TypeScript Monorepo: Strategien zur Typenteilung zwischen mehreren Paketen

Monorepos, also Repositories, die mehrere Pakete oder Projekte enthalten, sind für die Verwaltung großer Codebasen immer beliebter geworden. Sie bieten mehrere Vorteile, darunter eine verbesserte Code-Freigabe, ein vereinfachtes Abhängigkeitsmanagement und eine verbesserte Zusammenarbeit. Die effektive Freigabe von TypeScript-Typen über Pakete hinweg in einem Monorepo erfordert jedoch eine sorgfältige Planung und strategische Implementierung.

Warum ein Monorepo mit TypeScript verwenden?

Bevor wir uns mit Strategien zur Typenfreigabe befassen, wollen wir uns ansehen, warum ein Monorepo-Ansatz vorteilhaft ist, insbesondere bei der Arbeit mit TypeScript:

• Code-Wiederverwendung: Monorepos fördern die Wiederverwendung von Code-Komponenten über verschiedene Projekte hinweg. Gemeinsame Typen sind hierfür von grundlegender Bedeutung, da sie Konsistenz gewährleisten und Redundanz reduzieren. Stellen Sie sich eine UI-Bibliothek vor, deren Typdefinitionen für Komponenten in mehreren Frontend-Anwendungen verwendet werden.
• Vereinfachtes Abhängigkeitsmanagement: Abhängigkeiten zwischen Paketen innerhalb des Monorepos werden typischerweise intern verwaltet, wodurch die Notwendigkeit entfällt, Pakete aus externen Registries für interne Abhängigkeiten zu veröffentlichen und zu konsumieren. Dies vermeidet auch Versionskonflikte zwischen internen Paketen. Tools wie `npm link`, `yarn link` oder ausgefeiltere Monorepo-Management-Tools (wie Lerna, Nx oder Turborepo) erleichtern dies.
• Atomare Änderungen: Änderungen, die mehrere Pakete betreffen, können zusammen committed und versioniert werden, was Konsistenz gewährleistet und Veröffentlichungen vereinfacht. Zum Beispiel kann ein Refactoring, das sowohl die API als auch den Frontend-Client betrifft, in einem einzigen Commit durchgeführt werden.
• Verbesserte Zusammenarbeit: Ein einziges Repository fördert eine bessere Zusammenarbeit unter Entwicklern, da es einen zentralen Ort für den gesamten Code bietet. Jeder kann den Kontext sehen, in dem sein Code arbeitet, was das Verständnis verbessert und die Wahrscheinlichkeit verringert, inkompatiblen Code zu integrieren.
• Einfacheres Refactoring: Monorepos können groß angelegte Refactorings über mehrere Pakete hinweg erleichtern. Die integrierte TypeScript-Unterstützung im gesamten Monorepo hilft Tools, Breaking Changes zu erkennen und Code sicher zu refaktorisieren.

Herausforderungen der Typenfreigabe in Monorepos

Obwohl Monorepos viele Vorteile bieten, kann die effektive Freigabe von Typen einige Herausforderungen mit sich bringen:

• Zirkuläre Abhängigkeiten: Es muss darauf geachtet werden, zirkuläre Abhängigkeiten zwischen Paketen zu vermeiden, da dies zu Build-Fehlern und Laufzeitproblemen führen kann. Typdefinitionen können diese leicht erzeugen, daher ist eine sorgfältige Architektur erforderlich.
• Build-Performance: Große Monorepos können langsame Build-Zeiten aufweisen, insbesondere wenn Änderungen an einem Paket Neubauten vieler abhängiger Pakete auslösen. Inkrementelle Build-Tools sind hierfür unerlässlich.
• Komplexität: Die Verwaltung einer großen Anzahl von Paketen in einem einzigen Repository kann die Komplexität erhöhen und erfordert robuste Tools sowie klare Architekturrichtlinien.
• Versionierung: Die Entscheidung, wie Pakete innerhalb des Monorepos versioniert werden sollen, erfordert sorgfältige Überlegung. Unabhängige Versionierung (jedes Paket hat seine eigene Versionsnummer) oder feste Versionierung (alle Pakete teilen sich dieselbe Versionsnummer) sind gängige Ansätze.

Strategien zur Freigabe von TypeScript-Typen

Hier sind mehrere Strategien zur Freigabe von TypeScript-Typen über Pakete hinweg in einem Monorepo, zusammen mit ihren Vor- und Nachteilen:

1. Gemeinsames Paket für Typen

Die einfachste und oft effektivste Strategie besteht darin, ein dediziertes Paket speziell für die gemeinsamen Typdefinitionen zu erstellen. Dieses Paket kann dann von anderen Paketen innerhalb des Monorepos importiert werden.

Implementierung:

1. Erstellen Sie ein neues Paket, das typischerweise so etwas wie `@your-org/types` oder `shared-types` genannt wird.
2. Definieren Sie alle gemeinsamen Typdefinitionen innerhalb dieses Pakets.
3. Veröffentlichen Sie dieses Paket (entweder intern oder extern) und importieren Sie es als Abhängigkeit in andere Pakete.

Beispiel:

Nehmen wir an, Sie haben zwei Pakete: `api-client` und `ui-components`. Sie möchten die Typdefinition für ein `User`-Objekt zwischen ihnen teilen.

`@your-org/types/src/user.ts`:`

            export interface User {
  id: string;
  name: string;
  email: string;
  role: 'admin' | 'user';
}
            

              
                Copy
              
            
          

`api-client/src/index.ts`:`

            import { User } from '@your-org/types';

export async function fetchUser(id: string): Promise<User> {
  // ... Benutzerdaten von der API abrufen
}
            

              
                Copy
              
            
          

`ui-components/src/UserCard.tsx`:`

            import { User } from '@your-org/types';

interface Props {
  user: User;
}

export function UserCard(props: Props) {
  return (
    <div>
      <h2>{props.user.name}</h2>
      <p>{props.user.email}</p>
    </div>
  );
}
            

              
                Copy
              
            
          

Vorteile:

• Einfach und unkompliziert: Leicht zu verstehen und zu implementieren.
• Zentralisierte Typdefinitionen: Gewährleistet Konsistenz und reduziert Duplikate.
• Explizite Abhängigkeiten: Definiert klar, welche Pakete von den gemeinsamen Typen abhängen.

Nachteile:

• Veröffentlichung erforderlich: Selbst für interne Pakete ist oft eine Veröffentlichung notwendig.
• Overhead bei der Versionierung: Änderungen am Paket mit den gemeinsamen Typen können eine Aktualisierung der Abhängigkeiten in anderen Paketen erfordern.
• Potenzial für Überverallgemeinerung: Das Paket mit den gemeinsamen Typen kann zu breit werden und Typen enthalten, die nur von wenigen Paketen verwendet werden. Dies kann die Gesamtgröße des Pakets erhöhen und potenziell unnötige Abhängigkeiten einführen.

2. Pfad-Aliase

Die Pfad-Aliase von TypeScript ermöglichen es Ihnen, Importpfade bestimmten Verzeichnissen innerhalb Ihres Monorepos zuzuordnen. Dies kann verwendet werden, um Typdefinitionen zu teilen, ohne explizit ein separates Paket zu erstellen.

Implementierung:

1. Definieren Sie die gemeinsamen Typdefinitionen in einem dafür vorgesehenen Verzeichnis (z.B. `shared/types`).
2. Konfigurieren Sie Pfad-Aliase in der `tsconfig.json`-Datei jedes Pakets, das auf die gemeinsamen Typen zugreifen muss.

Beispiel:

`tsconfig.json` (in `api-client` und `ui-components`):

            {
  "compilerOptions": {
    "baseUrl": ".",
    "paths": {
      "@shared/*": ["../shared/types/*"]
    }
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

`shared/types/user.ts`:`

            export interface User {
  id: string;
  name: string;
  email: string;
  role: 'admin' | 'user';
}
            

              
                Copy
              
            
          

`api-client/src/index.ts`:`

            import { User } from '@shared/user';

export async function fetchUser(id: string): Promise<User> {
  // ... Benutzerdaten von der API abrufen
}
            

              
                Copy
              
            
          

`ui-components/src/UserCard.tsx`:`

            import { User } from '@shared/user';

interface Props {
  user: User;
}

export function UserCard(props: Props) {
  return (
    <div>
      <h2>{props.user.name}</h2>
      <p>{props.user.email}</p>
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Vorteile:

• Keine Veröffentlichung erforderlich: Eliminiert die Notwendigkeit, Pakete zu veröffentlichen und zu konsumieren.
• Einfach zu konfigurieren: Pfad-Aliase sind in `tsconfig.json` relativ einfach einzurichten.
• Direkter Zugriff auf den Quellcode: Änderungen an den gemeinsamen Typen werden sofort in abhängigen Paketen reflektiert.

Nachteile:

• Implizite Abhängigkeiten: Abhängigkeiten von gemeinsamen Typen werden nicht explizit in `package.json` deklariert.
• Pfadprobleme: Kann mit wachsendem Monorepo und komplexerer Verzeichnisstruktur schwierig zu verwalten werden.
• Potenzial für Namenskonflikte: Es muss darauf geachtet werden, Namenskonflikte zwischen gemeinsamen Typen und anderen Modulen zu vermeiden.

3. Composite-Projekte

Die Composite-Projects-Funktion von TypeScript ermöglicht es Ihnen, Ihr Monorepo als eine Reihe miteinander verbundener Projekte zu strukturieren. Dies ermöglicht inkrementelle Builds und eine verbesserte Typüberprüfung über Paketgrenzen hinweg.

Implementierung:

1. Erstellen Sie eine `tsconfig.json`-Datei für jedes Paket im Monorepo.
2. Fügen Sie in der `tsconfig.json`-Datei von Paketen, die von gemeinsamen Typen abhängen, ein `references`-Array hinzu, das auf die `tsconfig.json`-Datei des Pakets verweist, das die gemeinsamen Typen enthält.
3. Aktivieren Sie die `composite`-Option in den `compilerOptions` jeder `tsconfig.json`-Datei.

Beispiel:

`shared-types/tsconfig.json`:`

            {
  "compilerOptions": {
    "composite": true,
    "declaration": true,
    "module": "esnext",
    "moduleResolution": "node",
    "esModuleInterop": true,
    "outDir": "dist",
    "rootDir": "src",
    "strict": true
  },
  "include": ["src"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

`api-client/tsconfig.json`:`

            {
  "compilerOptions": {
    "composite": true,
    "module": "esnext",
    "moduleResolution": "node",
    "esModuleInterop": true,
    "outDir": "dist",
    "rootDir": "src",
    "strict": true
  },
  "include": ["src"],
  "references": [{
    "path": "../shared-types"
  }]
}
            

              
                Copy
              
            
          

`ui-components/tsconfig.json`:`

            {
  "compilerOptions": {
    "composite": true,
    "module": "esnext",
    "moduleResolution": "node",
    "esModuleInterop": true,
    "outDir": "dist",
    "rootDir": "src",
    "strict": true
  },
  "include": ["src"],
  "references": [{
    "path": "../shared-types"
  }]
}
            

              
                Copy
              
            
          

`shared-types/src/user.ts`:`

            export interface User {
  id: string;
  name: string;
  email: string;
  role: 'admin' | 'user';
}
            

              
                Copy
              
            
          

`api-client/src/index.ts`:`

            import { User } from 'shared-types';

export async function fetchUser(id: string): Promise<User> {
  // ... Benutzerdaten von der API abrufen
}
            

              
                Copy
              
            
          

`ui-components/src/UserCard.tsx`:`

            import { User } from 'shared-types';

interface Props {
  user: User;
}

export function UserCard(props: Props) {
  return (
    <div>
      <h2>{props.user.name}</h2>
      <p>{props.user.email}</p>
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Vorteile:

• Inkrementelle Builds: Nur geänderte Pakete und deren Abhängigkeiten werden neu erstellt.
• Verbesserte Typüberprüfung: TypeScript führt eine gründlichere Typüberprüfung über Paketgrenzen hinweg durch.
• Explizite Abhängigkeiten: Abhängigkeiten zwischen Paketen sind in `tsconfig.json` klar definiert.

Nachteile:

• Komplexere Konfiguration: Erfordert mehr Konfiguration als die Ansätze mit gemeinsamem Paket oder Pfad-Aliassen.
• Potenzial für zirkuläre Abhängigkeiten: Es muss darauf geachtet werden, zirkuläre Abhängigkeiten zwischen Projekten zu vermeiden.

4. Gemeinsame Typen mit einem Paket bündeln (Deklarationsdateien)

Wenn ein Paket erstellt wird, kann TypeScript Deklarationsdateien (`.d.ts`) generieren, die die Form des exportierten Codes beschreiben. Diese Deklarationsdateien können automatisch eingeschlossen werden, wenn das Paket installiert wird. Sie können dies nutzen, um Ihre gemeinsamen Typen mit dem relevanten Paket zu bündeln. Dies ist im Allgemeinen nützlich, wenn nur wenige Typen von anderen Paketen benötigt werden und intrinsisch mit dem Paket verknüpft sind, in dem sie definiert sind.

Implementierung:

1. Definieren Sie die Typen innerhalb eines Pakets (z.B. `api-client`).
2. Stellen Sie sicher, dass die `compilerOptions` in der `tsconfig.json` für dieses Paket `declaration: true` enthält.
3. Erstellen Sie das Paket, wodurch `.d.ts`-Dateien neben dem JavaScript generiert werden.
4. Andere Pakete können dann `api-client` als Abhängigkeit installieren und die Typen direkt daraus importieren.

Beispiel:

`api-client/tsconfig.json`:`

            {
  "compilerOptions": {
    "declaration": true,
    "module": "esnext",
    "moduleResolution": "node",
    "esModuleInterop": true,
    "outDir": "dist",
    "rootDir": "src",
    "strict": true
  },
  "include": ["src"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

`api-client/src/user.ts`:`

            export interface User {
  id: string;
  name: string;
  email: string;
  role: 'admin' | 'user';
}
            

              
                Copy
              
            
          

`api-client/src/index.ts`:`

            export * from './user';

export async function fetchUser(id: string): Promise<User> {
  // ... Benutzerdaten von der API abrufen
}
            

              
                Copy
              
            
          

`ui-components/src/UserCard.tsx`:`

            import { User } from 'api-client';

interface Props {
  user: User;
}

export function UserCard(props: Props) {
  return (
    <div>
      <h2>{props.user.name}</h2>
      <p>{props.user.email}</p>
    </div>
  );
}

            

              
                Copy
              
            
          

Vorteile:

• Typen sind zusammen mit dem Code, den sie beschreiben, lokalisiert: Hält Typen eng an ihr Ursprungspaket gebunden.
• Kein separater Veröffentlichungsschritt für Typen: Typen werden automatisch mit dem Paket gebündelt.
• Vereinfacht das Abhängigkeitsmanagement für verwandte Typen: Wenn die UI-Komponente eng an den `User`-Typ des API-Clients gekoppelt ist, könnte dieser Ansatz nützlich sein.

Nachteile:

• Bindet Typen an eine spezifische Implementierung: Erschwert die unabhängige Freigabe von Typen vom Implementierungspaket.
• Potenzial für erhöhte Paketgröße: Wenn das Paket viele Typen enthält, die nur von wenigen anderen Paketen verwendet werden, kann dies die Gesamtgröße des Pakets erhöhen.
• Weniger klare Trennung der Anliegen: Mischt Typdefinitionen mit Implementierungscode, was es potenziell schwieriger macht, die Codebasis zu verstehen.

Die Wahl der richtigen Strategie

Die beste Strategie zur Freigabe von TypeScript-Typen in einem Monorepo hängt von den spezifischen Anforderungen Ihres Projekts ab. Berücksichtigen Sie die folgenden Faktoren:

• Die Anzahl der gemeinsamen Typen: Wenn Sie eine kleine Anzahl gemeinsamer Typen haben, kann ein gemeinsames Paket oder Pfad-Aliase ausreichen. Für eine große Anzahl gemeinsamer Typen können Composite-Projekte die bessere Wahl sein.
• Die Komplexität des Monorepos: Für einfache Monorepos können ein gemeinsames Paket oder Pfad-Aliase einfacher zu verwalten sein. Für komplexere Monorepos können Composite-Projekte eine bessere Organisation und Build-Performance bieten.
• Die Häufigkeit von Änderungen an den gemeinsamen Typen: Wenn sich die gemeinsamen Typen häufig ändern, können Composite-Projekte die beste Wahl sein, da sie inkrementelle Builds ermöglichen.
• Kopplung von Typen mit der Implementierung: Wenn Typen eng an bestimmte Pakete gebunden sind, ist das Bündeln von Typen mithilfe von Deklarationsdateien sinnvoll.

Best Practices für die Typenfreigabe

Unabhängig von der gewählten Strategie finden Sie hier einige Best Practices für die Freigabe von TypeScript-Typen in einem Monorepo:

• Vermeiden Sie zirkuläre Abhängigkeiten: Gestalten Sie Ihre Pakete und deren Abhängigkeiten sorgfältig, um zirkuläre Abhängigkeiten zu vermeiden. Verwenden Sie Tools, um diese zu erkennen und zu verhindern.
• Halten Sie Typdefinitionen prägnant und fokussiert: Vermeiden Sie die Erstellung übermäßig breiter Typdefinitionen, die nicht von allen Paketen verwendet werden.
• Verwenden Sie aussagekräftige Namen für Ihre Typen: Wählen Sie Namen, die den Zweck jedes Typs klar angeben.
• Dokumentieren Sie Ihre Typdefinitionen: Fügen Sie Kommentare zu Ihren Typdefinitionen hinzu, um deren Zweck und Verwendung zu erläutern. JSDoc-ähnliche Kommentare werden empfohlen.
• Verwenden Sie einen konsistenten Codierungsstil: Befolgen Sie einen konsistenten Codierungsstil über alle Pakete im Monorepo hinweg. Linter und Formatter sind hierfür nützlich.
• Automatisieren Sie Build und Tests: Richten Sie automatisierte Build- und Testprozesse ein, um die Qualität Ihres Codes sicherzustellen.
• Verwenden Sie ein Monorepo-Management-Tool: Tools wie Lerna, Nx und Turborepo können Ihnen helfen, die Komplexität eines Monorepos zu verwalten. Sie bieten Funktionen wie Abhängigkeitsmanagement, Build-Optimierung und Änderungsdetektion.

Monorepo-Management-Tools und TypeScript

Mehrere Monorepo-Management-Tools bieten hervorragende Unterstützung für TypeScript-Projekte:

• Lerna: Ein beliebtes Tool zur Verwaltung von JavaScript- und TypeScript-Monorepos. Lerna bietet Funktionen zur Verwaltung von Abhängigkeiten, zur Veröffentlichung von Paketen und zur Ausführung von Befehlen über mehrere Pakete hinweg.
• Nx: Ein leistungsstarkes Build-System, das Monorepos unterstützt. Nx bietet Funktionen für inkrementelle Builds, Codegenerierung und Abhängigkeitsanalyse. Es integriert sich gut mit TypeScript und bietet hervorragende Unterstützung für die Verwaltung komplexer Monorepo-Strukturen.
• Turborepo: Ein weiteres Hochleistungs-Build-System für JavaScript- und TypeScript-Monorepos. Turborepo ist auf Geschwindigkeit und Skalierbarkeit ausgelegt und bietet Funktionen wie Remote-Caching und parallele Aufgabenausführung.

Diese Tools integrieren sich oft direkt in die Composite-Project-Funktion von TypeScript, wodurch der Build-Prozess optimiert und eine konsistente Typüberprüfung in Ihrem Monorepo gewährleistet wird.

Fazit

Die effektive Freigabe von TypeScript-Typen in einem Monorepo ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Codequalität, die Reduzierung von Duplikaten und die Verbesserung der Zusammenarbeit. Durch die Wahl der richtigen Strategie und die Befolgung von Best Practices können Sie ein gut strukturiertes und wartbares Monorepo erstellen, das mit den Anforderungen Ihres Projekts skaliert. Berücksichtigen Sie sorgfältig die Vor- und Nachteile jeder Strategie und wählen Sie diejenige, die am besten zu Ihren spezifischen Anforderungen passt. Denken Sie daran, bei der Gestaltung Ihrer Monorepo-Architektur die Codeklarheit, Wartbarkeit und Build-Performance zu priorisieren.

Da sich die Landschaft der JavaScript- und TypeScript-Entwicklung ständig weiterentwickelt, ist es entscheidend, über die neuesten Tools und Techniken für das Monorepo-Management auf dem Laufenden zu bleiben. Experimentieren Sie mit verschiedenen Ansätzen und passen Sie Ihre Strategie an, wenn Ihr Projekt wächst und sich ändert.