Micro Frontends: En Komplet Guide til Module Federation

I det konstant udviklende landskab af webudvikling kan det være en betydelig udfordring at bygge og vedligeholde store, komplekse frontend-applikationer. Monolitiske frontends, hvor hele applikationen er en enkelt, tæt koblet kodebase, fører ofte til langsommere udviklingscyklusser, øgede implementeringsrisici og vanskeligheder med at skalere individuelle funktioner.

Micro Frontends tilbyder en løsning ved at opdele frontend'en i mindre, uafhængige og håndterbare enheder. Denne arkitektoniske tilgang gør det muligt for teams at arbejde autonomt, implementere uafhængigt og vælge de teknologier, der passer bedst til deres specifikke behov. En af de mest lovende teknologier til implementering af Micro Frontends er Module Federation.

Hvad er Micro Frontends?

Micro Frontends er en arkitektonisk stil, hvor en frontend-applikation er sammensat af flere mindre, uafhængige frontend-applikationer. Disse applikationer kan udvikles, implementeres og vedligeholdes af forskellige teams, ved hjælp af forskellige teknologier og uden at kræve koordinering på byggetidspunktet. Hver Micro Frontend er ansvarlig for en specifik funktion eller et domæne i den samlede applikation.

Nøgleprincipper for Micro Frontends:

Teknologiuafhængig: Teams kan vælge den bedste teknologistak til deres specifikke Micro Frontend.
Isolerede team-kodebaser: Hver Micro Frontend har sin egen uafhængige kodebase, hvilket muliggør uafhængig udvikling og implementering.
Uafhængig Implementering: Ændringer i én Micro Frontend kræver ikke genimplementering af hele applikationen.
Autonome Teams: Teams er ansvarlige for deres Micro Frontend og kan arbejde uafhængigt.
Progressiv Opgradering: Individuelle Micro Frontends kan opgraderes eller udskiftes uden at påvirke resten af applikationen.

Introduktion til Module Federation

Module Federation er en JavaScript-arkitektur introduceret i Webpack 5, der giver en JavaScript-applikation mulighed for dynamisk at indlæse kode fra en anden applikation under kørsel. Dette betyder, at forskellige applikationer kan dele og forbruge moduler fra hinanden, selvom de er bygget med forskellige teknologier eller implementeret på forskellige servere.

Module Federation giver en kraftfuld mekanisme til implementering af Micro Frontends ved at gøre det muligt for forskellige frontend-applikationer at eksponere og forbruge moduler fra hinanden. Dette muliggør en problemfri integration af forskellige Micro Frontends i en enkelt, sammenhængende brugeroplevelse.

Væsentlige Fordele ved Module Federation:

Kodedeling: Micro Frontends kan dele kode og komponenter, hvilket reducerer duplikering og forbedrer konsistens.
Integration under kørsel: Micro Frontends kan integreres under kørsel, hvilket muliggør dynamisk sammensætning og opdateringer.
Uafhængige Implementeringer: Micro Frontends kan implementeres uafhængigt uden at kræve koordinering eller genimplementering af andre applikationer.
Teknologiuafhængig: Micro Frontends kan bygges med forskellige teknologier og stadig integreres ved hjælp af Module Federation.
Reduceret byggetid: Ved at dele kode og afhængigheder kan Module Federation reducere byggetider og forbedre udviklingseffektiviteten.

Hvordan Module Federation Fungerer

Module Federation fungerer ved at definere to typer applikationer: host og remote. Host-applikationen er hovedapplikationen, der forbruger moduler fra andre applikationer. Remote-applikationen er en applikation, der eksponerer moduler, som kan forbruges af andre applikationer.

Når en host-applikation støder på en import-sætning for et modul, der eksponeres af en remote-applikation, indlæser Webpack dynamisk remote-applikationen og løser importen under kørsel. Dette giver host-applikationen mulighed for at bruge modulet fra remote-applikationen, som om det var en del af dens egen kodebase.

Nøglebegreber i Module Federation:

Host: Applikationen, der forbruger moduler fra remote-applikationer.
Remote: Applikationen, der eksponerer moduler, som kan forbruges af andre applikationer.
Eksponerede Moduler: De moduler, som en remote-applikation gør tilgængelige for forbrug af andre applikationer.
Delte Moduler: Moduler, der deles mellem host- og remote-applikationer, hvilket reducerer duplikering og forbedrer ydeevnen.

Implementering af Micro Frontends med Module Federation: Et Praktisk Eksempel

Lad os betragte en simpel e-handelsapplikation med tre Micro Frontends: et produktkatalog, en indkøbskurv og en brugerprofil.

Hver Micro Frontend udvikles af et separat team og implementeres uafhængigt. Produktkataloget er bygget med React, indkøbskurven med Vue.js, og brugerprofilen med Angular. Hovedapplikationen fungerer som host og integrerer disse tre Micro Frontends i en enkelt brugergrænseflade.

Trin 1: Konfiguration af Remote-applikationerne

Først skal vi konfigurere hver Micro Frontend som en remote-applikation. Dette indebærer at definere de moduler, der vil blive eksponeret, og de delte moduler, der vil blive brugt.

Produktkatalog (React)

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'],
    }),
  ],
};

I denne konfiguration eksponerer vi ProductList-komponenten fra filen ./src/components/ProductList. Vi deler også react- og react-dom-modulerne med host-applikationen.

Indkøbskurv (Vue.js)

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'],
    }),
  ],
};

Her eksponerer vi ShoppingCart-komponenten og deler vue-modulet.

Brugerprofil (Angular)

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'],
    }),
  ],
};

Vi eksponerer UserProfile-komponenten og deler de nødvendige Angular-moduler.

Trin 2: Konfiguration af Host-applikationen

Dernæst skal vi konfigurere host-applikationen til at forbruge de moduler, der eksponeres af remote-applikationerne. Dette indebærer at definere remotes og mappe dem til deres respektive URL'er.

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'],
    }),
  ],
};

I denne konfiguration definerer vi tre remotes: productCatalog, shoppingCart, og userProfile. Hver remote er mappet til URL'en for dens remoteEntry.js-fil. Vi deler også de fælles afhængigheder på tværs af alle Micro Frontends.

Trin 3: Forbrug af Moduler i Host-applikationen

Til sidst kan vi forbruge de moduler, der eksponeres af remote-applikationerne, i host-applikationen. Dette indebærer at importere modulerne ved hjælp af dynamiske imports og rendere dem på de passende steder.

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>E-handelsapplikation</h1>
      <Suspense fallback={<div>Indlæser produktkatalog...</div>}>
        <ProductList />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Indlæser indkøbskurv...</div>}>
        <ShoppingCart />
      <\Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Indlæser brugerprofil...</div>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

Vi bruger React.lazy og Suspense til dynamisk at indlæse modulerne fra remote-applikationerne. Dette sikrer, at modulerne kun indlæses, når de er nødvendige, hvilket forbedrer applikationens ydeevne.

Avancerede Overvejelser og Bedste Praksis

Selvom Module Federation giver en kraftfuld mekanisme til implementering af Micro Frontends, er der flere avancerede overvejelser og bedste praksis, man skal huske på.

Versionsstyring og Kompatibilitet

Når man deler moduler mellem Micro Frontends, er det afgørende at styre versioner og sikre kompatibilitet. Forskellige Micro Frontends kan have forskellige afhængigheder eller kræve forskellige versioner af delte moduler. Brug af semantisk versionering og omhyggelig styring af delte afhængigheder kan hjælpe med at undgå konflikter og sikre, at Micro Frontends fungerer problemfrit sammen.

Overvej værktøjer som `@module-federation/automatic-vendor-federation` for at hjælpe med at automatisere processen med at styre delte afhængigheder.

State Management

Deling af state mellem Micro Frontends kan være en udfordring. Forskellige Micro Frontends kan have forskellige løsninger til state management eller kræve forskellig adgang til delt state. Der er flere tilgange til at styre state i en Micro Frontend-arkitektur, herunder:

Delte State-biblioteker: Brug af et delt state-bibliotek som Redux eller Zustand til at styre global state.
Custom Events: Brug af custom events til at kommunikere state-ændringer mellem Micro Frontends.
URL-baseret State: Kodning af state i URL'en og deling af den mellem Micro Frontends.

Den bedste tilgang afhænger af applikationens specifikke behov og koblingsniveauet mellem Micro Frontends.

Kommunikation mellem Micro Frontends

Micro Frontends har ofte brug for at kommunikere med hinanden for at udveksle data eller udløse handlinger. Der er flere måder at opnå dette på, herunder:

Custom Events: Brug af custom events til at udsende beskeder mellem Micro Frontends.
Delte Services: Oprettelse af delte services, der kan tilgås af alle Micro Frontends.
Message Queues: Brug af en message queue til asynkron kommunikation mellem Micro Frontends.

Valget af den rette kommunikationsmekanisme afhænger af interaktionernes kompleksitet og det ønskede niveau af afkobling mellem Micro Frontends.

Sikkerhedsovervejelser

Når man implementerer Micro Frontends, er det vigtigt at overveje sikkerhedsmæssige konsekvenser. Hver Micro Frontend bør være ansvarlig for sin egen sikkerhed, herunder autentificering, autorisation og datavalidering. Deling af kode og data mellem Micro Frontends bør ske sikkert og med passende adgangskontrol.

Sørg for korrekt inputvalidering og sanering for at forhindre cross-site scripting (XSS) sårbarheder. Opdater jævnligt afhængigheder for at lappe sikkerhedshuller.

Test og Overvågning

Test og overvågning af Micro Frontends kan være mere komplekst end at teste og overvåge monolitiske applikationer. Hver Micro Frontend bør testes uafhængigt, og integrationstests bør udføres for at sikre, at Micro Frontends fungerer korrekt sammen. Overvågning bør implementeres for at spore ydeevnen og sundheden for hver Micro Frontend.

Implementer end-to-end tests, der spænder over flere Micro Frontends, for at sikre en problemfri brugeroplevelse. Overvåg applikationens ydeevnemålinger for at identificere flaskehalse og områder til forbedring.

Module Federation vs. Andre Tilgange til Micro Frontends

Selvom Module Federation er et kraftfuldt værktøj til at bygge Micro Frontends, er det ikke den eneste tilgængelige tilgang. Andre almindelige tilgange til Micro Frontends inkluderer:

Integration på Byggetidspunktet: Integration af Micro Frontends på byggetidspunktet ved hjælp af værktøjer som Webpack eller Parcel.
Integration under Kørsel med iframes: Indlejring af Micro Frontends i iframes.
Web Components: Brug af web components til at skabe genanvendelige UI-elementer, der kan deles mellem Micro Frontends.
Single-SPA: Brug af et framework som Single-SPA til at styre routing og orkestrering af Micro Frontends.

Hver tilgang har sine egne fordele og ulemper, og den bedste tilgang afhænger af applikationens specifikke behov.

Module Federation vs. iframes

iframes giver stærk isolation, men kan være besværlige at administrere og kan have en negativ indvirkning på ydeevnen på grund af overhead for hver iframe. Kommunikation mellem iframes kan også være kompleks.

Module Federation tilbyder en mere problemfri integrationsoplevelse med bedre ydeevne og lettere kommunikation mellem Micro Frontends. Det kræver dog omhyggelig styring af delte afhængigheder og versioner.

Module Federation vs. Single-SPA

Single-SPA er et meta-framework, der giver en samlet tilgang til at administrere og orkestrere Micro Frontends. Det tilbyder funktioner som delt kontekst, routing og state management.

Module Federation kan bruges sammen med Single-SPA for at give en fleksibel og skalerbar arkitektur til at bygge komplekse Micro Frontend-applikationer.

Anvendelsesscenarier for Module Federation

Module Federation er velegnet til en række anvendelsesscenarier, herunder:

Store Virksomhedsapplikationer: Bygning og vedligeholdelse af store, komplekse virksomhedsapplikationer med flere teams.
E-handelsplatforme: Oprettelse af modulære og skalerbare e-handelsplatforme med uafhængige funktioner som produktkataloger, indkøbskurve og checkout-processer.
Content Management Systems (CMS): Udvikling af fleksible og udvidelige CMS-platforme med tilpasselige indholdsmoduler.
Dashboards og Analyseplatforme: Bygning af interaktive dashboards og analyseplatforme med uafhængige widgets og visualiseringer.

Overvej for eksempel en global e-handelsvirksomhed som Amazon. De kunne bruge Module Federation til at opdele deres hjemmeside i mindre, uafhængige Micro Frontends, såsom produktsider, indkøbskurv, checkout-proces og brugerkontohåndteringssektionen. Hver af disse Micro Frontends kunne udvikles og implementeres af separate teams, hvilket giver hurtigere udviklingscyklusser og øget agilitet. De kunne bruge forskellige teknologier til hver Micro Frontend, for eksempel React til produktsiderne, Vue.js til indkøbskurven og Angular til checkout-processen. Dette giver dem mulighed for at udnytte styrkerne ved hver teknologi og vælge det bedste værktøj til opgaven.

Et andet eksempel er en multinational bank. De kunne bruge Module Federation til at bygge en bankplatform, der er skræddersyet til de specifikke behov i hver region. De kunne have forskellige Micro Frontends for hver region, med funktioner, der er specifikke for den pågældende regions bankregler og kundepræferencer. Dette giver dem mulighed for at levere en mere personlig og relevant oplevelse for deres kunder.

Konklusion

Module Federation tilbyder en kraftfuld og fleksibel tilgang til at bygge Micro Frontends. Det gør det muligt for teams at arbejde uafhængigt, implementere uafhængigt og vælge de teknologier, der passer bedst til deres behov. Ved at dele kode og afhængigheder kan Module Federation reducere byggetider, forbedre ydeevnen og forenkle udviklingsprocessen.

Selvom Module Federation har sine udfordringer, såsom versionsstyring og state management, kan disse håndteres med omhyggelig planlægning og brug af passende værktøjer og teknikker. Ved at følge bedste praksis og overveje de avancerede overvejelser, der er diskuteret i denne guide, kan du med succes implementere Micro Frontends med Module Federation og bygge skalerbare, vedligeholdelsesvenlige og uafhængige frontend-applikationer.

I takt med at webudviklingslandskabet fortsætter med at udvikle sig, bliver Micro Frontends et stadig vigtigere arkitektonisk mønster. Module Federation udgør et solidt fundament for at bygge Micro Frontends og er et værdifuldt værktøj for enhver frontend-udvikler, der ønsker at bygge moderne, skalerbare webapplikationer.