JavaScript Module Federation Container: Správa aplikačních kontejnerů

V dnešním rychle se vyvíjejícím softwarovém prostředí může být správa velkých a složitých aplikací významnou výzvou. Tradiční monolitické architektury často vedou k pomalým vývojovým cyklům, problémům při nasazování a obtížím při škálování jednotlivých komponent. Právě zde vstupuje do hry Module Federation, a konkrétněji kontejnery Module Federation, které nabízejí výkonné řešení pro budování škálovatelných, udržitelných a kolaborativních aplikací. Tento článek se podrobně zabývá konceptem kontejnerů JavaScript Module Federation, zkoumá jejich výhody, implementaci a doporučené postupy.

Co je Module Federation?

Module Federation je architektonický vzor JavaScriptu představený s Webpackem 5, který umožňuje nezávisle sestaveným a nasazeným JavaScriptovým aplikacím sdílet kód a funkcionalitu za běhu. Představte si to jako způsob, jak dynamicky propojovat různé aplikace nebo jejich části přímo v prohlížeči.

Tradiční microfrontend architektury se často spoléhají na integraci při sestavování (build-time) nebo na řešení založená na iframech, přičemž obě mají svá omezení. Integrace při sestavování může vést k těsně spjatým aplikacím a častým opětovným nasazením. Iframy, ačkoliv poskytují izolaci, často přinášejí komplikace v komunikaci a stylování.

Module Federation nabízí elegantnější řešení tím, že umožňuje integraci nezávisle vyvinutých modulů za běhu. Tento přístup podporuje znovupoužití kódu, snižuje redundanci a umožňuje flexibilnější a škálovatelnější aplikační architektury.

Porozumění kontejnerům Module Federation

Kontejner Module Federation je soběstačná jednotka, která vystavuje JavaScriptové moduly pro spotřebu jinými aplikacemi nebo kontejnery. Funguje jako běhové prostředí pro tyto moduly, spravuje jejich závislosti a poskytuje mechanismus pro dynamické načítání a spouštění.

Klíčové vlastnosti kontejneru Module Federation:

• Nezávislost: Kontejnery lze vyvíjet, nasazovat a aktualizovat nezávisle na sobě.
• Vystavené moduly: Každý kontejner vystavuje sadu JavaScriptových modulů, které mohou být využity jinými aplikacemi.
• Dynamické načítání: Moduly jsou načítány a spouštěny za běhu, což umožňuje flexibilní a adaptivní chování aplikace.
• Správa závislostí: Kontejnery spravují své vlastní závislosti a mohou je sdílet s jinými kontejnery.
• Správa verzí: Kontejnery mohou specifikovat, které verze jejich vystavených modulů mají být použity jinými aplikacemi.

Výhody používání kontejnerů Module Federation

Přijetí kontejnerů Module Federation nabízí řadu výhod pro organizace vytvářející složité webové aplikace:

1. Vylepšená škálovatelnost

Module Federation vám umožňuje rozdělit velké monolitické aplikace na menší, lépe spravovatelné microfrontendy. Každý microfrontend může být nasazen a škálován nezávisle, což vám umožňuje optimalizovat alokaci zdrojů a zlepšit celkový výkon aplikace. Například e-commerce web by se mohl rozdělit na samostatné kontejnery pro výpisy produktů, nákupní košík, uživatelské účty a zpracování plateb. Během nákupních špiček by se kontejnery pro výpisy produktů a zpracování plateb mohly škálovat nezávisle.

2. Zlepšená spolupráce

Module Federation umožňuje více týmům pracovat na různých částech aplikace současně, aniž by si navzájem překážely. Každý tým může vlastnit a udržovat svůj vlastní kontejner, což snižuje riziko konfliktů a zlepšuje rychlost vývoje. Představte si nadnárodní korporaci, kde týmy v různých geografických lokalitách jsou zodpovědné za různé funkce globální webové aplikace. Module Federation umožňuje těmto týmům pracovat nezávisle, podporuje inovace a snižuje závislosti.

3. Větší znovupoužitelnost kódu

Module Federation podporuje znovupoužití kódu tím, že umožňuje různým aplikacím nebo kontejnerům sdílet společné komponenty a utility. Tím se snižuje duplicita kódu, zlepšuje konzistence a zjednodušuje údržba. Představte si sadu interních nástrojů používaných velkou organizací. Společné UI komponenty, logika pro autentizaci a knihovny pro přístup k datům mohou být sdíleny napříč všemi nástroji pomocí Module Federation, což snižuje náročnost vývoje a zajišťuje konzistentní uživatelský zážitek.

4. Rychlejší vývojové cykly

Rozdělením aplikace na menší, nezávislé kontejnery umožňuje Module Federation rychlejší vývojové cykly. Týmy mohou iterovat na svých vlastních kontejnerech, aniž by ovlivnily jiné části aplikace, což vede k rychlejším vydáním a kratšímu času uvedení na trh. Zpravodajská organizace neustále aktualizuje svůj web o nejnovější zprávy a funkce. Použitím Module Federation se mohou různé týmy soustředit na různé sekce webu (např. světové zprávy, sport, byznys) a nasazovat aktualizace nezávisle, čímž je zajištěno, že uživatelé mají vždy přístup k nejnovějším informacím.

5. Zjednodušené nasazení

Module Federation zjednodušuje nasazení tím, že umožňuje nasazovat jednotlivé kontejnery nezávisle. Tím se snižuje riziko selhání při nasazení a umožňuje postupné zavádění aktualizací. Představte si finanční instituci, která potřebuje nasadit aktualizace na svou platformu online bankovnictví. Použitím Module Federation mohou nasadit aktualizace na konkrétní funkce (např. platba účtů, převody mezi účty), aniž by odstavili celou platformu, čímž se minimalizuje narušení pro uživatele.

6. Technologická nezávislost

Ačkoliv je Module Federation typicky spojována s Webpackem, může být implementována i s jinými bundlery a frameworky. To vám umožňuje vybrat si nejlepší technologický stack pro každý kontejner, aniž byste byli omezeni celkovou architekturou aplikace. Společnost si může vybrat použití Reactu pro své komponenty uživatelského rozhraní, Angularu pro svou vrstvu správy dat a Vue.js pro své interaktivní funkce, a to vše v rámci jedné aplikace díky Module Federation.

Implementace kontejnerů Module Federation

Implementace kontejnerů Module Federation zahrnuje konfiguraci vašich build nástrojů (typicky Webpack) k definování, které moduly mají být vystaveny a které moduly mají být konzumovány. Zde je obecný přehled procesu:

1. Konfigurace hostitelské aplikace (konzument kontejneru)

Hostitelská aplikace je aplikace, která konzumuje moduly z jiných kontejnerů. Pro konfiguraci hostitelské aplikace musíte:

• Nainstalujte balíčky `webpack` a `webpack-cli`: npm install webpack webpack-cli --save-dev
• Nainstalujte balíček `@module-federation/webpack-plugin`: npm install @module-federation/webpack-plugin --save-dev
• Vytvořte soubor `webpack.config.js`: Tento soubor bude obsahovat konfiguraci pro váš Webpack build.
• Nakonfigurujte `ModuleFederationPlugin`: Tento plugin je zodpovědný za definování, které moduly se mají konzumovat ze vzdálených kontejnerů.

Příklad `webpack.config.js` pro hostitelskou aplikaci:

const ModuleFederationPlugin = require('webpack').container.ModuleFederationPlugin;
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './src/index',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'bundle.js',
  },
  devServer: {
    port: 3000,
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'HostApp',
      remotes: {
        'remoteApp': 'remoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
    }),
  ],
};

V tomto příkladu je `HostApp` nakonfigurována tak, aby konzumovala moduly ze vzdáleného kontejneru s názvem `remoteApp`, který se nachází na `http://localhost:3001/remoteEntry.js`. Vlastnost `remotes` definuje mapování mezi názvem vzdáleného kontejneru a jeho URL.

2. Konfigurace vzdálené aplikace (poskytovatel kontejneru)

Vzdálená aplikace je aplikace, která vystavuje moduly pro spotřebu jinými kontejnery. Pro konfiguraci vzdálené aplikace musíte:

• Nainstalujte balíčky `webpack` a `webpack-cli`: npm install webpack webpack-cli --save-dev
• Nainstalujte balíček `@module-federation/webpack-plugin`: npm install @module-federation/webpack-plugin --save-dev
• Vytvořte soubor `webpack.config.js`: Tento soubor bude obsahovat konfiguraci pro váš Webpack build.
• Nakonfigurujte `ModuleFederationPlugin`: Tento plugin je zodpovědný za definování, které moduly se mají vystavit ostatním kontejnerům.

Příklad `webpack.config.js` pro vzdálenou aplikaci:

const ModuleFederationPlugin = require('webpack').container.ModuleFederationPlugin;
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './src/index',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'remoteEntry.js',
    libraryTarget: 'system',
  },
  devServer: {
    port: 3001,
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'remoteApp',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './Button': './src/Button',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
  externals: ['react', 'react-dom']
};

V tomto příkladu je `remoteApp` nakonfigurována tak, aby vystavovala modul s názvem `./Button`, který se nachází v `./src/Button`. Vlastnost `exposes` definuje mapování mezi názvem modulu a jeho cestou. Vlastnost `shared` specifikuje, které závislosti by měly být sdíleny s hostitelskou aplikací. To je klíčové, aby se zabránilo načítání více kopií stejné knihovny.

3. Využití vzdáleného modulu v hostitelské aplikaci

Jakmile jsou hostitelská a vzdálená aplikace nakonfigurovány, můžete konzumovat vzdálený modul v hostitelské aplikaci jeho importem pomocí názvu vzdáleného kontejneru a názvu modulu.

Příklad importu a použití vzdálené komponenty `Button` v hostitelské aplikaci:

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import RemoteButton from 'remoteApp/Button';

const App = () => {
  return (
    

      
Host Application
      
    
  );
};

ReactDOM.render(, document.getElementById('root'));

V tomto příkladu je komponenta `RemoteButton` importována z modulu `remoteApp/Button`. Hostitelská aplikace pak může tuto komponentu používat, jako by byla lokální.

Doporučené postupy pro používání kontejnerů Module Federation

Pro zajištění úspěšného přijetí kontejnerů Module Federation zvažte následující doporučené postupy:

1. Definujte jasné hranice

Jasně definujte hranice mezi vašimi kontejnery, abyste zajistili, že každý kontejner má dobře definovanou odpovědnost a minimální závislosti na ostatních kontejnerech. To podporuje modularitu a snižuje riziko konfliktů. Zvažte obchodní domény a funkcionalitu. Pro aplikaci letecké společnosti byste mohli mít kontejnery pro rezervaci letenek, správu zavazadel, věrnostní programy atd.

2. Vytvořte komunikační protokol

Vytvořte jasný komunikační protokol mezi kontejnery pro usnadnění interakce a sdílení dat. To může zahrnovat použití událostí, front zpráv nebo sdílených datových úložišť. Pokud kontejnery potřebují komunikovat přímo, použijte dobře definovaná API a datové formáty k zajištění kompatibility.

3. Sdílejte závislosti s rozvahou

Pečlivě zvažte, které závislosti by měly být sdíleny mezi kontejnery. Sdílení společných závislostí může snížit velikost balíčku (bundle) a zlepšit výkon, ale také může přinést riziko konfliktů verzí. Použijte vlastnost `shared` v `ModuleFederationPlugin` k určení, které závislosti by měly být sdíleny a které verze by měly být použity.

4. Implementujte verzování

Implementujte verzování pro vaše vystavené moduly, abyste zajistili, že konzumenti mohou používat správnou verzi každého modulu. To vám umožní zavádět změny, které narušují zpětnou kompatibilitu (breaking changes), aniž by to ovlivnilo stávající konzumenty. Můžete použít sémantické verzování (SemVer) ke správě verzí vašich modulů a specifikovat rozsahy verzí v konfiguraci `remotes`.

5. Monitorujte a sledujte výkon

Monitorujte a sledujte výkon vašich kontejnerů Module Federation, abyste identifikovali potenciální úzká hrdla a optimalizovali alokaci zdrojů. Používejte monitorovací nástroje ke sledování metrik, jako je doba načítání, využití paměti a chybovost. Zvažte použití centralizovaného systému pro logování ke sběru logů ze všech kontejnerů.

6. Zvažte bezpečnostní dopady

Module Federation přináší nové bezpečnostní aspekty. Ujistěte se, že načítáte moduly z důvěryhodných zdrojů a že máte zavedena vhodná bezpečnostní opatření, abyste zabránili vložení škodlivého kódu do vaší aplikace. Implementujte Content Security Policy (CSP), abyste omezili zdroje, ze kterých může vaše aplikace načítat prostředky.

7. Automatizujte nasazení

Automatizujte proces nasazení pro vaše kontejnery Module Federation, abyste zajistili konzistentní a spolehlivá nasazení. Použijte CI/CD pipeline k automatickému sestavení, testování a nasazení vašich kontejnerů. Zvažte použití nástrojů pro orchestraci kontejnerů, jako je Kubernetes, ke správě vašich kontejnerů a jejich závislostí.

Příklady použití

Kontejnery Module Federation lze použít v široké škále scénářů, včetně:

• E-commerce platformy: Vytváření modulárních e-commerce platforem s oddělenými kontejnery pro výpisy produktů, nákupní košík, uživatelské účty a zpracování plateb.
• Finanční aplikace: Vývoj platforem pro online bankovnictví s oddělenými kontejnery pro správu účtů, platby faktur a správu investic.
• Systémy pro správu obsahu (CMS): Tvorba flexibilních CMS platforem s oddělenými kontejnery pro tvorbu obsahu, publikování obsahu a správu uživatelů.
• Dashboardové aplikace: Vytváření přizpůsobitelných dashboardových aplikací s oddělenými kontejnery pro různé widgety a vizualizace.
• Podnikové portály: Vývoj podnikových portálů s oddělenými kontejnery pro různá oddělení a obchodní jednotky.

Představte si globální e-learningovou platformu. Platforma by mohla použít Module Federation k implementaci různých jazykových verzí kurzů, z nichž každá by byla hostována ve vlastním kontejneru. Uživatel přistupující na platformu z Francie by bez problémů obdržel kontejner ve francouzském jazyce, zatímco uživatel z Japonska by viděl japonskou verzi.

Závěr

Kontejnery JavaScript Module Federation nabízejí výkonný a flexibilní přístup k budování škálovatelných, udržitelných a kolaborativních webových aplikací. Rozdělením velkých aplikací na menší, nezávislé kontejnery umožňuje Module Federation týmům pracovat efektivněji, nasazovat aktualizace častěji a efektivněji znovu používat kód. Ačkoliv implementace Module Federation vyžaduje pečlivé plánování a konfiguraci, výhody, které nabízí v oblasti škálovatelnosti, spolupráce a rychlosti vývoje, z ní činí cenný nástroj pro organizace vytvářející složité webové aplikace. Dodržováním doporučených postupů uvedených v tomto článku můžete úspěšně přijmout kontejnery Module Federation a plně využít jejich potenciál.