Mikro-frontendi arhitektuur: iseseisvalt juurutatavate komponentide ehitamine

Pidevalt arenevas veebiarenduse maastikul võib suuremahuliste frontend-rakenduste ehitamine ja hooldamine muutuda keerukaks ja väljakutseid pakkuvaks ettevõtmiseks. Monoliitsed frontend-arhitektuurid viivad sageli koodibaasideni, mida on raske mõista, aeglane ehitada ja juurutada ning mis on muutustele vastupidavad. Siin tuleb appi mikro-frontendi arhitektuur – disainimeetod, mille eesmärk on lagundada need monoliitsed frontendid väiksemateks, paremini hallatavateks ja iseseisvalt juurutatavateks komponentideks.

Mis on mikro-frontendid?

Mikro-frontendid, mis on inspireeritud mikroserviste põhimõtetest backend-maailmas, esindavad arhitektuuristiili, kus frontend-rakendus koosneb mitmest väiksemast rakendusest, millest igaüht omavad ja haldavad iseseisvad meeskonnad. Neid väiksemaid rakendusi ehk mikro-frontende saab arendada, testida ja juurutada iseseisvalt, mis võimaldab suuremat paindlikkust, skaleeritavust ja kiiremaid arendustsükleid.

Mõelge sellest kui veebisaidi ehitamisest iseseisvatest Lego klotsidest. Iga klots (mikro-frontend) on iseseisev üksus oma funktsionaalsusega. Neid klotse saab kombineerida erinevatel viisidel, et luua erinevaid paigutusi ja kasutajakogemusi, mõjutamata teiste klotside stabiilsust või funktsionaalsust.

Mikro-frontendi arhitektuuri eelised

Mikro-frontendi arhitektuuri kasutuselevõtt pakub arvukalt eeliseid, eriti suurte ja keerukate veebirakenduste puhul:

• Iseseisev juurutamine: See on mikro-frontendide nurgakivi. Meeskonnad saavad oma muudatusi juurutada, mõjutamata rakenduse teisi osi, vähendades oluliselt juurutusriske ja kiirendades väljalasketsüklit. Näiteks võib turundusmeeskond juurutada uue maandumislehe mikro-frontendi, ilma et peaks koordineerima tootepõhifunktsioonidega tegeleva meeskonnaga.
• Tehnoloogiline mitmekesisus: Mikro-frontendid võimaldavad meeskondadel valida tehnoloogiapaketi, mis sobib kõige paremini nende konkreetsetele vajadustele. Üks meeskond võib kasutada Reacti, teine aga Angularit või Vue.js-i. See paindlikkus soodustab innovatsiooni ja võimaldab meeskondadel kasutada uusimaid tehnoloogiaid, ilma et üldine arhitektuur neid piiraks.
• Skaleeritavus: Rakenduse kasvades võimaldavad mikro-frontendid teil rakenduse üksikuid osi iseseisvalt skaleerida. See võib olla eriti kasulik funktsioonide puhul, millel on suur liikluskoormus või mis nõuavad spetsiifilist ressursside jaotamist. Kujutage ette ülemaailmset e-kaubanduse platvormi: kassasüsteemi mikro-frontend võib vajada rohkem ressursse tippaegadel, nagu must reede, samal ajal kui tootekataloogi mikro-frontend jääb suhteliselt stabiilseks.
• Parem meeskondade autonoomia: Mikro-frontendid annavad meeskondadele võimaluse töötada iseseisvalt, soodustades omanditunnet ja vastutust. Iga meeskond vastutab oma mikro-frontendi eest arendusest kuni juurutamiseni, mis toob kaasa suurema tõhususe ja kiirema otsustusprotsessi.
• Koodi taaskasutatavus: Kuigi see ei ole alati peamine eesmärk, võivad mikro-frontendid soodustada koodi taaskasutatavust erinevate meeskondade ja rakenduste vahel. Ühiseid komponente või funktsionaalsusi saab koondada jagatud teekidesse või disainisüsteemidesse, vähendades dubleerimist ja parandades järjepidevust.
• Lihtsamad uuendused: Tehnoloogiate või raamistike uuendamine monoliitses frontendis võib olla hirmutav ülesanne. Mikro-frontendidega saate üksikuid mikro-frontende uuendada järk-järgult, vähendades uuendusprotsessi riski ja keerukust. Näiteks võib meeskond migreerida oma mikro-frontendi Angular 1-lt Angular 17-le (või mis tahes kaasaegsele raamistikule), ilma et oleks vaja kogu rakendust täielikult ümber kirjutada.
• Vastupidavus: Kui üks mikro-frontend ebaõnnestub, ei tohiks see ideaalis kogu rakendust maha tuua. Nõuetekohane isoleerimine ja veakäsitlus tagavad, et ülejäänud rakendus jääb funktsionaalseks, pakkudes vastupidavamat kasutajakogemust.

Mikro-frontendi arhitektuuri väljakutsed

Kuigi mikro-frontendid pakuvad arvukalt eeliseid, toovad nad kaasa ka teatud väljakutseid, mida tuleb hoolikalt kaaluda:

• Suurenenud keerukus: Frontendi jaotamine mitmeks väiksemaks rakenduseks lisab paratamatult keerukust. Peate haldama mikro-frontendide vahelist suhtlust, tagama ühtse stiili ja brändingu ning tegelema läbivate probleemidega nagu autentimine ja autoriseerimine.
• Operatiivne lisakoormus: Mitme juurutuse, ehitusprotsessi ja taristukomponendi haldamine võib suurendada operatiivset lisakoormust. Sujuva toimimise tagamiseks peate investeerima robustsetesse CI/CD konveieritesse ja seirevahenditesse.
• Jõudluskaalutlused: Mitme mikro-frontendi laadimine võib jõudlust mõjutada, kui seda ei tehta õigesti. Kiire ja reageeriva kasutajakogemuse tagamiseks peate optimeerima laadimisstrateegiaid, minimeerima pakettide suurusi ja kasutama vahemälumehhanisme.
• Läbivad probleemid: Läbivate probleemide, nagu autentimine, autoriseerimine ja teemade haldamine, rakendamine mitmes mikro-frontendis võib olla keeruline. Järjepidevuse tagamiseks ja dubleerimise vältimiseks peate kehtestama selged juhised ja jagatud teegid.
• Suhtluse lisakoormus: Selgete suhtluskanalite ja protokollide loomine erinevate meeskondade vahel on mikro-frontendide eduka rakendamise jaoks ülioluline. Regulaarne suhtlus ja koostöö on konfliktide vältimiseks ja ühtsuse tagamiseks hädavajalikud.
• Integratsioonitestimine: Põhjalik integratsioonitestimine on hädavajalik, et tagada mikro-frontendide sujuv koostöö. See nõuab hästi määratletud testimisstrateegiat ja automatiseeritud testimisvahendeid.

Mikro-frontendide rakendusstrateegiad

Mikro-frontendide rakendamiseks on mitmeid lähenemisviise, millest igaühel on oma kompromissid. Siin on mõned levinumad strateegiad:

1. Ehitusaegne integratsioon

Selle lähenemisviisi puhul avaldatakse mikro-frontendid pakettidena (nt npm-paketid) ja integreeritakse konteinerrakendusse ehitusprotsessi käigus. Konteinerrakendus toimib orkestreerijana, importides ja renderdades mikro-frontende.

Plussid:

• Lihtne rakendada.
• Hea jõudlus, kuna kõik on integreeritud ehitusajal.

Miinused:

• Nõuab konteinerrakenduse uuesti ehitamist ja juurutamist iga kord, kui mikro-frontend muutub.
• Tihe sidusus mikro-frontendide ja konteinerrakenduse vahel.

Näide: Kujutage ette turundusveebisaiti, kus erinevad meeskonnad haldavad erinevaid jaotisi (nt blogi, tootelehed, karjäärileht). Iga jaotis arendatakse eraldi npm-paketina ja imporditakse peamisse veebisaidi rakendusse ehitusprotsessi käigus.

2. Käitusaegne integratsioon Iframe'ide kaudu

Iframe'id pakuvad lihtsat viisi mikro-frontendide isoleerimiseks. Iga mikro-frontend töötab oma iframe'is, oma sõltumatu keskkonnaga. Iframe'ide vahelist suhtlust saab saavutada `postMessage` API abil.

Plussid:

• Tugev isoleeritus mikro-frontendide vahel.
• Lihtne rakendada.

Miinused:

• Kehv SEO iframe'i sisu tõttu.
• Raske hallata suhtlust ja stiili üle iframe'ide.
• Jõudluse lisakoormus mitme iframe'i tõttu.

Näide: Keerukas armatuurlaua rakendus, kus erinevaid vidinaid haldavad erinevad meeskonnad. Iga vidinat saab renderdada eraldi iframe'is, pakkudes isoleeritust ja vältides konflikte.

3. Käitusaegne integratsioon veebikomponentide kaudu

Veebikomponendid pakuvad standardset viisi taaskasutatavate kohandatud HTML-elementide loomiseks. Mikro-frontende saab ehitada veebikomponentidena ning dünaamiliselt laadida ja renderdada brauseris.

Plussid:

• Standardiseeritud lähenemine taaskasutatavate komponentide ehitamiseks.
• Hea isoleeritus mikro-frontendide vahel.
• Raamistikust sõltumatu.

Miinused:

• Nõuab brauseri tuge veebikomponentidele (vanemate brauserite jaoks saab kasutada polüfille).
• Dünaamilise laadimise ja suhtluse rakendamine võib olla keeruline.

Näide: E-kaubanduse platvorm, kus erinevad funktsioonid (nt tootenimekiri, ostukorv, kassa) on rakendatud veebikomponentidena. Neid komponente saab dünaamiliselt laadida ja renderdada erinevatel lehtedel.

4. Käitusaegne integratsioon JavaScripti moodulite kaudu

Mikro-frontende saab eksponeerida JavaScripti moodulitena ning dünaamiliselt laadida ja renderdada moodulilaaduri abil. See lähenemine võimaldab suuremat paindlikkust ja kontrolli laadimisprotsessi üle.

Plussid:

• Paindlik ja kohandatav laadimisprotsess.
• Hea jõudlus tänu laisale laadimisele (lazy loading).

Miinused:

• Nõuab moodulilaaduri teeki.
• Sõltuvuste ja suhtluse haldamine võib olla keeruline.

Näide: Uudisteveebisait, kus erinevad jaotised (nt sport, poliitika, äri) on rakendatud eraldi JavaScripti moodulitena. Neid mooduleid saab dünaamiliselt laadida ja renderdada vastavalt kasutaja navigeerimisele.

5. Edge Side Includes (ESI)

ESI on serveripoolne tehnoloogia, mis võimaldab koostada veebilehti erinevatest fragmentidest võrgu servas (nt CDN). Mikro-frontende saab renderdada eraldi fragmentidena ja lisada pealehele ESI-märgiste abil.

Plussid:

• Hea jõudlus tänu servapoolsele vahemälule.
• Lihtne rakendada.

Miinused:

• Nõuab ESI tuge serveripoolel.
• Piiratud paindlikkus kliendipoolse interaktsiooni osas.

Näide: Suur e-kaubanduse veebisait, kus erinevaid tootekategooriaid haldavad erinevad meeskonnad. Iga kategooriat saab renderdada eraldi fragmendina ja lisada pealehele ESI-märgiste abil.

6. Teenuste komponeerimine (Backend for Frontend)

See strateegia hõlmab Backend for Frontend (BFF) kasutamist mitme mikro-frontendi orkestreerimiseks. BFF toimib vahendajana, koondades andmeid erinevatest backend-teenustest ja edastades need kliendile igale mikro-frontendile optimeeritud vormingus.

Plussid:

• Parem jõudlus tänu andmete koondamisele.
• Lihtsustatud kliendipoolne loogika.

Miinused:

• Lisab keerukust backend-arhitektuurile.
• Nõuab hoolikat koordineerimist frontend- ja backend-meeskondade vahel.

Näide: Sotsiaalmeediaplatvorm, kus erinevad funktsioonid (nt uudisvoog, profiilileht, sõnumid) on rakendatud eraldi mikro-frontendidena. BFF koondab andmeid erinevatest backend-teenustest (nt kasutajateenus, sisuteenus, sõnumiteenus) ja edastab need kliendile igale mikro-frontendile optimeeritud vormingus.

Õige strateegia valimine

Parim rakendusstrateegia sõltub teie rakenduse konkreetsetest nõuetest, teie meeskonna asjatundlikkusest ja kompromissidest, mida olete valmis tegema. Strateegia valimisel arvestage järgmiste teguritega:

• Keerukus: Kui keeruline on teie rakendus ja kui palju mikro-frontende peate haldama?
• Jõudlus: Kui oluline on jõudlus teie rakenduse jaoks?
• Meeskonna autonoomia: Kui palju autonoomiat soovite oma meeskondadele anda?
• Tehnoloogiline mitmekesisus: Kas peate toetama erinevaid tehnoloogiaid ja raamistikke?
• Juurutamise sagedus: Kui sageli peate oma rakendusse muudatusi juurutama?
• Olemasolev taristu: Milline on teie olemasolev taristu ja milliseid tehnoloogiaid te juba kasutate?

Mikro-frontendi arhitektuuri parimad praktikad

Oma mikro-frontendi rakenduse edukuse tagamiseks järgige neid parimaid praktikaid:

• Määratlege selged piirid: Määratlege selgelt mikro-frontendide vahelised piirid, et vältida kattuvusi ja konflikte.
• Looge jagatud disainisüsteem: Looge jagatud disainisüsteem, et tagada stiili ja brändingu järjepidevus kõigis mikro-frontendides.
• Rakendage robustseid suhtlusmehhanisme: Looge selged suhtlusmehhanismid mikro-frontendide vahel, näiteks sündmused või jagatud teegid.
• Automatiseerige juurutamine ja testimine: Investeerige robustsetesse CI/CD konveieritesse ja automatiseeritud testimisvahenditesse, et tagada sujuv toimimine ja kõrge kvaliteet.
• Jälgige jõudlust ja vigu: Rakendage põhjalikku seiret ja vigade jälgimist, et probleemid kiiresti tuvastada ja lahendada.
• Soodustage koostööd ja suhtlust: Julgustage meeskondade vahelist koostööd ja suhtlust, et tagada ühtsus ja vältida konflikte.
• Dokumenteerige kõik: Dokumenteerige oma arhitektuur, rakendusstrateegiad ja parimad praktikad, et tagada, et kõik on samal lehel.
• Kaaluge tsentraliseeritud marsruutimislahendust: Rakendage tsentraliseeritud marsruutimislahendus, et hallata navigeerimist mikro-frontendide vahel ja pakkuda järjepidevat kasutajakogemust.
• Võtke omaks lepingupõhine lähenemine: Määratlege selged lepingud mikro-frontendide vahel, et tagada ühilduvus ja vältida rikkumisi põhjustavaid muudatusi.

Näited mikro-frontendi arhitektuuridest praktikas

Mitmed ettevõtted on edukalt kasutusele võtnud mikro-frontendi arhitektuurid suurte ja keerukate veebirakenduste ehitamiseks. Siin on mõned näited:

• Spotify: Spotify kasutab oma veebimängijas ja töölauarakenduses laialdaselt mikro-frontende. Erinevad meeskonnad vastutavad erinevate funktsioonide eest, nagu otsing, sirvimine ja taasesitus.
• IKEA: IKEA kasutab oma e-kaubanduse platvormi ehitamiseks mikro-frontende. Erinevad meeskonnad vastutavad veebisaidi erinevate osade eest, nagu tootelehed, ostukorv ja kassa.
• OpenTable: OpenTable kasutab oma restoranibroneerimisplatvormi ehitamiseks mikro-frontende. Erinevad meeskonnad vastutavad erinevate funktsioonide eest, nagu restoranide otsing, laudade broneerimine ja klientide arvustused.
• Klarna: Klarna, Rootsi fintech-ettevõte, kasutab oma globaalse platvormi struktureerimiseks mikro-frontende. See võimaldab iseseisvatel meeskondadel töötada toote erinevate osade kallal, mis viib kiiremate arendustsüklite ja innovatsioonini.

Kokkuvõte

Mikro-frontendi arhitektuur pakub võimsat lähenemist skaleeritavate, hooldatavate ja vastupidavate veebirakenduste ehitamiseks. Kuigi see toob kaasa teatud väljakutseid, võivad iseseisva juurutamise, tehnoloogilise mitmekesisuse ja meeskondade autonoomia eelised olla märkimisväärsed, eriti suurte ja keerukate projektide puhul. Hoolikalt kaaludes selles juhendis kirjeldatud rakendusstrateegiaid ja parimaid praktikaid, saate edukalt kasutusele võtta mikro-frontendid ja avada oma frontend-arenduse jõupingutuste täieliku potentsiaali. Pidage meeles, et valige õige strateegia, mis on kooskõlas teie meeskonna oskuste, ressursside ja teie rakenduse konkreetsete nõuetega. Edu võti peitub hoolikas planeerimises, selges suhtluses ja pühendumises koostööle.