الأمامية المصغرة بشكل آمن ومع ضوابط وصول مناسبة.

تأكد من التحقق من صحة المدخلات وتعقيمها لمنع ثغرات البرمجة النصية عبر المواقع (XSS). قم بتحديث التبعيات بانتظام لتصحيح الثغرات الأمنية.

الاختبار والمراقبة

يمكن أن يكون اختبار ومراقبة الواجهات الأمامية المصغرة أكثر تعقيدًا من اختبار ومراقبة التطبيقات المتجانسة. يجب اختبار كل واجهة أمامية مصغرة بشكل مستقل، ويجب إجراء اختبارات التكامل للتأكد من أن الواجهات الأمامية المصغرة تعمل معًا بشكل صحيح. يجب تنفيذ المراقبة لتتبع أداء وصحة كل واجهة أمامية مصغرة.

قم بتنفيذ اختبارات شاملة (end-to-end) تغطي عدة واجهات أمامية مصغرة لضمان تجربة مستخدم سلسة. راقب مقاييس أداء التطبيق لتحديد الاختناقات ومجالات التحسين.

اتحاد الوحدات مقابل أساليب الواجهات الأمامية المصغرة الأخرى

بينما يعد اتحاد الوحدات أداة قوية لبناء الواجهات الأمامية المصغرة، فإنه ليس النهج الوحيد المتاح. تشمل أساليب الواجهات الأمامية المصغرة الشائعة الأخرى ما يلي:

• التكامل في وقت البناء: دمج الواجهات الأمامية المصغرة في وقت البناء باستخدام أدوات مثل Webpack أو Parcel.
• التكامل في وقت التشغيل باستخدام iframes: تضمين الواجهات الأمامية المصغرة في iframes.
• مكونات الويب (Web Components): استخدام مكونات الويب لإنشاء عناصر واجهة مستخدم قابلة لإعادة الاستخدام يمكن مشاركتها بين الواجهات الأمامية المصغرة.
• Single-SPA: استخدام إطار عمل مثل Single-SPA لإدارة التوجيه وتنظيم الواجهات الأمامية المصغرة.

لكل نهج مزاياه وعيوبه، ويعتمد أفضل نهج على الاحتياجات المحددة للتطبيق.

اتحاد الوحدات مقابل iframes

توفر iframes عزلًا قويًا ولكن يمكن أن تكون إدارتها مرهقة ويمكن أن تؤثر سلبًا على الأداء بسبب العبء الإضافي لكل iframe. يمكن أن يكون الاتصال بين iframes معقدًا أيضًا.

يقدم اتحاد الوحدات تجربة تكامل أكثر سلاسة مع أداء أفضل واتصال أسهل بين الواجهات الأمامية المصغرة. ومع ذلك، فإنه يتطلب إدارة دقيقة للتبعيات المشتركة والإصدارات.

اتحاد الوحدات مقابل Single-SPA

Single-SPA هو إطار عمل تعريفي (meta-framework) يوفر نهجًا موحدًا لإدارة وتنظيم الواجهات الأمامية المصغرة. يقدم ميزات مثل السياق المشترك، والتوجيه، وإدارة الحالة.

يمكن استخدام اتحاد الوحدات بالاقتران مع Single-SPA لتوفير بنية مرنة وقابلة للتطوير لبناء تطبيقات واجهات أمامية مصغرة معقدة.

حالات استخدام اتحاد الوحدات

اتحاد الوحدات مناسب تمامًا لمجموعة متنوعة من حالات الاستخدام، بما في ذلك:

• تطبيقات الشركات الكبيرة: بناء وصيانة تطبيقات الشركات الكبيرة والمعقدة مع فرق متعددة.
• منصات التجارة الإلكترونية: إنشاء منصات تجارة إلكترونية معيارية وقابلة للتطوير مع ميزات مستقلة مثل كتالوجات المنتجات وعربات التسوق وعمليات الدفع.
• أنظمة إدارة المحتوى (CMS): تطوير منصات CMS مرنة وقابلة للتوسيع مع وحدات محتوى قابلة للتخصيص.
• لوحات المعلومات ومنصات التحليلات: بناء لوحات معلومات تفاعلية ومنصات تحليلات مع عناصر واجهة مستخدم وتصورات مستقلة.

على سبيل المثال، فكر في شركة تجارة إلكترونية عالمية مثل أمازون. يمكنهم استخدام اتحاد الوحدات لتقسيم موقعهم على الويب إلى واجهات أمامية مصغرة أصغر ومستقلة، مثل صفحات المنتج، وعربة التسوق، وعملية الدفع، وقسم إدارة حساب المستخدم. يمكن تطوير ونشر كل من هذه الواجهات الأمامية المصغرة بواسطة فرق منفصلة، مما يسمح بدورات تطوير أسرع وزيادة المرونة. يمكنهم استخدام تقنيات مختلفة لكل واجهة أمامية مصغرة، على سبيل المثال، React لصفحات المنتج، و Vue.js لعربة التسوق، و Angular لعملية الدفع. هذا يسمح لهم بالاستفادة من نقاط القوة لكل تقنية واختيار أفضل أداة للمهمة.

مثال آخر هو بنك متعدد الجنسيات. يمكنهم استخدام اتحاد الوحدات لبناء منصة مصرفية مصممة خصيصًا للاحتياجات المحددة لكل منطقة. يمكن أن يكون لديهم واجهات أمامية مصغرة مختلفة لكل منطقة، مع ميزات خاصة باللوائح المصرفية وتفضيلات العملاء في تلك المنطقة. هذا يسمح لهم بتقديم تجربة أكثر تخصيصًا وملاءمة لعملائهم.

الخاتمة

يقدم اتحاد الوحدات نهجًا قويًا ومرنًا لبناء الواجهات الأمامية المصغرة. إنه يمكّن الفرق من العمل بشكل مستقل، والنشر بشكل مستقل، واختيار التقنيات الأنسب لاحتياجاتهم. من خلال مشاركة التعليمات البرمجية والتبعيات، يمكن لاتحاد الوحدات تقليل أوقات البناء، وتحسين الأداء، وتبسيط عملية التطوير.

بينما يواجه اتحاد الوحدات تحدياته، مثل إدارة الإصدارات وإدارة الحالة، يمكن معالجة هذه التحديات من خلال التخطيط الدقيق واستخدام الأدوات والتقنيات المناسبة. باتباع أفضل الممارسات ومراعاة الاعتبارات المتقدمة التي تمت مناقشتها في هذا الدليل، يمكنك تنفيذ الواجهات الأمامية المصغرة بنجاح باستخدام اتحاد الوحدات وبناء تطبيقات واجهة أمامية قابلة للتطوير والصيانة ومستقلة.

مع استمرار تطور مشهد تطوير الويب، أصبحت الواجهات الأمامية المصغرة نمطًا معماريًا متزايد الأهمية. يوفر اتحاد الوحدات أساسًا متينًا لبناء الواجهات الأمامية المصغرة وهو أداة قيمة لأي مطور واجهة أمامية يتطلع إلى بناء تطبيقات ويب حديثة وقابلة للتطوير.