Frontendový Micro-Frontend Router: Navigace mezi aplikacemi

V moderním vývoji webových aplikací si architektura micro-frontendů získala významnou popularitu jako způsob tvorby velkých a komplexních aplikací. Zahrnuje rozdělení monolitického frontendu na menší, nezávislé a nasaditelné jednotky (micro-frontendy). Jednou z klíčových výzev v této architektuře je správa navigace mezi aplikacemi, která uživatelům umožňuje plynule přecházet mezi těmito nezávislými micro-frontendy. Tento článek poskytuje komplexního průvodce frontendovým routingem pro micro-frontendy a navigací mezi aplikacemi.

Co jsou Micro-Frontendy?

Micro-frontendy jsou architektonickým stylem, kde jsou nezávisle dodávané frontendové aplikace skládány do jednoho soudržného uživatelského zážitku. Je to obdoba mikroslužeb v backendu. Každý micro-frontend je obvykle vlastněn samostatným týmem, což umožňuje větší autonomii, rychlejší vývojové cykly a snazší údržbu. Mezi výhody micro-frontendů patří:

• Nezávislé nasazení: Týmy mohou nasazovat své micro-frontendy bez dopadu na ostatní části aplikace.
• Technologická rozmanitost: Různé micro-frontendy mohou být vytvořeny pomocí různých technologií, což týmům umožňuje vybrat nejlepší nástroj pro daný úkol. Například jeden tým může používat React, zatímco jiný Vue.js nebo Angular.
• Škálovatelnost: Aplikace se může snadněji škálovat, protože každý micro-frontend lze škálovat nezávisle.
• Zlepšená udržovatelnost: Menší kódové báze jsou snadněji pochopitelné a udržovatelné.
• Autonomie týmu: Týmy mají větší kontrolu nad svým vlastním kódem a vývojovým procesem.

Potřeba Micro-Frontend Routeru

Bez dobře definované strategie routingu by uživatelé zažívali nesouvislý a frustrující zážitek při navigaci mezi micro-frontendy. Micro-frontend router tento problém řeší poskytnutím centralizovaného mechanismu pro správu navigace napříč celou aplikací. To zahrnuje:

• Správa URL: Zajištění, že URL adresa přesně odráží aktuální polohu uživatele v aplikaci.
• Správa stavu: Sdílení stavu mezi micro-frontendy, když je to nutné.
• Líné načítání (Lazy Loading): Načítání micro-frontendů pouze tehdy, když jsou potřeba, pro zlepšení výkonu.
• Autentizace a autorizace: Zpracování autentizace a autorizace uživatelů napříč různými micro-frontendy.

Strategie pro navigaci mezi aplikacemi

Existuje několik přístupů k implementaci navigace mezi aplikacemi v architektuře micro-frontendů. Každý přístup má své vlastní výhody a nevýhody a nejlepší volba závisí na specifických požadavcích vaší aplikace.

1. Použití centralizovaného routeru (Single-Spa)

Single-Spa je populární framework pro tvorbu micro-frontendů. Používá centralizovaný router pro správu navigace mezi různými aplikacemi. Hlavní aplikace funguje jako orchestrátor a je zodpovědná za vykreslování a odpojování micro-frontendů na základě aktuální URL.

Jak to funguje:

1. Uživatel přejde na konkrétní URL.
2. Router single-spa zachytí změnu URL.
3. Na základě URL router určí, který micro-frontend by měl být aktivní.
4. Router aktivuje odpovídající micro-frontend a odpojí všechny ostatní aktivní micro-frontendy.

Příklad (Single-Spa):

Předpokládejme, že máte tři micro-frontendy: home, products a cart. Router single-spa by byl nakonfigurován následovně:

import { registerApplication, start } from 'single-spa'; registerApplication( 'home', () => import('./home/home.app.js'), location => location.pathname === '/' ); registerApplication( 'products', () => import('./products/products.app.js'), location => location.pathname.startsWith('/products') ); registerApplication( 'cart', () => import('./cart/cart.app.js'), location => location.pathname.startsWith('/cart') ); start();

V tomto příkladu je každý micro-frontend zaregistrován u single-spa a je poskytnuta funkce, která určuje, kdy má být micro-frontend aktivní na základě URL. Když uživatel přejde na /products, aktivuje se micro-frontend products.

Výhody:

• Centralizovaná kontrola nad routingem.
• Zjednodušená správa stavu (může být řešena orchestrátorem single-spa).
• Snadná integrace s existujícími aplikacemi.

Nevýhody:

• Jediný bod selhání (Single Point of Failure). Pokud orchestrátor selže, je ovlivněna celá aplikace.
• Může se stát úzkým hrdlem výkonu, pokud není implementován efektivně.

2. Module Federation (Webpack 5)

Module Federation ve Webpacku 5 umožňuje sdílet kód mezi různými buildy Webpacku za běhu. To znamená, že můžete vystavit komponenty, moduly nebo dokonce celé aplikace z jednoho buildu (host) do druhého (remote). To usnadňuje tvorbu micro-frontendů, kde každý micro-frontend je samostatný build Webpacku.

Jak to funguje:

1. Každý micro-frontend je sestaven jako samostatný projekt Webpacku.
2. Jeden micro-frontend je určen jako hostitelská aplikace (host).
3. Hostitelská aplikace definuje, které moduly chce konzumovat ze vzdálených micro-frontendů (remote).
4. Vzdálené micro-frontendy definují, které moduly chtějí vystavit hostitelské aplikaci.
5. Za běhu hostitelská aplikace načítá vystavené moduly ze vzdálených micro-frontendů podle potřeby.

Příklad (Module Federation):

Předpokládejme aplikaci host a aplikaci remote.

host/webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container; module.exports = { // ... plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'host', remotes: { remote: 'remote@http://localhost:3001/remoteEntry.js', }, shared: ['react', 'react-dom'], }), ], };

remote/webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container; module.exports = { // ... plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'remote', exposes: { './Button': './src/Button', }, shared: ['react', 'react-dom'], }), ], };

V tomto příkladu aplikace host konzumuje komponentu Button z aplikace remote. Možnost shared zajišťuje, že obě aplikace používají stejnou verzi react a react-dom.

Výhody:

• Decentralizovaná architektura. Každý micro-frontend je nezávislý a může být vyvíjen a nasazován samostatně.
• Sdílení kódu. Module Federation umožňuje sdílet kód mezi různými aplikacemi za běhu.
• Líné načítání. Moduly jsou načítány pouze tehdy, když jsou potřeba, což zlepšuje výkon.

Nevýhody:

• Složitější nastavení a konfigurace než u single-spa.
• Vyžaduje pečlivou správu sdílených závislostí, aby se předešlo konfliktům verzí.

3. Web Components

Web Components je sada webových standardů, které umožňují vytvářet znovupoužitelné vlastní HTML elementy. Tyto komponenty lze použít v jakékoli webové aplikaci bez ohledu na použitý framework. To z nich činí přirozenou volbu pro architektury micro-frontendů, protože poskytují technologicky agnostický způsob tvorby a sdílení UI komponent.

Jak to funguje:

1. Každý micro-frontend vystavuje své UI jako sadu Web Components.
2. Hlavní aplikace (nebo jiný micro-frontend) konzumuje tyto Web Components jejich importem a použitím ve svém HTML.
3. Web Components se starají o své vlastní vykreslování a logiku.

Příklad (Web Components):

micro-frontend-a.js:

class MyComponent extends HTMLElement { constructor() { super(); this.attachShadow({ mode: 'open' }); this.shadowRoot.innerHTML = `

Ahoj z Micro-Frontendu A!

`; } } customElements.define('micro-frontend-a', MyComponent);

index.html (hlavní aplikace):

Hlavní aplikace

V tomto příkladu soubor micro-frontend-a.js definuje Web Componentu nazvanou micro-frontend-a. Soubor index.html tento soubor importuje a používá Web Componentu ve svém HTML. Prohlížeč vykreslí Web Componentu a zobrazí „Ahoj z Micro-Frontendu A!“.

Výhody:

• Technologicky agnostické. Web Components lze použít s jakýmkoli frameworkem nebo bez něj.
• Znovupoužitelnost. Web Components lze snadno znovu použít napříč různými aplikacemi.
• Zapouzdření (Encapsulation). Web Components zapouzdřují své vlastní styly a logiku, čímž předcházejí konfliktům s ostatními částmi aplikace.

Nevýhody:

• Implementace může být rozvláčnější než u jiných přístupů.
• Může vyžadovat polyfilly pro podporu starších prohlížečů.

4. Iframes

Iframes (Inline Frames) jsou starší, ale stále životaschopnou možností pro izolaci micro-frontendů. Každý micro-frontend běží ve svém vlastním iframe, což poskytuje vysoký stupeň izolace. Komunikaci mezi iframes lze dosáhnout pomocí postMessage API.

Jak to funguje:

1. Každý micro-frontend je nasazen jako samostatná webová aplikace.
2. Hlavní aplikace vkládá každý micro-frontend do iframe.
3. Komunikace mezi hlavní aplikací a micro-frontendy probíhá pomocí postMessage API.

Příklad (Iframes):

index.html (hlavní aplikace):

Hlavní aplikace

V tomto příkladu soubor index.html obsahuje dva iframes, z nichž každý ukazuje na jiný micro-frontend.

Výhody:

• Vysoký stupeň izolace. Micro-frontendy jsou od sebe zcela izolovány, což předchází konfliktům.
• Snadná implementace. Iframes jsou jednoduchou a dobře známou technologií.

Nevýhody:

• Komunikace mezi iframes může být obtížná.
• Může mít problémy s výkonem kvůli režii více iframes.
• Špatný uživatelský zážitek kvůli nedostatku plynulé integrace.

Správa stavu napříč Micro-Frontendy

Správa stavu napříč micro-frontendy je kritickým aspektem navigace mezi aplikacemi. Lze použít několik strategií:

• Stav založený na URL: Kódování stavu v rámci URL. Tento přístup činí stav aplikace sdílitelným prostřednictvím URL a snadno uložitelným do záložek.
• Centralizovaná správa stavu (Redux, Vuex): Použití globální knihovny pro správu stavu ke sdílení stavu mezi micro-frontendy. To je obzvláště užitečné pro komplexní aplikace s významným sdíleným stavem.
• Vlastní události (Custom Events): Použití vlastních událostí ke komunikaci změn stavu mezi micro-frontendy. Tento přístup umožňuje volné propojení (loose coupling) mezi micro-frontendy.
• Úložiště prohlížeče (LocalStorage, SessionStorage): Ukládání stavu do úložiště prohlížeče. Tento přístup je vhodný pro jednoduchý stav, který nemusí být sdílen napříč všemi micro-frontendy. Buďte však opatrní ohledně bezpečnostních aspektů při ukládání citlivých dat.

Autentizace a autorizace

Autentizace a autorizace jsou klíčovými aspekty jakékoli webové aplikace a v architektuře micro-frontendů se stávají ještě důležitějšími. Běžné přístupy zahrnují:

• Centralizovaná autentizační služba: Dedikovaná služba se stará o autentizaci uživatelů a vydává tokeny (např. JWT). Micro-frontendy pak mohou tyto tokeny validovat k určení autorizace uživatele.
• Sdílený autentizační modul: Sdílený modul je zodpovědný za zpracování autentizační logiky. Tento modul mohou používat všechny micro-frontendy.
• Autentizace na okraji sítě (Edge Authentication): Autentizace je řešena na okraji sítě (např. pomocí reverzní proxy nebo API gateway). Tento přístup může zjednodušit autentizační logiku v micro-frontendech.

Osvědčené postupy pro Micro-Frontend Routing

Zde jsou některé osvědčené postupy, které je třeba mít na paměti při implementaci routingu pro micro-frontendy:

• Udržujte to jednoduché: Zvolte nejjednodušší strategii routingu, která splňuje vaše potřeby.
• Oddělte micro-frontendy: Minimalizujte závislosti mezi micro-frontendy, abyste podpořili nezávislý vývoj a nasazení.
• Používejte konzistentní strukturu URL: Udržujte konzistentní strukturu URL napříč všemi micro-frontendy, abyste zlepšili uživatelský zážitek a SEO.
• Implementujte líné načítání (Lazy Loading): Načítejte micro-frontendy pouze tehdy, když jsou potřeba, pro zlepšení výkonu.
• Sledujte výkon: Pravidelně sledujte výkon vaší micro-frontendové aplikace, abyste identifikovali a řešili případná úzká hrdla.
• Vytvořte jasné komunikační kanály: Zajistěte, aby týmy pracující na různých micro-frontendech měly jasné komunikační kanály pro koordinaci vývojových snah a řešení případných integračních problémů.
• Implementujte robustní zpracování chyb: Implementujte robustní zpracování chyb, abyste elegantně zvládli selhání v jednotlivých micro-frontendech a zabránili jim v ovlivnění celé aplikace.
• Automatizované testování: Implementujte komplexní automatizované testování, včetně jednotkových testů, integračních testů a end-to-end testů, abyste zajistili kvalitu a stabilitu vaší micro-frontendové aplikace.

Závěr

Routing pro micro-frontendy je složitý, ale nezbytný aspekt tvorby škálovatelných a udržitelných webových aplikací. Pečlivým zvážením různých strategií routingu a osvědčených postupů uvedených v tomto článku můžete vytvořit plynulý a uživatelsky přívětivý zážitek pro své uživatele. Výběr správného přístupu, ať už je to centralizovaný router jako Single-Spa, Module Federation, Web Components nebo dokonce Iframes, závisí na vašich specifických potřebách a prioritách. Nezapomeňte upřednostňovat oddělení, konzistentní struktury URL a optimalizaci výkonu. Implementací dobře navržené strategie routingu můžete odemknout plný potenciál architektury micro-frontendů a vytvářet skutečně výjimečné webové aplikace pro globální publikum.