Entfesseln Sie die Kraft von Micro-Frontends mit JavaScript Module Federation in Webpack 5. Lernen Sie, wie man skalierbare, wartbare und unabhängige Webanwendungen erstellt.
JavaScript Module Federation mit Webpack 5: Ein umfassender Leitfaden für Micro-Frontends
In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der Webentwicklung kann die Erstellung großer und komplexer Anwendungen eine gewaltige Aufgabe sein. Traditionelle monolithische Architekturen führen oft zu längeren Entwicklungszeiten, Bereitstellungsengpässen und Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung der Codequalität. Micro-Frontends haben sich als leistungsstarkes Architekturmuster herauskristallisiert, um diese Herausforderungen zu bewältigen, indem sie Teams ermöglichen, unabhängige Teile einer größeren Webanwendung zu erstellen und bereitzustellen. Eine der vielversprechendsten Technologien zur Implementierung von Micro-Frontends ist JavaScript Module Federation, eingeführt in Webpack 5.
Was sind Micro-Frontends?
Micro-Frontends sind ein Architekturstil, bei dem eine Frontend-App in kleinere, unabhängige Einheiten zerlegt wird, die von verschiedenen Teams autonom entwickelt, getestet und bereitgestellt werden können. Jedes Micro-Frontend ist für eine bestimmte Geschäftsdomäne oder ein Feature verantwortlich und wird zur Laufzeit zusammengesetzt, um die vollständige Benutzeroberfläche zu bilden.
Stellen Sie es sich wie ein Unternehmen vor: Anstatt eines riesigen Entwicklungsteams haben Sie mehrere kleinere Teams, die sich auf bestimmte Bereiche konzentrieren. Jedes Team kann unabhängig arbeiten, was schnellere Entwicklungszyklen und eine einfachere Wartung ermöglicht. Denken Sie an eine große E-Commerce-Plattform wie Amazon; verschiedene Teams könnten den Produktkatalog, den Warenkorb, den Bezahlvorgang und die Benutzerkontenverwaltung betreuen. All dies könnten unabhängige Micro-Frontends sein.
Vorteile von Micro-Frontends:
- Unabhängige Deployments: Teams können ihre Micro-Frontends unabhängig voneinander bereitstellen, ohne andere Teile der Anwendung zu beeinträchtigen. Dies reduziert das Bereitstellungsrisiko und ermöglicht schnellere Release-Zyklen.
- Technologieunabhängig: Verschiedene Micro-Frontends können mit unterschiedlichen Technologien oder Frameworks (z. B. React, Angular, Vue.js) erstellt werden. Dies ermöglicht es den Teams, die beste Technologie für ihre spezifischen Bedürfnisse zu wählen und neue Technologien schrittweise einzuführen, ohne die gesamte Anwendung neu schreiben zu müssen. Stellen Sie sich vor, ein Team verwendet React für den Produktkatalog, ein anderes Vue.js für Marketing-Landingpages und ein drittes Angular für den Bezahlvorgang.
- Verbesserte Teamautonomie: Teams haben die volle Verantwortung für ihre Micro-Frontends, was zu erhöhter Autonomie, schnellerer Entscheidungsfindung und verbesserter Entwicklerproduktivität führt.
- Erhöhte Skalierbarkeit: Micro-Frontends ermöglichen es Ihnen, Ihre Anwendung horizontal zu skalieren, indem Sie einzelne Micro-Frontends auf verschiedenen Servern bereitstellen.
- Wiederverwendbarkeit von Code: Geteilte Komponenten und Bibliotheken können leicht zwischen Micro-Frontends geteilt werden.
- Einfacher zu warten: Kleinere Codebasen sind im Allgemeinen leichter zu verstehen, zu warten und zu debuggen.
Herausforderungen von Micro-Frontends:
- Erhöhte Komplexität: Die Verwaltung mehrerer Micro-Frontends kann die Gesamtarchitektur komplexer machen, insbesondere in Bezug auf Kommunikation, Zustandsverwaltung und Bereitstellung.
- Performance-Overhead: Das Laden mehrerer Micro-Frontends kann zu einem Performance-Overhead führen, insbesondere wenn sie nicht richtig optimiert sind.
- Querschnittsthemen: Die Handhabung von Querschnittsthemen wie Authentifizierung, Autorisierung und Theming kann in einer Micro-Frontend-Architektur eine Herausforderung sein.
- Betrieblicher Mehraufwand: Erfordert ausgereifte DevOps-Praktiken und eine Infrastruktur zur Verwaltung der Bereitstellung und Überwachung mehrerer Micro-Frontends.
Was ist JavaScript Module Federation?
JavaScript Module Federation ist eine Funktion von Webpack 5, die es Ihnen ermöglicht, Code zwischen separat kompilierten JavaScript-Anwendungen zur Laufzeit zu teilen. Sie ermöglicht es Ihnen, Teile Ihrer Anwendung als „Module“ bereitzustellen, die von anderen Anwendungen konsumiert werden können, ohne sie in einem zentralen Repository wie npm veröffentlichen zu müssen.
Stellen Sie sich Module Federation als eine Möglichkeit vor, ein föderiertes Ökosystem von Anwendungen zu schaffen, in dem jede Anwendung ihre eigene Funktionalität beisteuern und Funktionalität von anderen Anwendungen konsumieren kann. Dies eliminiert die Notwendigkeit von Build-Zeit-Abhängigkeiten und ermöglicht wirklich unabhängige Deployments.
Zum Beispiel kann ein Design-System-Team UI-Komponenten als Module bereitstellen, und verschiedene Anwendungsteams können diese Komponenten direkt von der Design-System-Anwendung konsumieren, ohne sie als npm-Pakete installieren zu müssen. Wenn das Design-System-Team die Komponenten aktualisiert, spiegeln sich die Änderungen automatisch in allen konsumierenden Anwendungen wider.
Schlüsselkonzepte der Module Federation:
- Host: Die Hauptanwendung, die Remote-Module konsumiert.
- Remote: Eine Anwendung, die Module zur Verfügung stellt, die von anderen Anwendungen konsumiert werden können.
- Shared Modules: Module, die zwischen der Host- und den Remote-Anwendungen geteilt werden (z. B. React, Lodash). Module Federation kann die Versionierung und Deduplizierung von geteilten Modulen automatisch handhaben, um sicherzustellen, dass nur eine Version jedes Moduls geladen wird.
- Exposed Modules: Spezifische Module aus einer Remote-Anwendung, die für den Konsum durch andere Anwendungen verfügbar gemacht werden.
- RemoteEntry.js: Eine von Webpack generierte Datei, die die Metadaten über die bereitgestellten Module einer Remote-Anwendung enthält. Die Host-Anwendung verwendet diese Datei, um die Remote-Module zu entdecken und zu laden.
Einrichtung der Module Federation mit Webpack 5: Eine praktische Anleitung
Lassen Sie uns ein praktisches Beispiel für die Einrichtung der Module Federation mit Webpack 5 durchgehen. Wir erstellen zwei einfache Anwendungen: eine Host-Anwendung und eine Remote-Anwendung. Die Remote-Anwendung wird eine Komponente bereitstellen, und die Host-Anwendung wird sie konsumieren.
1. Projekteinrichtung
Erstellen Sie zwei separate Verzeichnisse für Ihre Anwendungen: `host` und `remote`.
```bash mkdir host remote cd host npm init -y npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev npm install react react-dom cd ../remote npm init -y npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev npm install react react-dom ```2. Konfiguration der Remote-Anwendung
Erstellen Sie im `remote`-Verzeichnis die folgenden Dateien:
- `src/index.js`: Einstiegspunkt für die Anwendung.
- `src/RemoteComponent.jsx`: Die Komponente, die bereitgestellt wird.
- `webpack.config.js`: Webpack-Konfigurationsdatei.
src/index.js:
```javascript import React from 'react'; import ReactDOM from 'react-dom/client'; import RemoteComponent from './RemoteComponent'; const App = () => (Remote Application
src/RemoteComponent.jsx:
```javascript import React from 'react'; const RemoteComponent = () => (This is a Remote Component!
Rendered from the Remote Application.
webpack.config.js:
```javascript const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin'); const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin'); const path = require('path'); module.exports = { entry: './src/index', mode: 'development', devServer: { port: 3001, static: { directory: path.join(__dirname, 'dist'), }, }, output: { publicPath: 'auto', }, module: { rules: [ { test: /\.(js|jsx)$/, exclude: /node_modules/, use: { loader: 'babel-loader', options: { presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'], }, }, }, ], }, plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'remote', filename: 'remoteEntry.js', exposes: { './RemoteComponent': './src/RemoteComponent', }, shared: { react: { singleton: true, eager: true }, 'react-dom': { singleton: true, eager: true }, }, }), new HtmlWebpackPlugin({ template: './public/index.html', }), ], resolve: { extensions: ['.js', '.jsx'], }, }; ```Erstellen Sie `public/index.html` mit einer grundlegenden HTML-Struktur. Wichtig ist `
`3. Konfiguration der Host-Anwendung
Erstellen Sie im `host`-Verzeichnis die folgenden Dateien:
- `src/index.js`: Einstiegspunkt für die Anwendung.
- `webpack.config.js`: Webpack-Konfigurationsdatei.
src/index.js:
```javascript import React, { Suspense } from 'react'; import ReactDOM from 'react-dom/client'; const RemoteComponent = React.lazy(() => import('remote/RemoteComponent')); const App = () => (Host Application
webpack.config.js:
```javascript const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin'); const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin'); const path = require('path'); module.exports = { entry: './src/index', mode: 'development', devServer: { port: 3000, static: { directory: path.join(__dirname, 'dist'), }, }, output: { publicPath: 'auto', }, module: { rules: [ { test: /\.(js|jsx)$/, exclude: /node_modules/, use: { loader: 'babel-loader', options: { presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'], }, }, }, ], }, plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'host', remotes: { remote: 'remote@http://localhost:3001/remoteEntry.js', }, shared: { react: { singleton: true, eager: true }, 'react-dom': { singleton: true, eager: true }, }, }), new HtmlWebpackPlugin({ template: './public/index.html', }), ], resolve: { extensions: ['.js', '.jsx'], }, }; ```Erstellen Sie `public/index.html` mit einer grundlegenden HTML-Struktur (ähnlich der Remote-App). Wichtig ist `
`4. Babel installieren
Installieren Sie in beiden Verzeichnissen, `host` und `remote`, die Babel-Abhängigkeiten:
```bash npm install --save-dev @babel/core @babel/preset-env @babel/preset-react babel-loader ```5. Ausführen der Anwendungen
Fügen Sie in beiden Verzeichnissen, `host` und `remote`, das folgende Skript zu `package.json` hinzu:
```json "scripts": { "start": "webpack serve" } ```Starten Sie nun beide Anwendungen:
```bash cd remote npm start cd ../host npm start ```Öffnen Sie Ihren Browser und navigieren Sie zu `http://localhost:3000`. Sie sollten die Host-Anwendung sehen, in der die Remote-Komponente gerendert wird.
Erläuterung der wichtigsten Konfigurationsoptionen:
- `name`: Ein eindeutiger Name für die Anwendung.
- `filename`: Der Name der Datei, die die Metadaten über die bereitgestellten Module enthält (z. B. `remoteEntry.js`).
- `exposes`: Eine Zuordnung von Modulnamen zu Dateipfaden, die angibt, welche Module bereitgestellt werden sollen.
- `remotes`: Eine Zuordnung von Namen von Remote-Anwendungen zu URLs, die angibt, wo die remoteEntry.js-Datei für jede Remote-Anwendung zu finden ist.
- `shared`: Eine Liste von Modulen, die zwischen der Host- und den Remote-Anwendungen geteilt werden sollen. Die Option `singleton: true` stellt sicher, dass nur eine Instanz jedes geteilten Moduls geladen wird. Die Option `eager: true` stellt sicher, dass das geteilte Modul eifrig (d. h. vor allen anderen Modulen) geladen wird.
Fortgeschrittene Techniken der Module Federation
Module Federation bietet viele fortgeschrittene Funktionen, die Ihnen helfen können, noch anspruchsvollere Micro-Frontend-Architekturen zu erstellen.
Dynamische Remotes
Anstatt die URLs von Remote-Anwendungen fest in der Webpack-Konfiguration zu codieren, können Sie sie zur Laufzeit dynamisch laden. Dies ermöglicht es Ihnen, den Speicherort von Remote-Anwendungen einfach zu aktualisieren, ohne die Host-Anwendung neu erstellen zu müssen.
Sie könnten beispielsweise die URLs von Remote-Anwendungen in einer Konfigurationsdatei oder einer Datenbank speichern und sie dynamisch mit JavaScript laden.
```javascript // In webpack.config.js remotes: { remote: `promise new Promise(resolve => { const urlParams = new URLSearchParams(window.location.search); const remoteUrl = urlParams.get('remote'); // Assume remoteUrl is something like 'http://localhost:3001/remoteEntry.js' const script = document.createElement('script'); script.src = remoteUrl; script.onload = () => { // the key of module federation is that the remote app is // available using the name in the remote resolve(window.remote); }; document.head.appendChild(script); })`, }, ```Jetzt können Sie die Host-App mit einem Abfrageparameter `?remote=http://localhost:3001/remoteEntry.js` laden
Versionierte geteilte Module
Module Federation kann die Versionierung und Deduplizierung von geteilten Modulen automatisch handhaben, um sicherzustellen, dass nur eine kompatible Version jedes Moduls geladen wird. Dies ist besonders wichtig bei großen und komplexen Anwendungen mit vielen Abhängigkeiten.
Sie können den Versionsbereich jedes geteilten Moduls in der Webpack-Konfiguration angeben.
```javascript // In webpack.config.js shared: { react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^18.0.0' }, 'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^18.0.0' }, }, ```Benutzerdefinierte Modul-Loader
Module Federation ermöglicht es Ihnen, benutzerdefinierte Modul-Loader zu definieren, die verwendet werden können, um Module aus verschiedenen Quellen oder in verschiedenen Formaten zu laden. Dies kann nützlich sein, um Module von einem CDN oder aus einem benutzerdefinierten Modulregister zu laden.
Zustandsfreigabe (State Sharing) zwischen Micro-Frontends
Eine der Herausforderungen von Micro-Frontend-Architekturen ist die gemeinsame Nutzung des Zustands (State) zwischen verschiedenen Micro-Frontends. Es gibt mehrere Ansätze, die Sie verfolgen können, um diese Herausforderung zu bewältigen:
- URL-basiertes Zustandsmanagement: Speichern Sie den Zustand in der URL und verwenden Sie die URL zur Kommunikation zwischen den Micro-Frontends. Dies ist ein einfacher und unkomplizierter Ansatz, kann aber bei komplexem Zustand umständlich werden.
- Benutzerdefinierte Ereignisse (Custom Events): Verwenden Sie benutzerdefinierte Ereignisse, um Zustandsänderungen zwischen Micro-Frontends zu übertragen. Dies ermöglicht eine lose Kopplung zwischen den Micro-Frontends, aber die Verwaltung von Ereignisabonnements kann schwierig sein.
- Gemeinsame Zustandsverwaltungsbibliothek: Verwenden Sie eine gemeinsame Zustandsverwaltungsbibliothek wie Redux oder MobX, um den Zustand der gesamten Anwendung zu verwalten. Dies bietet eine zentralisierte und konsistente Möglichkeit, den Zustand zu verwalten, kann aber eine Abhängigkeit von einer bestimmten Zustandsverwaltungsbibliothek einführen.
- Message Broker: Verwenden Sie einen Message Broker wie RabbitMQ oder Kafka, um die Kommunikation und den Zustandsaustausch zwischen Micro-Frontends zu erleichtern. Dies ist eine komplexere Lösung, bietet aber ein hohes Maß an Flexibilität und Skalierbarkeit.
Best Practices für die Implementierung von Micro-Frontends mit Module Federation
Hier sind einige bewährte Methoden, die Sie bei der Implementierung von Micro-Frontends mit Module Federation beachten sollten:
- Definieren Sie klare Grenzen für jedes Micro-Frontend: Jedes Micro-Frontend sollte für eine bestimmte Geschäftsdomäne oder ein Feature verantwortlich sein und klar definierte Schnittstellen haben.
- Verwenden Sie einen konsistenten Technologie-Stack: Obwohl Module Federation es Ihnen ermöglicht, unterschiedliche Technologien für verschiedene Micro-Frontends zu verwenden, ist es im Allgemeinen eine gute Idee, einen konsistenten Technologie-Stack zu verwenden, um die Komplexität zu reduzieren und die Wartbarkeit zu verbessern.
- Etablieren Sie klare Kommunikationsprotokolle: Definieren Sie klare Kommunikationsprotokolle für die Interaktion der Micro-Frontends untereinander.
- Automatisieren Sie den Bereitstellungsprozess: Automatisieren Sie den Bereitstellungsprozess, um sicherzustellen, dass Micro-Frontends unabhängig und zuverlässig bereitgestellt werden können. Erwägen Sie die Verwendung von CI/CD-Pipelines und Infrastructure-as-Code-Tools.
- Überwachen Sie die Leistung Ihrer Micro-Frontends: Überwachen Sie die Leistung Ihrer Micro-Frontends, um Leistungsengpässe zu identifizieren und zu beheben. Verwenden Sie Tools wie Google Analytics, New Relic oder Datadog.
- Implementieren Sie eine robuste Fehlerbehandlung: Implementieren Sie eine robuste Fehlerbehandlung, um sicherzustellen, dass Ihre Anwendung widerstandsfähig gegen Ausfälle ist.
- Verfolgen Sie ein dezentrales Governance-Modell: Ermächtigen Sie Teams, Entscheidungen über ihre eigenen Micro-Frontends zu treffen, während die allgemeine Konsistenz und Qualität gewahrt bleibt.
Praxisbeispiele für Module Federation im Einsatz
Obwohl spezifische Fallstudien oft vertraulich sind, sind hier einige verallgemeinerte Szenarien, in denen Module Federation unglaublich nützlich sein kann:
- E-Commerce-Plattformen: Wie bereits erwähnt, können große E-Commerce-Plattformen Module Federation verwenden, um unabhängige Micro-Frontends für den Produktkatalog, den Warenkorb, den Bezahlvorgang und die Benutzerkontenverwaltung zu erstellen. Dies ermöglicht es verschiedenen Teams, unabhängig an diesen Funktionen zu arbeiten und sie bereitzustellen, ohne andere Teile der Anwendung zu beeinträchtigen. Eine globale Plattform könnte Funktionen für verschiedene Regionen über Remote-Module anpassen.
- Finanzdienstleistungsanwendungen: Finanzdienstleistungsanwendungen haben oft komplexe Benutzeroberflächen mit vielen verschiedenen Funktionen. Module Federation kann verwendet werden, um unabhängige Micro-Frontends für verschiedene Kontotypen, Handelsplattformen und Reporting-Dashboards zu erstellen. Compliance-Funktionen, die für bestimmte Länder einzigartig sind, können über Module Federation bereitgestellt werden.
- Gesundheitsportale: Gesundheitsportale können Module Federation verwenden, um unabhängige Micro-Frontends für die Patientenverwaltung, die Terminplanung und den Zugriff auf medizinische Unterlagen zu erstellen. Verschiedene Module für unterschiedliche Versicherungsanbieter oder Regionen können dynamisch geladen werden.
- Content-Management-Systeme (CMS): Ein CMS kann Module Federation verwenden, um Benutzern zu ermöglichen, ihren Websites benutzerdefinierte Funktionen hinzuzufügen, indem sie Remote-Module von Drittanbietern laden. Verschiedene Themes, Plugins und Widgets können als unabhängige Micro-Frontends verteilt werden.
- Lernmanagementsysteme (LMS): Ein LMS kann Kurse anbieten, die unabhängig entwickelt und über Module Federation in eine einheitliche Plattform integriert werden. Aktualisierungen einzelner Kurse erfordern keine plattformweiten Neubereitstellungen.
Fazit
JavaScript Module Federation in Webpack 5 bietet eine leistungsstarke und flexible Möglichkeit, Micro-Frontend-Architekturen zu erstellen. Sie ermöglicht es Ihnen, Code zwischen separat kompilierten JavaScript-Anwendungen zur Laufzeit zu teilen, was unabhängige Deployments, technologische Vielfalt und verbesserte Teamautonomie ermöglicht. Indem Sie die in diesem Leitfaden beschriebenen bewährten Methoden befolgen, können Sie Module Federation nutzen, um skalierbare, wartbare und innovative Webanwendungen zu erstellen.
Die Zukunft der Frontend-Entwicklung neigt zweifellos zu modularen und verteilten Architekturen. Module Federation bietet ein entscheidendes Werkzeug für den Bau dieser modernen Systeme und ermöglicht es Teams, komplexe Anwendungen mit größerer Geschwindigkeit, Flexibilität und Widerstandsfähigkeit zu erstellen. Mit der Weiterentwicklung der Technologie können wir erwarten, dass noch mehr innovative Anwendungsfälle und bewährte Praktiken entstehen werden.