JavaScript Module Federation Container: Anwendungscontainer-Management

In der heutigen, sich schnell entwickelnden Softwarelandschaft kann die Verwaltung großer und komplexer Anwendungen eine erhebliche Herausforderung darstellen. Traditionelle monolithische Architekturen führen oft zu langsamen Entwicklungszyklen, Deployment-Engpässen und Schwierigkeiten bei der Skalierung einzelner Komponenten. Hier kommen Module Federation und insbesondere Module Federation Container ins Spiel, die eine leistungsstarke Lösung für den Aufbau skalierbarer, wartbarer und kollaborativer Anwendungen bieten. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit dem Konzept der JavaScript Module Federation Container und untersucht deren Vorteile, Implementierung und Best Practices.

Was ist Module Federation?

Module Federation ist ein mit Webpack 5 eingeführtes JavaScript-Architekturmuster, das es unabhängig erstellten und bereitgestellten JavaScript-Anwendungen ermöglicht, Code und Funktionalität zur Laufzeit zu teilen. Stellen Sie es sich als eine Möglichkeit vor, verschiedene Anwendungen oder Teile von Anwendungen dynamisch im Browser miteinander zu verknüpfen.

Traditionelle Microfrontend-Architekturen stützen sich oft auf Build-Time-Integration oder iFrame-basierte Lösungen, die beide ihre Grenzen haben. Die Build-Time-Integration kann zu eng gekoppelten Anwendungen und häufigen erneuten Deployments führen. Iframes bieten zwar Isolation, bringen aber oft Komplexität in der Kommunikation und im Styling mit sich.

Module Federation bietet eine elegantere Lösung, indem es die Laufzeitintegration von unabhängig entwickelten Modulen ermöglicht. Dieser Ansatz fördert die Wiederverwendung von Code, reduziert Redundanz und ermöglicht flexiblere und skalierbarere Anwendungsarchitekturen.

Module Federation Container verstehen

Ein Module Federation Container ist eine in sich geschlossene Einheit, die JavaScript-Module für die Nutzung durch andere Anwendungen oder Container bereitstellt. Er fungiert als Laufzeitumgebung für diese Module, verwaltet deren Abhängigkeiten und stellt einen Mechanismus zum dynamischen Laden und Ausführen bereit.

Wesentliche Merkmale eines Module Federation Containers:

• Unabhängigkeit: Container können unabhängig voneinander entwickelt, bereitgestellt und aktualisiert werden.
• Bereitgestellte Module: Jeder Container stellt eine Reihe von JavaScript-Modulen zur Verfügung, die von anderen Anwendungen genutzt werden können.
• Dynamisches Laden: Module werden zur Laufzeit geladen und ausgeführt, was ein flexibles und anpassungsfähiges Anwendungsverhalten ermöglicht.
• Abhängigkeitsmanagement: Container verwalten ihre eigenen Abhängigkeiten und können Abhängigkeiten mit anderen Containern teilen.
• Versionskontrolle: Container können festlegen, welche Versionen ihrer bereitgestellten Module von anderen Anwendungen verwendet werden sollen.

Vorteile der Verwendung von Module Federation Containern

Die Einführung von Module Federation Containern bietet zahlreiche Vorteile für Organisationen, die komplexe Webanwendungen erstellen:

1. Verbesserte Skalierbarkeit

Module Federation ermöglicht es Ihnen, große monolithische Anwendungen in kleinere, besser verwaltbare Microfrontends zu zerlegen. Jedes Microfrontend kann unabhängig bereitgestellt und skaliert werden, was Ihnen ermöglicht, die Ressourcenzuweisung zu optimieren und die Gesamtleistung der Anwendung zu verbessern. Beispielsweise könnte eine E-Commerce-Website in separate Container für Produktlisten, Warenkorb, Benutzerkonten und Zahlungsabwicklung unterteilt werden. Während Spitzenzeiten beim Einkaufen könnten die Container für Produktlisten und Zahlungsabwicklung unabhängig voneinander hochskaliert werden.

2. Verbesserte Zusammenarbeit

Module Federation ermöglicht es mehreren Teams, gleichzeitig an verschiedenen Teilen der Anwendung zu arbeiten, ohne sich gegenseitig in die Quere zu kommen. Jedes Team kann seinen eigenen Container besitzen und warten, was das Risiko von Konflikten verringert und die Entwicklungsgeschwindigkeit erhöht. Denken Sie an ein multinationales Unternehmen, bei dem Teams an verschiedenen geografischen Standorten für unterschiedliche Funktionen einer globalen Webanwendung verantwortlich sind. Module Federation ermöglicht es diesen Teams, unabhängig zu arbeiten, was Innovationen fördert und Abhängigkeiten reduziert.

3. Erhöhte Code-Wiederverwendung

Module Federation fördert die Wiederverwendung von Code, indem es verschiedenen Anwendungen oder Containern ermöglicht, gemeinsame Komponenten und Dienstprogramme zu teilen. Dies reduziert Codeduplizierung, verbessert die Konsistenz und vereinfacht die Wartung. Stellen Sie sich eine Suite von internen Tools vor, die von einer großen Organisation verwendet wird. Gemeinsame UI-Komponenten, Authentifizierungslogik und Datenzugriffsbibliotheken können mithilfe von Module Federation über alle Tools hinweg geteilt werden, was den Entwicklungsaufwand reduziert und eine konsistente Benutzererfahrung gewährleistet.

4. Schnellere Entwicklungszyklen

Durch die Aufteilung der Anwendung in kleinere, unabhängige Container ermöglicht Module Federation schnellere Entwicklungszyklen. Teams können an ihren eigenen Containern iterieren, ohne andere Teile der Anwendung zu beeinträchtigen, was zu schnelleren Releases und einer kürzeren Time-to-Market führt. Eine Nachrichtenorganisation aktualisiert ihre Website ständig mit Eilmeldungen und neuen Funktionen. Durch die Verwendung von Module Federation können sich verschiedene Teams auf verschiedene Bereiche der Website konzentrieren (z. B. Weltnachrichten, Sport, Wirtschaft) und Updates unabhängig voneinander bereitstellen, um sicherzustellen, dass die Benutzer immer Zugriff auf die neuesten Informationen haben.

5. Vereinfachtes Deployment

Module Federation vereinfacht das Deployment, indem es Ihnen ermöglicht, einzelne Container unabhängig voneinander bereitzustellen. Dies verringert das Risiko von Deployment-Fehlern und ermöglicht es Ihnen, Updates schrittweise auszurollen. Denken Sie an ein Finanzinstitut, das Updates für seine Online-Banking-Plattform bereitstellen muss. Durch die Verwendung von Module Federation können sie Updates für bestimmte Funktionen (z. B. Rechnungszahlung, Kontotransfers) bereitstellen, ohne die gesamte Plattform offline zu nehmen, wodurch die Störungen für die Benutzer minimiert werden.

6. Technologieunabhängig

Obwohl Module Federation typischerweise mit Webpack in Verbindung gebracht wird, kann es auch mit anderen Bundlern und Frameworks implementiert werden. Dies ermöglicht es Ihnen, den besten Technologiestack für jeden Container zu wählen, ohne durch die Gesamtarchitektur der Anwendung eingeschränkt zu sein. Ein Unternehmen könnte sich entscheiden, React für seine Benutzeroberflächenkomponenten, Angular für seine Datenverwaltungsschicht und Vue.js für seine interaktiven Funktionen zu verwenden – alles innerhalb derselben Anwendung dank Module Federation.

Implementierung von Module Federation Containern

Die Implementierung von Module Federation Containern umfasst die Konfiguration Ihrer Build-Tools (typischerweise Webpack), um zu definieren, welche Module bereitgestellt und welche Module konsumiert werden sollen. Hier ist ein grober Überblick über den Prozess:

1. Konfiguration der Host-Anwendung (Container-Konsument)

Die Host-Anwendung ist die Anwendung, die Module aus anderen Containern konsumiert. Um die Host-Anwendung zu konfigurieren, müssen Sie:

• Die Pakete `webpack` und `webpack-cli` installieren: npm install webpack webpack-cli --save-dev
• Das Paket `@module-federation/webpack-plugin` installieren: npm install @module-federation/webpack-plugin --save-dev
• Eine `webpack.config.js`-Datei erstellen: Diese Datei enthält die Konfiguration für Ihren Webpack-Build.
• Das `ModuleFederationPlugin` konfigurieren: Dieses Plugin ist dafür verantwortlich, zu definieren, welche Module aus Remote-Containern konsumiert werden sollen.

Beispiel `webpack.config.js` für eine Host-Anwendung:

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',
      },
    }),
  ],
};

In diesem Beispiel ist die `HostApp` so konfiguriert, dass sie Module aus einem Remote-Container namens `remoteApp` konsumiert, der sich unter `http://localhost:3001/remoteEntry.js` befindet. Die `remotes`-Eigenschaft definiert die Zuordnung zwischen dem Namen des Remote-Containers und seiner URL.

2. Konfiguration der Remote-Anwendung (Container-Anbieter)

Die Remote-Anwendung ist die Anwendung, die Module für die Nutzung durch andere Container bereitstellt. Um die Remote-Anwendung zu konfigurieren, müssen Sie:

• Die Pakete `webpack` und `webpack-cli` installieren: npm install webpack webpack-cli --save-dev
• Das Paket `@module-federation/webpack-plugin` installieren: npm install @module-federation/webpack-plugin --save-dev
• Eine `webpack.config.js`-Datei erstellen: Diese Datei enthält die Konfiguration für Ihren Webpack-Build.
• Das `ModuleFederationPlugin` konfigurieren: Dieses Plugin ist dafür verantwortlich, zu definieren, welche Module für andere Container bereitgestellt werden sollen.

Beispiel `webpack.config.js` für eine Remote-Anwendung:

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']
};

In diesem Beispiel ist die `remoteApp` so konfiguriert, dass sie ein Modul namens `./Button` bereitstellt, das sich unter `./src/Button` befindet. Die `exposes`-Eigenschaft definiert die Zuordnung zwischen dem Modulnamen und seinem Pfad. Die `shared`-Eigenschaft gibt an, welche Abhängigkeiten mit der Host-Anwendung geteilt werden sollen. Dies ist entscheidend, um das Laden mehrerer Kopien derselben Bibliothek zu vermeiden.

3. Nutzung des Remote-Moduls in der Host-Anwendung

Sobald die Host- und Remote-Anwendungen konfiguriert sind, können Sie das Remote-Modul in der Host-Anwendung konsumieren, indem Sie es unter Verwendung des Namens des Remote-Containers und des Modulnamens importieren.

Beispiel für den Import und die Verwendung der Remote-Komponente `Button` in der Host-Anwendung:

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

const App = () => {
  return (
    

      
Host Application
      
    
  );
};

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

In diesem Beispiel wird die `RemoteButton`-Komponente aus dem Modul `remoteApp/Button` importiert. Die Host-Anwendung kann diese Komponente dann so verwenden, als wäre sie eine lokale Komponente.

Best Practices für die Verwendung von Module Federation Containern

Um eine erfolgreiche Einführung von Module Federation Containern zu gewährleisten, beachten Sie die folgenden Best Practices:

1. Klare Grenzen definieren

Definieren Sie die Grenzen zwischen Ihren Containern klar, um sicherzustellen, dass jeder Container eine genau definierte Verantwortung und minimale Abhängigkeiten von anderen Containern hat. Dies fördert die Modularität und verringert das Risiko von Konflikten. Berücksichtigen Sie die Geschäftsbereiche und Funktionalitäten. Für eine Fluglinienanwendung könnten Sie Container für Flugbuchung, Gepäckverwaltung, Kundenbindungsprogramme usw. haben.

2. Ein Kommunikationsprotokoll etablieren

Etablieren Sie ein klares Kommunikationsprotokoll zwischen den Containern, um Interaktion und Datenaustausch zu erleichtern. Dies könnte die Verwendung von Ereignissen, Nachrichtenwarteschlangen oder gemeinsam genutzten Datenspeichern umfassen. Wenn Container direkt kommunizieren müssen, verwenden Sie gut definierte APIs und Datenformate, um die Kompatibilität zu gewährleisten.

3. Abhängigkeiten mit Bedacht teilen

Überlegen Sie sorgfältig, welche Abhängigkeiten zwischen den Containern geteilt werden sollen. Das Teilen gemeinsamer Abhängigkeiten kann die Bundle-Größe reduzieren und die Leistung verbessern, birgt aber auch das Risiko von Versionskonflikten. Verwenden Sie die `shared`-Eigenschaft im `ModuleFederationPlugin`, um anzugeben, welche Abhängigkeiten geteilt und welche Versionen verwendet werden sollen.

4. Versionierung implementieren

Implementieren Sie eine Versionierung für Ihre bereitgestellten Module, um sicherzustellen, dass Konsumenten die richtige Version jedes Moduls verwenden können. Dies ermöglicht es Ihnen, Breaking Changes einzuführen, ohne bestehende Konsumenten zu beeinträchtigen. Sie können semantische Versionierung (SemVer) verwenden, um Ihre Modulversionen zu verwalten und Versionsbereiche in der `remotes`-Konfiguration anzugeben.

5. Leistung überwachen und verfolgen

Überwachen und verfolgen Sie die Leistung Ihrer Module Federation Container, um potenzielle Engpässe zu identifizieren und die Ressourcenzuweisung zu optimieren. Verwenden Sie Überwachungstools, um Metriken wie Ladezeit, Speichernutzung und Fehlerraten zu verfolgen. Erwägen Sie die Verwendung eines zentralisierten Protokollierungssystems, um Protokolle von allen Containern zu sammeln.

6. Sicherheitsaspekte berücksichtigen

Module Federation führt neue Sicherheitsaspekte ein. Stellen Sie sicher, dass Sie Module aus vertrauenswürdigen Quellen laden und dass Sie angemessene Sicherheitsmaßnahmen getroffen haben, um zu verhindern, dass bösartiger Code in Ihre Anwendung eingeschleust wird. Implementieren Sie eine Content Security Policy (CSP), um die Quellen einzuschränken, aus denen Ihre Anwendung Ressourcen laden kann.

7. Deployment automatisieren

Automatisieren Sie den Deployment-Prozess für Ihre Module Federation Container, um konsistente und zuverlässige Deployments zu gewährleisten. Verwenden Sie eine CI/CD-Pipeline, um Ihre Container automatisch zu erstellen, zu testen und bereitzustellen. Erwägen Sie die Verwendung von Container-Orchestrierungstools wie Kubernetes, um Ihre Container und ihre Abhängigkeiten zu verwalten.

Anwendungsbeispiele

Module Federation Container können in einer Vielzahl von Szenarien eingesetzt werden, darunter:

• E-Commerce-Plattformen: Aufbau modularer E-Commerce-Plattformen mit separaten Containern für Produktlisten, Warenkorb, Benutzerkonten und Zahlungsabwicklung.
• Finanzanwendungen: Entwicklung von Online-Banking-Plattformen mit separaten Containern für Kontoverwaltung, Rechnungszahlung und Anlageverwaltung.
• Content Management Systeme (CMS): Erstellung flexibler CMS-Plattformen mit separaten Containern für die Inhaltserstellung, Inhaltsveröffentlichung und Benutzerverwaltung.
• Dashboard-Anwendungen: Aufbau anpassbarer Dashboard-Anwendungen mit separaten Containern für verschiedene Widgets und Visualisierungen.
• Unternehmensportale: Entwicklung von Unternehmensportalen mit separaten Containern für verschiedene Abteilungen und Geschäftsbereiche.

Stellen Sie sich eine globale E-Learning-Plattform vor. Die Plattform könnte Module Federation verwenden, um verschiedene Sprachversionen von Kursen zu implementieren, die jeweils in einem eigenen Container gehostet werden. Ein Benutzer, der von Frankreich aus auf die Plattform zugreift, würde nahtlos den französischsprachigen Container erhalten, während ein Benutzer aus Japan die japanische Version sehen würde.

Fazit

JavaScript Module Federation Container bieten einen leistungsstarken und flexiblen Ansatz zum Aufbau skalierbarer, wartbarer und kollaborativer Webanwendungen. Durch die Aufteilung großer Anwendungen in kleinere, unabhängige Container ermöglicht Module Federation den Teams, effizienter zu arbeiten, Updates häufiger bereitzustellen und Code effektiver wiederzuverwenden. Obwohl die Implementierung von Module Federation eine sorgfältige Planung und Konfiguration erfordert, machen die Vorteile, die sie in Bezug auf Skalierbarkeit, Zusammenarbeit und Entwicklungsgeschwindigkeit bietet, sie zu einem wertvollen Werkzeug für Organisationen, die komplexe Webanwendungen erstellen. Indem Sie die in diesem Artikel beschriebenen Best Practices befolgen, können Sie Module Federation Container erfolgreich einführen und ihr volles Potenzial ausschöpfen.