Mestring af JavaScript Module Federation: Kraften i Delt Scope og Afhængighedsdeling

I det hurtigt udviklende landskab inden for webudvikling involverer opbygningen af skalerbare og vedligeholdelsesvenlige applikationer ofte anvendelsen af sofistikerede arkitektoniske mønstre. Blandt disse har konceptet om microfrontends vundet betydelig popularitet, da det giver teams mulighed for at udvikle og udrulle dele af en applikation uafhængigt. Kernen i at muliggøre problemfri integration og effektiv kodedeling mellem disse uafhængige enheder er Webpacks Module Federation-plugin, og en afgørende komponent i dets kraft er det delte scope.

Denne omfattende guide dykker dybt ned i mekanismen for det delte scope inden for JavaScript Module Federation. Vi vil udforske, hvad det er, hvorfor det er essentielt for afhængighedsdeling, hvordan det fungerer, og praktiske strategier til at implementere det effektivt. Vores mål er at udstyre udviklere med viden til at udnytte denne kraftfulde funktion for forbedret ydeevne, reducerede bundle-størrelser og en forbedret udvikleroplevelse på tværs af forskellige globale udviklingsteams.

Hvad er JavaScript Module Federation?

Før vi dykker ned i det delte scope, er det afgørende at forstå det grundlæggende koncept bag Module Federation. Introduceret med Webpack 5 er Module Federation en løsning til både build-time og run-time, der giver JavaScript-applikationer mulighed for dynamisk at dele kode (som biblioteker, frameworks eller endda hele komponenter) mellem separat kompilerede applikationer. Dette betyder, at du kan have flere forskellige applikationer (ofte kaldet 'remotes' eller 'consumers'), der kan indlæse kode fra en 'container' eller 'host'-applikation, og omvendt.

De primære fordele ved Module Federation inkluderer:

• Kodedeling: Eliminer overflødig kode på tværs af flere applikationer, hvilket reducerer de samlede bundle-størrelser og forbedrer indlæsningstider.
• Uafhængig Udrulning: Teams kan udvikle og udrulle forskellige dele af en stor applikation uafhængigt, hvilket fremmer agilitet og hurtigere udgivelsescyklusser.
• Teknologiagnosticisme: Selvom det primært bruges med Webpack, letter det i et vis omfang deling på tværs af forskellige build-værktøjer eller frameworks, hvilket fremmer fleksibilitet.
• Runtime Integration: Applikationer kan sammensættes under kørsel, hvilket giver mulighed for dynamiske opdateringer og fleksible applikationsstrukturer.

Problemet: Overflødige Afhængigheder i Microfrontends

Overvej et scenarie, hvor du har flere microfrontends, der alle afhænger af den samme version af et populært UI-bibliotek som React eller et state management-bibliotek som Redux. Uden en mekanisme til deling ville hver microfrontend bundle sin egen kopi af disse afhængigheder. Dette fører til:

• Oppustede Bundle-størrelser: Hver applikation duplikerer unødvendigt fælles biblioteker, hvilket fører til større download-størrelser for brugerne.
• Øget Hukommelsesforbrug: Flere instanser af det samme bibliotek indlæst i browseren kan forbruge mere hukommelse.
• Inkonsistent Adfærd: Forskellige versioner af delte biblioteker på tværs af applikationer kan føre til subtile fejl og kompatibilitetsproblemer.
• Spildte Netværksressourcer: Brugere kan komme til at downloade det samme bibliotek flere gange, hvis de navigerer mellem forskellige microfrontends.

Det er her, Module Federations delte scope kommer ind i billedet og tilbyder en elegant løsning på disse udfordringer.

Forståelse af Module Federations Delte Scope

Det delte scope, ofte konfigureret via shared-indstillingen i Module Federation-plugin'et, er den mekanisme, der gør det muligt for flere uafhængigt udrullede applikationer at dele afhængigheder. Når det er konfigureret, sikrer Module Federation, at en enkelt instans af en specificeret afhængighed indlæses og gøres tilgængelig for alle applikationer, der kræver den.

I sin kerne fungerer det delte scope ved at oprette et globalt register eller en container for delte moduler. Når en applikation anmoder om en delt afhængighed, tjekker Module Federation dette register. Hvis afhængigheden allerede er til stede (dvs. indlæst af en anden applikation eller hosten), bruger den den eksisterende instans. Ellers indlæser den afhængigheden og registrerer den i det delte scope til fremtidig brug.

Konfigurationen ser typisk sådan her ud:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'container',
      remotes: {
        'app1': 'app1@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        'app2': 'app2@http://localhost:3002/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Vigtige Konfigurationsindstillinger for Delte Afhængigheder:

• singleton: true: Dette er måske den mest kritiske indstilling. Når den er sat til true, sikrer den, at kun en enkelt instans af den delte afhængighed indlæses på tværs af alle forbrugende applikationer. Hvis flere applikationer forsøger at indlæse den samme singleton-afhængighed, vil Module Federation give dem den samme instans.
• eager: true: Som standard indlæses delte afhængigheder 'lazy', hvilket betyder, at de kun hentes, når de eksplicit importeres eller bruges. At sætte eager: true tvinger afhængigheden til at blive indlæst, så snart applikationen starter, selvom den ikke bruges med det samme. Dette kan være fordelagtigt for kritiske biblioteker som frameworks for at sikre, at de er tilgængelige fra starten.
• requiredVersion: '...': Denne indstilling specificerer den påkrævede version af den delte afhængighed. Module Federation vil forsøge at matche den anmodede version. Hvis flere applikationer kræver forskellige versioner, har Module Federation mekanismer til at håndtere dette (diskuteres senere).
• version: '...': Du kan eksplicit angive den version af afhængigheden, der vil blive publiceret til det delte scope.
• import: false: Denne indstilling fortæller Module Federation, at den ikke automatisk skal bundle den delte afhængighed. I stedet forventer den, at den bliver leveret eksternt (hvilket er standardadfærden ved deling).
• packageDir: '...': Specificerer pakkemappen, hvorfra den delte afhængighed skal løses, hvilket er nyttigt i monorepos.

Hvordan Delt Scope Muliggør Afhængighedsdeling

Lad os gennemgå processen med et praktisk eksempel. Forestil dig, at vi har en hoved 'container'-applikation og to 'remote'-applikationer, `app1` og `app2`. Alle tre applikationer afhænger af `react` og `react-dom` version 18.

Scenarie 1: Container-applikationen Deler Afhængigheder

I denne almindelige opsætning definerer container-applikationen de delte afhængigheder. Filen `remoteEntry.js`, genereret af Module Federation, eksponerer disse delte moduler.

Containers Webpack Config (`container/webpack.config.js`):

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'container',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './App': './src/App',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Nu vil `app1` og `app2` forbruge disse delte afhængigheder.

`app1`'s Webpack Config (`app1/webpack.config.js`):

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'app1',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './Feature1': './src/Feature1',
      },
      remotes: {
        'container': 'container@http://localhost:3000/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

`app2`'s Webpack Config (`app2/webpack.config.js`):

Konfigurationen for `app2` ville være magen til `app1`, hvor `react` og `react-dom` også erklæres som delte med de samme versionskrav.

Hvordan det virker under kørsel:

1. Container-applikationen indlæses først og gør sine delte `react`- og `react-dom`-instanser tilgængelige i sit Module Federation-scope.
2. Når `app1` indlæses, anmoder den om `react` og `react-dom`. Module Federation i `app1` ser, at disse er markeret som delte og `singleton: true`. Den tjekker det globale scope for eksisterende instanser. Hvis containeren allerede har indlæst dem, genbruger `app1` disse instanser.
3. Tilsvarende, når `app2` indlæses, genbruger den også de samme `react`- og `react-dom`-instanser.

Dette resulterer i, at kun én kopi af `react` og `react-dom` indlæses i browseren, hvilket markant reducerer den samlede download-størrelse.

Scenarie 2: Deling af Afhængigheder Mellem Remote-applikationer

Module Federation tillader også remote-applikationer at dele afhængigheder indbyrdes. Hvis `app1` og `app2` begge bruger et bibliotek, der *ikke* deles af containeren, kan de stadig dele det, hvis de begge erklærer det som delt i deres respektive konfigurationer.

Eksempel: Lad os sige, at `app1` og `app2` begge bruger et hjælpebibliotek `lodash`.

`app1`'s Webpack Config (tilføjer lodash):

            
// ... within ModuleFederationPlugin for app1
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

`app2`'s Webpack Config (tilføjer lodash):

            
// ... within ModuleFederationPlugin for app2
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

I dette tilfælde, selv hvis containeren ikke eksplicit deler `lodash`, vil `app1` og `app2` formå at dele en enkelt instans af `lodash` mellem sig, forudsat at de indlæses i den samme browser-kontekst.

Håndtering af Versionskonflikter

En af de mest almindelige udfordringer ved afhængighedsdeling er versionskompatibilitet. Hvad sker der, når `app1` kræver `react` v18.1.0, og `app2` kræver `react` v18.2.0? Module Federation tilbyder robuste strategier til at håndtere disse scenarier.

1. Stram Versionsmatchning (Standardadfærd for `requiredVersion`)

Når du specificerer en præcis version (f.eks. '18.1.0') eller et stramt interval (f.eks. '^18.1.0'), vil Module Federation håndhæve dette. Hvis en applikation forsøger at indlæse en delt afhængighed med en version, der ikke opfylder kravet fra en anden applikation, der allerede bruger den, kan det føre til fejl.

2. Versionsintervaller og Fallbacks

Indstillingen requiredVersion understøtter semantiske versionsintervaller (SemVer). For eksempel betyder '^18.0.0' enhver version fra 18.0.0 op til (men ikke inklusive) 19.0.0. Hvis flere applikationer kræver versioner inden for dette interval, vil Module Federation typisk bruge den højest kompatible version, der opfylder alle krav.

Overvej dette:

• Container: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.0.0' } }
• `app1`: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.1.0' } }
• `app2`: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.2.0' } }

Hvis containeren indlæses først, etablerer den `react` v18.0.0 (eller den version, den faktisk bundler). Når `app1` anmoder om `react` med `^18.1.0`, kan det fejle, hvis containerens version er lavere end 18.1.0. Men hvis `app1` indlæses først og leverer `react` v18.1.0, og `app2` derefter anmoder om `react` med `^18.2.0`, vil Module Federation forsøge at opfylde `app2`'s krav. Hvis `react` v18.1.0-instansen allerede er indlæst, kan den kaste en fejl, fordi v18.1.0 ikke opfylder `^18.2.0`.

For at afbøde dette er det bedste praksis at definere delte afhængigheder med det bredest acceptable versionsinterval, normalt i container-applikationen. For eksempel giver brugen af '^18.0.0' fleksibilitet. Hvis en specifik remote-applikation har en hård afhængighed af en nyere patch-version, bør den konfigureres til eksplicit at levere den version.

3. Brug af `shareKey` og `shareScope`

Module Federation giver dig også mulighed for at kontrollere nøglen, hvorunder et modul deles, og det scope, det befinder sig i. Dette kan være nyttigt i avancerede scenarier, såsom at dele forskellige versioner af det samme bibliotek under forskellige nøgler.

4. Indstillingen `strictVersion`

Når strictVersion er aktiveret (hvilket er standard for requiredVersion), kaster Module Federation en fejl, hvis en afhængighed ikke kan opfyldes. At sætte strictVersion: false kan tillade en mere lempelig versionshåndtering, hvor Module Federation måske vil forsøge at bruge en ældre version, hvis en nyere ikke er tilgængelig, men dette kan føre til runtime-fejl.

Bedste Praksis for Brug af Delt Scope

For effektivt at udnytte Module Federations delte scope og undgå almindelige faldgruber, bør du overveje disse bedste praksisser:

1. Centraliser Delte Afhængigheder: Udpeg en primær applikation (ofte containeren eller en dedikeret applikation til delte biblioteker) til at være sandhedskilden for fælles, stabile afhængigheder som frameworks (React, Vue, Angular), UI-komponentbiblioteker og state management-biblioteker.
2. Definer Brede Versionsintervaller: Brug SemVer-intervaller (f.eks. '^18.0.0') for delte afhængigheder i den primære delingsapplikation. Dette giver andre applikationer mulighed for at bruge kompatible versioner uden at tvinge strenge opdateringer på tværs af hele økosystemet.
3. Dokumenter Delte Afhængigheder Tydeligt: Vedligehold klar dokumentation om, hvilke afhængigheder der deles, deres versioner, og hvilke applikationer der er ansvarlige for at dele dem. Dette hjælper teams med at forstå afhængighedsgrafen.
4. Overvåg Bundle-størrelser: Analyser regelmæssigt bundle-størrelserne på dine applikationer. Module Federations delte scope bør føre til en reduktion i størrelsen af dynamisk indlæste chunks, da fælles afhængigheder eksternaliseres.
5. Håndter Ikke-deterministiske Afhængigheder: Vær forsigtig med afhængigheder, der ofte opdateres eller har ustabile API'er. Deling af sådanne afhængigheder kan kræve mere omhyggelig versionsstyring og testning.
6. Brug `eager: true` med Omtanke: Selvom `eager: true` sikrer, at en afhængighed indlæses tidligt, kan overdreven brug føre til større indledende indlæsningstider. Brug det til kritiske biblioteker, der er essentielle for applikationens opstart.
7. Testning er Afgørende: Test grundigt integrationen af dine microfrontends. Sørg for, at delte afhængigheder indlæses korrekt, og at versionskonflikter håndteres elegant. Automatiseret testning, herunder integrations- og end-to-end-tests, er afgørende.
8. Overvej Monorepos for Simpelhed: For teams, der starter med Module Federation, kan håndtering af delte afhængigheder inden for et monorepo (ved hjælp af værktøjer som Lerna eller Yarn Workspaces) forenkle opsætningen og sikre konsistens. Indstillingen `packageDir` er særligt nyttig her.
9. Håndter Edge Cases med `shareKey` og `shareScope`: Hvis du støder på komplekse versionsscenarier eller har brug for at eksponere forskellige versioner af det samme bibliotek, kan du udforske indstillingerne `shareKey` og `shareScope` for mere granulær kontrol.
10. Sikkerhedsovervejelser: Sørg for, at delte afhængigheder hentes fra pålidelige kilder. Implementer bedste praksis for sikkerhed i din build-pipeline og udrulningsproces.

Global Indvirkning og Overvejelser

For globale udviklingsteams tilbyder Module Federation og dets delte scope betydelige fordele:

• Konsistens på Tværs af Regioner: Sikrer, at alle brugere, uanset deres geografiske placering, oplever applikationen med de samme kerneafhængigheder, hvilket reducerer regionale uoverensstemmelser.
• Hurtigere Iterationscyklusser: Teams i forskellige tidszoner kan arbejde på uafhængige funktioner eller microfrontends uden konstant at bekymre sig om at duplikere fælles biblioteker eller komme i vejen for hinanden med hensyn til afhængighedsversioner.
• Optimeret til Forskellige Netværk: Reduktion af den samlede download-størrelse gennem delte afhængigheder er særligt fordelagtigt for brugere på langsommere eller forbrugsbaserede internetforbindelser, som er udbredte i mange dele af verden.
• Forenklet Onboarding: Nye udviklere, der tilslutter sig et stort projekt, kan lettere forstå applikationens arkitektur og afhængighedsstyring, når fælles biblioteker er klart definerede og delte.

Globale teams skal dog også være opmærksomme på:

• CDN-strategier: Hvis delte afhængigheder hostes på et CDN, skal du sikre, at CDN'et har god global rækkevidde og lav latenstid for alle målregioner.
• Offline-understøttelse: For applikationer, der kræver offline-funktionalitet, bliver håndteringen af delte afhængigheder og deres caching mere kompleks.
• Overholdelse af Regler: Sørg for, at delingen af biblioteker overholder alle relevante softwarelicens- eller databeskyttelsesregler i forskellige jurisdiktioner.

Almindelige Faldgruber og Hvordan Man Undgår Dem

1. Forkert Konfigureret `singleton`

Problem: At glemme at sætte singleton: true for biblioteker, der kun bør have én instans.

Løsning: Sæt altid singleton: true for frameworks, biblioteker og hjælpeværktøjer, som du har til hensigt at dele unikt på tværs af dine applikationer.

2. Inkonsistente Versionskrav

Problem: Forskellige applikationer specificerer vidt forskellige, inkompatible versionsintervaller for den samme delte afhængighed.

Løsning: Standardiser versionskrav, især i container-appen. Brug brede SemVer-intervaller og dokumenter eventuelle undtagelser.

3. Overdreven Deling af Ikke-essentielle Biblioteker

Problem: At forsøge at dele hvert eneste lille hjælpebibliotek, hvilket fører til kompleks konfiguration og potentielle konflikter.

Løsning: Fokuser på at dele store, almindelige og stabile afhængigheder. Små, sjældent anvendte hjælpeværktøjer er måske bedre at bundle lokalt for at undgå kompleksitet.

4. Forkert Håndtering af `remoteEntry.js`-filen

Problem: `remoteEntry.js`-filen er ikke tilgængelig eller serveres ikke korrekt til de forbrugende applikationer.

Løsning: Sørg for, at din hostingstrategi for remote-entries er robust, og at URL'erne specificeret i `remotes`-konfigurationen er nøjagtige og tilgængelige.

5. Ignorering af `eager: true`-implikationer

Problem: At sætte eager: true på for mange afhængigheder, hvilket fører til en langsom indledende indlæsningstid.

Løsning: Brug kun eager: true til afhængigheder, der er absolut kritiske for den indledende rendering eller kernefunktionaliteten i dine applikationer.

Konklusion

JavaScript Module Federations delte scope er et kraftfuldt værktøj til at bygge moderne, skalerbare webapplikationer, især inden for en microfrontend-arkitektur. Ved at muliggøre effektiv afhængighedsdeling løser det problemer med kodeduplikering, oppustethed og inkonsistens, hvilket fører til forbedret ydeevne og vedligeholdelse. At forstå og korrekt konfigurere shared-indstillingen, især egenskaberne singleton og requiredVersion, er nøglen til at frigøre disse fordele.

I takt med at globale udviklingsteams i stigende grad anvender microfrontend-strategier, bliver det altafgørende at mestre Module Federations delte scope. Ved at overholde bedste praksis, omhyggeligt styre versionering og udføre grundig testning kan du udnytte denne teknologi til at bygge robuste, højtydende og vedligeholdelsesvenlige applikationer, der effektivt betjener en mangfoldig international brugerbase.

Omfavn kraften i det delte scope, og ban vejen for mere effektiv og samarbejdende webudvikling på tværs af din organisation.