JavaScript Module Federation Runtime: Dynamisches Sharing für globale Anwendungen

In der heutigen vernetzten Welt ist es von grösster Bedeutung, Anwendungen zu entwickeln, die skaliert werden können, um die Anforderungen eines globalen Publikums zu erfüllen. JavaScript Module Federation, eine leistungsstarke Funktion, die von Webpack 5 eingeführt wurde, bietet eine überzeugende Lösung für die Erstellung hochmodularer und verteilter Anwendungen. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit den dynamischen Sharing-Funktionen von Module Federation und untersucht, wie es Entwickler in die Lage versetzt, effiziente, skalierbare und wartungsfreundliche Anwendungen zu erstellen, insbesondere solche, die über internationale Grenzen hinweg und von verschiedenen Teams eingesetzt werden.

Grundlegendes zu den Kernkonzepten von Module Federation

Bevor wir uns mit dem dynamischen Sharing befassen, wollen wir die Kernprinzipien von Module Federation zusammenfassen. Module Federation ermöglicht Ihnen:

• Code-Sharing über verschiedene Anwendungen (oder Micro-Frontends): Anstatt Code zu duplizieren, können Anwendungen Code voneinander beziehen, was die Wiederverwendung von Code fördert und Redundanz reduziert.
• Erstellen unabhängiger Anwendungen: Jede Anwendung kann unabhängig erstellt und bereitgestellt werden, was schnellere Entwicklungszyklen und häufigere Releases ermöglicht.
• Schaffen einer einheitlichen Benutzererfahrung: Obwohl sie unabhängig voneinander erstellt wurden, können Anwendungen nahtlos integriert werden, um eine zusammenhängende Benutzererfahrung zu bieten.

Im Kern funktioniert Module Federation, indem es "Remote"-Module definiert, die von einer "Host"-Anwendung bereitgestellt und von anderen Anwendungen (oder derselben Anwendung) genutzt werden. Die Host-Anwendung fungiert im Wesentlichen als Modulprovider, während die Remote-Anwendung die gemeinsam genutzten Module konsumiert.

Statisches vs. dynamisches Sharing: Eine entscheidende Unterscheidung

Module Federation unterstützt zwei primäre Sharing-Ansätze: statisch und dynamisch.

Statisches Sharing beinhaltet die explizite Definition der gemeinsam genutzten Module zur Build-Zeit. Das bedeutet, dass die Host-Anwendung genau weiss, welche Module sie bereitstellen und welche Remote-Anwendungen sie nutzen soll. Während statisches Sharing für viele Anwendungsfälle geeignet ist, hat es Einschränkungen, wenn es um Anwendungen geht, die sich dynamisch anpassen müssen.

Dynamisches Sharing hingegen bietet einen viel flexibleren und leistungsfähigeren Ansatz. Es ermöglicht Anwendungen, Module zur Laufzeit gemeinsam zu nutzen, was eine grössere Anpassungsfähigkeit und Reaktionsfähigkeit ermöglicht. Hier zeigt sich die wahre Stärke von Module Federation, insbesondere in Szenarien, die eine sich ständig weiterentwickelnde Codebasis oder Anwendungen betreffen, die mit einer grossen Anzahl externer Module interagieren müssen. Dies ist besonders nützlich für internationale Teams, bei denen Code von verschiedenen Teams, an verschiedenen Standorten und zu verschiedenen Zeiten erstellt werden kann.

Die Mechanik des dynamischen Sharings

Dynamisches Sharing in Module Federation hängt von zwei Schlüsselelementen ab:

• Bereitstellung von Modulen zur Laufzeit: Anstatt gemeinsam genutzte Module während des Build-Prozesses anzugeben, können Anwendungen Module zur Laufzeit bereitstellen. Dies wird oft durch die Verwendung von JavaScript-Code zur dynamischen Registrierung von Modulen erreicht.
• Dynamische Nutzung von Modulen: Remote-Anwendungen können gemeinsam genutzte Module zur Laufzeit entdecken und nutzen. Dies geschieht in der Regel durch die Nutzung der Module Federation Runtime, um Code von der Host-Anwendung zu laden und auszuführen.

Lassen Sie uns dies anhand eines vereinfachten Beispiels veranschaulichen. Stellen Sie sich eine Host-Anwendung vor, die eine Komponente namens `Button` bereitstellt. Eine Remote-Anwendung, die von einem anderen Team erstellt wurde, muss diese Schaltfläche verwenden. Mit dynamischem Sharing könnte die Host-Anwendung die Komponente `Button` registrieren und die Remote-Anwendung könnte sie laden, ohne die genauen Build-Time-Details des Hosts zu kennen.

In der Praxis wird dies oft mit Code erreicht, der dem folgenden ähnelt (vereinfacht und illustrativ; die tatsächlichen Implementierungsdetails hängen vom gewählten Framework und der Konfiguration ab):

            
// Host Application (Exposing a Button Component)
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';

function Button(props) {
  return <button>{props.children}</button>;
}

const ButtonComponent = {
  Button: Button
};

window.myExposedModules = {
    Button: ButtonComponent.Button
};

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<Button>Click me!</Button>);


            

              
                Copy
              
            
          

            
// Remote Application (Consuming the Button Component)
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';

async function loadButton() {
  const module = await import('hostApp/Button'); // Assuming hostApp is the remote container name
  // const Button = module.Button;
  return module.Button;
}

async function App() {
    const Button = await loadButton();
    return (
        <div>
            <Button>Click me remotely</Button>
        </div>
    );
}

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));

root.render(<App/>);

            

              
                Copy
              
            
          

Dieses anschauliche Beispiel zeigt, wie dynamisches Sharing es der Remote-Anwendung ermöglicht, die von dem Host bereitgestellte Komponente `Button` zu verwenden, ohne den Pfad oder die Build-Time-Details fest zu codieren. Die Runtime löst den Modulspeicherort dynamisch auf. Komplexere Anwendungen können dynamische Imports basierend auf der Konfiguration verwenden.

Vorteile des dynamischen Sharings für globale Anwendungen

Dynamisches Sharing in Module Federation bietet erhebliche Vorteile, insbesondere bei der Entwicklung von Anwendungen, die für ein globales Publikum konzipiert sind:

• Erhöhte Flexibilität: Anpassung an sich ändernde Anforderungen und Funktionen. Hinzufügen oder Aktualisieren von gemeinsam genutzten Modulen, ohne dass ein Neuaufbau der verbrauchenden Anwendungen erforderlich ist. Dies ist besonders nützlich, wenn man mit Teams zusammenarbeitet, die sich in verschiedenen Ländern und Zeitzonen befinden.
• Verbesserte Skalierbarkeit: Unterstützung grosser und komplexer Anwendungen durch effizientes Code-Sharing und Reduzierung der Bundle-Grössen. Skalieren Sie Ihre Infrastruktur effizienter, unabhängig von der Reichweite Ihrer Anwendung.
• Vereinfachte Wartung: Reduzieren Sie Code-Duplizierung, was die Wartung und Aktualisierung gemeinsam genutzter Komponenten und Funktionen vereinfacht. Änderungen in einem gemeinsam genutzten Modul stehen allen verbrauchenden Anwendungen sofort zur Verfügung, wodurch der Aktualisierungsprozess für globale Releases optimiert wird.
• Schnellere Bereitstellung: Ermöglicht die unabhängige Bereitstellung von Host- und Remote-Anwendungen. Minimieren Sie Ausfallzeiten und iterieren Sie schnell an neuen Funktionen. Dies ist besonders nützlich, wenn Updates an vielen verschiedenen Standorten veröffentlicht werden.
• Reduzierte Ausfallzeiten: Aktualisierungen können unabhängig voneinander auf der ganzen Welt durchgeführt werden, wodurch die Auswirkungen auf die Benutzer reduziert werden.
• Framework-Agnostisch: Module Federation funktioniert mit jedem JavaScript-Framework oder jeder Bibliothek (React, Angular, Vue usw.).

Reale Szenarien und Beispiele

Lassen Sie uns einige reale Szenarien untersuchen, in denen sich dynamisches Sharing als besonders vorteilhaft erweist:

• E-Commerce-Plattform: Stellen Sie sich eine globale E-Commerce-Plattform mit separaten Teams vor, die für verschiedene Aspekte der Anwendung verantwortlich sind, wie z. B. Produktlisten, Warenkörbe und Benutzerkonten. Dynamisches Sharing könnte verwendet werden, um zentrale UI-Komponenten (Schaltflächen, Formularelemente usw.) über alle diese Micro-Frontends hinweg gemeinsam zu nutzen. Wenn das Designteam in New York die Schaltflächenstile aktualisiert, werden diese Änderungen sofort auf der gesamten Plattform widergespiegelt, unabhängig davon, wo der Code ausgeführt wird oder wer die Website besucht.
• Globale Banking-Anwendung: Eine Banking-Anwendung mit verschiedenen Funktionen für verschiedene Regionen könnte dynamisches Sharing verwenden, um zentrale Finanzkomponenten wie die Saldendarstellung und den Transaktionsverlauf gemeinsam zu nutzen. Ein Team in London kann sich auf die Sicherheit konzentrieren, ein anderes in Sydney auf internationale Überweisungsfunktionen. Sie können problemlos Code gemeinsam nutzen und unabhängig voneinander aktualisieren.
• Content Management System (CMS): Ein CMS, das von einer globalen Organisation verwendet wird, könnte dynamisches Sharing verwenden, um Editorkomponenten (WYSIWYG-Editoren, Bild-Uploader usw.) über verschiedene Content-Management-Anwendungen hinweg gemeinsam zu nutzen. Wenn das Team in Indien seinen Editor aktualisiert, stehen diese Änderungen allen Content-Managern zur Verfügung, unabhängig von ihrem Standort.
• Mehrsprachige Anwendung: Stellen Sie sich eine mehrsprachige Anwendung vor, bei der Übersetzungsmodule dynamisch basierend auf der bevorzugten Sprache des Benutzers geladen werden. Module Federation kann diese Module zur Laufzeit laden. Dieser Ansatz trägt dazu bei, die anfängliche Downloadgrösse zu reduzieren und die Leistung zu verbessern.

Implementierung von dynamischem Sharing: Best Practices

Während dynamisches Sharing erhebliche Vorteile bietet, ist es wichtig, es strategisch zu implementieren. Hier sind einige Best Practices:

• Konfiguration: Verwenden Sie das Module Federation Plugin von Webpack. Konfigurieren Sie die Host-Anwendung, um Module bereitzustellen, und die Remote-Anwendungen, um sie zu nutzen.
• Moduldefinition: Definieren Sie klare Verträge für gemeinsam genutzte Module, in denen deren Zweck, erwartete Eingabe und Ausgabe umrissen werden.
• Version Management: Implementieren Sie eine robuste Versionierungsstrategie für gemeinsam genutzte Module, um Kompatibilität zu gewährleisten und Breaking Changes zu vermeiden. Die semantische Versionierung (SemVer) wird dringend empfohlen.
• Fehlerbehandlung: Implementieren Sie eine umfassende Fehlerbehandlung, um Situationen, in denen gemeinsam genutzte Module nicht verfügbar sind oder nicht geladen werden können, ordnungsgemäss zu behandeln.
• Caching: Implementieren Sie Caching-Strategien, um die Leistung des Modulladens zu optimieren, insbesondere für gemeinsam genutzte Module, auf die häufig zugegriffen wird.
• Dokumentation: Dokumentieren Sie alle gemeinsam genutzten Module klar und deutlich, einschliesslich ihres Zwecks, ihrer Verwendungsanweisungen und ihrer Abhängigkeiten. Diese Dokumentation ist für Entwickler in verschiedenen Teams und an verschiedenen Standorten von entscheidender Bedeutung.
• Testing: Schreiben Sie gründliche Unit-Tests und Integrationstests für sowohl die Host- als auch die Remote-Anwendungen. Das Testen von gemeinsam genutzten Modulen von der Remote-Anwendung aus gewährleistet die Kompatibilität.
• Dependency Management: Verwalten Sie Abhängigkeiten sorgfältig, um Konflikte zu vermeiden. Versuchen Sie, Ihre gemeinsam genutzten Abhängigkeiten in Bezug auf die Versionen aufeinander abzustimmen, um maximale Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Bewältigung häufiger Herausforderungen

Die Implementierung von dynamischem Sharing kann einige Herausforderungen mit sich bringen. Hier erfahren Sie, wie Sie diese bewältigen können:

• Versionierungskonflikte: Stellen Sie sicher, dass gemeinsam genutzte Module eine klare Versionierung aufweisen und dass Anwendungen verschiedene Versionen ordnungsgemäss verarbeiten können. Nutzen Sie SemVer, um kompatible Schnittstellen zu definieren.
• Netzwerklatenz: Optimieren Sie die Leistung des Modulladens, indem Sie Caching und Content Delivery Networks (CDNs) verwenden und Techniken wie Code-Splitting einsetzen.
• Sicherheit: Validieren Sie sorgfältig den Ursprung von Remote-Modulen, um die Einschleusung von bösartigem Code zu verhindern. Implementieren Sie geeignete Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen, um Ihre Anwendungen zu schützen. Erwägen Sie einen robusten Ansatz für die Content Security Policy (CSP) für Ihre Anwendungen.
• Komplexität: Beginnen Sie klein und führen Sie dynamisches Sharing schrittweise ein. Zerlegen Sie Ihre Anwendung in kleinere, überschaubare Module, um die Komplexität zu reduzieren.
• Debugging: Verwenden Sie die in Ihrem Browser verfügbaren Entwicklertools, um Netzwerkanfragen zu überprüfen und den Modulladeprozess zu verstehen. Verwenden Sie Techniken wie Source Maps, um an verschiedenen Anwendungen zu debuggen.

Tools und Technologien, die Sie in Betracht ziehen sollten

Mehrere Tools und Technologien ergänzen Module Federation:

• Webpack: Das zentrale Build-Tool, das das Module Federation Plugin bereitstellt.
• Micro-Frontend-Frameworks: Frameworks wie Luigi, Single-SPA und andere werden manchmal verwendet, um Micro-Frontends zu orchestrieren.
• Content Delivery Networks (CDNs): Für die effiziente globale Verteilung gemeinsam genutzter Module.
• CI/CD-Pipelines: Implementieren Sie robuste CI/CD-Pipelines, um die Build-, Test- und Bereitstellungsprozesse zu automatisieren. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie mit vielen unabhängigen Anwendungen zu tun haben.
• Überwachung und Protokollierung: Implementieren Sie Überwachung und Protokollierung, um die Leistung und den Zustand Ihrer Anwendungen zu verfolgen.
• Komponentenbibliotheken (Storybook usw.): Um gemeinsam genutzte Komponenten zu dokumentieren und in der Vorschau anzuzeigen.

Die Zukunft von Module Federation

Module Federation ist eine sich schnell entwickelnde Technologie. Die Webpack-Community arbeitet ständig an Verbesserungen und neuen Funktionen. Wir können Folgendes erwarten:

• Verbesserte Leistung: Kontinuierliche Optimierungen zur Verbesserung der Modulladezeiten und zur Reduzierung der Bundle-Grössen.
• Verbesserte Entwicklererfahrung: Benutzerfreundlichere Tools und verbesserte Debugging-Funktionen.
• Grössere Integration: Nahtlose Integration mit anderen Build-Tools und Frameworks.

Fazit: Dynamisches Sharing für eine globale Reichweite

JavaScript Module Federation, insbesondere dynamisches Sharing, ist ein leistungsstarkes Tool für die Erstellung modularer, skalierbarer und wartungsfreundlicher Anwendungen. Durch die Nutzung des dynamischen Sharings können Sie Anwendungen erstellen, die anpassungsfähiger an Veränderungen sind, einfacher zu warten sind und skaliert werden können, um die Anforderungen eines globalen Publikums zu erfüllen. Wenn Sie grenzüberschreitende Anwendungen entwickeln, die Wiederverwendung von Code verbessern und eine wirklich modulare Architektur schaffen möchten, ist dynamisches Sharing in Module Federation eine Technologie, die es wert ist, erkundet zu werden. Die Vorteile sind besonders gross für internationale Teams, die an grossen Projekten mit unterschiedlichen Anforderungen arbeiten.

Indem Sie Best Practices befolgen, häufige Herausforderungen angehen und die richtigen Tools nutzen, können Sie das volle Potenzial von Module Federation freisetzen und Anwendungen erstellen, die für die globale Bühne bereit sind.