فدراسیون ماژول جاوا اسکریپت: راهنمای جامع معماری میکر فرانت‌اند

در چشم‌انداز همیشه در حال تحول توسعه وب، ساخت برنامه‌های بزرگ و پیچیده به سرعت می‌تواند به یک کار دلهره‌آور تبدیل شود. معماری‌های یکپارچه (monolithic) سنتی اغلب منجر به کدهای کاملاً درهم‌تنیده می‌شوند که مانع مقیاس‌پذیری، قابلیت نگهداری و استقرار مستقل می‌شوند. میکر فرانت‌اندها جایگزین جذابی را ارائه می‌دهند که برنامه را به واحدهای کوچک‌تر و قابل استقرار مستقل تقسیم می‌کنند. در میان تکنیک‌های مختلف میکر فرانت‌اند، فدراسیون ماژول جاوا اسکریپت (JavaScript Module Federation) به عنوان یک راه‌حل قدرتمند و زیبا برجسته است.

فدراسیون ماژول جاوا اسکریپت چیست؟

فدراسیون ماژول جاوا اسکریپت که توسط وب‌پک ۵ معرفی شد، به برنامه‌های جاوا اسکریپت اجازه می‌دهد تا کد و وابستگی‌ها را به صورت پویا در زمان اجرا به اشتراک بگذارند. برخلاف روش‌های سنتی اشتراک‌گذاری کد که به وابستگی‌های زمان ساخت (build-time) متکی هستند، فدراسیون ماژول برنامه‌ها را قادر می‌سازد تا کدی را از برنامه‌های دیگر بارگیری و اجرا کنند، حتی اگر با فناوری‌های مختلف یا نسخه‌های متفاوتی از یک کتابخانه ساخته شده باشند. این امر یک معماری واقعاً توزیع‌شده و جدا از هم (decoupled) ایجاد می‌کند.

سناریویی را تصور کنید که در آن چندین تیم روی بخش‌های مختلف یک وب‌سایت تجارت الکترونیک بزرگ کار می‌کنند. یک تیم ممکن است مسئول کاتالوگ محصولات باشد، دیگری مسئول سبد خرید و تیم سوم مسئول احراز هویت کاربر. با فدراسیون ماژول، هر تیم می‌تواند میکر فرانت‌اند خود را به طور مستقل توسعه داده، بسازد و مستقر کند، بدون اینکه نگران تداخل یا وابستگی با تیم‌های دیگر باشد. برنامه اصلی ("میزبان" یا "host") می‌تواند سپس این میکر فرانت‌اندها ("ریموت‌ها" یا "remotes") را در زمان اجرا به صورت پویا بارگیری و رندر کند و یک تجربه کاربری یکپارچه ایجاد نماید.

مفاهیم کلیدی فدراسیون ماژول

• میزبان (Host): برنامه اصلی که ماژول‌های ریموت را مصرف و رندر می‌کند.
• ریموت (Remote): برنامه‌ای مستقل که ماژول‌هایی را برای مصرف توسط برنامه‌های دیگر در معرض نمایش قرار می‌دهد.
• ماژول‌های اشتراکی (Shared Modules): وابستگی‌هایی که بین میزبان و ریموت‌ها به اشتراک گذاشته می‌شوند. این کار از تکرار کد جلوگیری کرده و نسخه‌های یکسان را در سراسر برنامه تضمین می‌کند.
• پلاگین فدراسیون ماژول (Module Federation Plugin): یک پلاگین وب‌پک که قابلیت فدراسیون ماژول را فعال می‌کند.

مزایای فدراسیون ماژول

۱. استقرارهای مستقل

هر میکر فرانت‌اند می‌تواند به طور مستقل و بدون تأثیر بر سایر بخش‌های برنامه مستقر شود. این امر به چرخه‌های انتشار سریع‌تر، کاهش ریسک و افزایش چابکی منجر می‌شود. تیمی در برلین می‌تواند به‌روزرسانی‌های کاتالوگ محصولات را مستقر کند در حالی که تیم سبد خرید در توکیو به طور مستقل روی ویژگی‌های خود کار می‌کند. این یک مزیت قابل توجه برای تیم‌های توزیع‌شده در سطح جهانی است.

۲. افزایش مقیاس‌پذیری

برنامه را می‌توان با استقرار هر میکر فرانت‌اند بر روی سرورهای جداگانه به صورت افقی مقیاس‌بندی کرد. این امر امکان استفاده بهتر از منابع و بهبود عملکرد را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، سرویس احراز هویت که اغلب یک گلوگاه عملکردی است، می‌تواند به طور مستقل برای مدیریت بارهای اوج مقیاس‌بندی شود.

۳. بهبود قابلیت نگهداری

میکر فرانت‌اندها کوچک‌تر و قابل مدیریت‌تر از برنامه‌های یکپارچه هستند و نگهداری و اشکال‌زدایی آن‌ها آسان‌تر است. هر تیم مالکیت کدبیس خود را دارد و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا بر حوزه تخصصی خود تمرکز کنند. یک تیم جهانی متخصص درگاه‌های پرداخت را تصور کنید؛ آن‌ها می‌توانند آن میکر فرانت‌اند خاص را بدون تأثیر بر تیم‌های دیگر نگهداری کنند.

۴. مستقل از فناوری

میکر فرانت‌اندها را می‌توان با استفاده از فناوری‌ها یا فریم‌ورک‌های مختلف ساخت، که به تیم‌ها اجازه می‌دهد بهترین ابزارها را برای کار خود انتخاب کنند. یک میکر فرانت‌اند ممکن است با React ساخته شود، در حالی که دیگری از Vue.js استفاده می‌کند. این انعطاف‌پذیری به ویژه هنگام ادغام برنامه‌های قدیمی یا زمانی که تیم‌های مختلف ترجیحات یا تخصص‌های متفاوتی دارند، مفید است.

۵. قابلیت استفاده مجدد از کد

ماژول‌های اشتراکی را می‌توان در چندین میکر فرانت‌اند مجدداً استفاده کرد که باعث کاهش تکرار کد و بهبود ثبات می‌شود. این امر به ویژه برای کامپوننت‌های مشترک، توابع کاربردی یا سیستم‌های طراحی (design systems) مفید است. یک سیستم طراحی ثابت در سطح جهانی را تصور کنید که در تمام میکر فرانت‌اندها به اشتراک گذاشته شده و تجربه برند یکپارچه‌ای را تضمین می‌کند.

پیاده‌سازی فدراسیون ماژول: یک مثال عملی

بیایید یک مثال ساده از نحوه پیاده‌سازی فدراسیون ماژول با استفاده از وب‌پک ۵ را مرور کنیم. ما دو برنامه ایجاد خواهیم کرد: یک برنامه میزبان (host) و یک برنامه ریموت (remote). برنامه ریموت یک کامپوننت ساده را در معرض نمایش قرار می‌دهد که برنامه میزبان آن را مصرف خواهد کرد.

مرحله ۱: راه‌اندازی برنامه میزبان

یک دایرکتوری جدید برای برنامه میزبان ایجاد کرده و یک پروژه npm جدید را راه‌اندازی کنید:

            mkdir host-app
cd host-app
npm init -y
            

              
                Copy
              
            
          

وب‌پک و وابستگی‌های آن را نصب کنید:

            npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

یک فایل `webpack.config.js` در ریشه برنامه میزبان با پیکربندی زیر ایجاد کنید:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
 mode: 'development',
 devtool: 'source-map',
 entry: './src/index.js',
 output: {
 path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
 filename: 'bundle.js',
 publicPath: 'http://localhost:3000/', // Important for Module Federation
 },
 devServer: {
 port: 3000,
 hot: true,
 historyApiFallback: true,
 },
 module: {
 rules: [
 {
 test: /\.js$/,
 exclude: /node_modules/,
 use: {
 loader: 'babel-loader',
 options: {
 presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react']
 }
 }
 },
 {
 test: /\.css$/i,
 use: ["style-loader", "css-loader"],
 },
 ],
 },
 plugins: [
 new ModuleFederationPlugin({
 name: 'host',
 remotes: {
 remoteApp: 'remote@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
 },
 shared: ['react', 'react-dom'],
 }),
 new HtmlWebpackPlugin({
 template: './public/index.html',
 }),
 ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

این پیکربندی نقطه ورود، دایرکتوری خروجی، تنظیمات سرور توسعه و پلاگین فدراسیون ماژول را تعریف می‌کند. ویژگی `remotes` مکان فایل `remoteEntry.js` برنامه ریموت را مشخص می‌کند. ویژگی `shared` ماژول‌هایی را که بین برنامه‌های میزبان و ریموت به اشتراک گذاشته می‌شوند، تعریف می‌کند. در این مثال ما 'react' و 'react-dom' را به اشتراک می‌گذاریم.

یک فایل `index.html` در دایرکتوری `public` ایجاد کنید:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <title>Host Application</title>
</head>
<body>
 <div id="root"></div>
<script src="/bundle.js"></script>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

یک دایرکتوری `src` و یک فایل `index.js` در داخل آن ایجاد کنید. این فایل کامپوننت ریموت را بارگیری کرده و آن را در برنامه میزبان رندر می‌کند:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';

import RemoteComponent from 'remoteApp/RemoteComponent';

const App = () => (
 <div>
 <h1>Host Application</h1>
 <p>This is the host application consuming a remote component.</p>
 <RemoteComponent />
 </div>
);

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<App/>);

            

              
                Copy
              
            
          

babel-loader و presetهای آن را نصب کنید

            npm install -D babel-loader @babel/core @babel/preset-env @babel/preset-react style-loader css-loader
            

              
                Copy
              
            
          

مرحله ۲: راه‌اندازی برنامه ریموت

یک دایرکتوری جدید برای برنامه ریموت ایجاد کرده و یک پروژه npm جدید را راه‌اندازی کنید:

            mkdir remote-app
cd remote-app
npm init -y
            

              
                Copy
              
            
          

وب‌پک و وابستگی‌های آن را نصب کنید:

            npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

یک فایل `webpack.config.js` در ریشه برنامه ریموت با پیکربندی زیر ایجاد کنید:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
 mode: 'development',
 devtool: 'source-map',
 entry: './src/index.js',
 output: {
 path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
 filename: 'bundle.js',
 publicPath: 'http://localhost:3001/',
 },
 devServer: {
 port: 3001,
 hot: true,
 historyApiFallback: true,
 },
 module: {
 rules: [
 {
 test: /\.js$/,
 exclude: /node_modules/,
 use: {
 loader: 'babel-loader',
 options: {
 presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react']
 }
 }
 },
 {
 test: /\.css$/i,
 use: ["style-loader", "css-loader"],
 },
 ],
 },
 plugins: [
 new ModuleFederationPlugin({
 name: 'remote',
 filename: 'remoteEntry.js',
 exposes: {
 './RemoteComponent': './src/RemoteComponent.js',
 },
 shared: ['react', 'react-dom'],
 }),
 new HtmlWebpackPlugin({
 template: './public/index.html',
 }),
 ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

این پیکربندی شبیه به برنامه میزبان است، اما با چند تفاوت کلیدی. ویژگی `name` روی `remote` تنظیم شده و ویژگی `exposes` ماژول‌هایی را که برای سایر برنامه‌ها در معرض نمایش قرار می‌گیرند، تعریف می‌کند. در این مورد، ما `RemoteComponent` را در معرض نمایش قرار می‌دهیم.

یک فایل `index.html` در دایرکتوری `public` ایجاد کنید:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <title>Remote Application</title>
</head>
<body>
 <div id="root"></div>
<script src="/bundle.js"></script>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

یک دایرکتوری `src` و یک فایل `RemoteComponent.js` در داخل آن ایجاد کنید. این فایل حاوی کامپوننتی است که برای برنامه میزبان در معرض نمایش قرار می‌گیرد:

            import React from 'react';

const RemoteComponent = () => (
 <div style={{ border: '2px solid red', padding: '10px', margin: '10px' }}>
 <h2>Remote Component</h2>
 <p>This component is loaded from the remote application.</p>
 </div>
);

export default RemoteComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

یک دایرکتوری `src` و یک فایل `index.js` در داخل آن ایجاد کنید. این فایل `RemoteComponent` را هنگامی که برنامه ریموت به طور مستقل اجرا می‌شود، رندر می‌کند (اختیاری):

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';
import RemoteComponent from './RemoteComponent';

const App = () => (
 <div>
 <h1>Remote Application</h1>
 <RemoteComponent />
 </div>
);

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<App/>);

            

              
                Copy
              
            
          

مرحله ۳: اجرای برنامه‌ها

اسکریپت‌های start را به هر دو فایل `package.json` اضافه کنید:

            "scripts": {
 "start": "webpack serve"
}
            

              
                Copy
              
            
          

هر دو برنامه را با استفاده از `npm start` اجرا کنید. مرورگر خود را باز کرده و به `http://localhost:3000` بروید. شما باید برنامه میزبان را در حال رندر کردن کامپوننت ریموت ببینید. کامپوننت ریموت یک حاشیه قرمز در اطراف خود خواهد داشت که نشان می‌دهد از برنامه ریموت بارگیری شده است.

مفاهیم پیشرفته و ملاحظات

۱. نسخه‌بندی و سازگاری

هنگام اشتراک‌گذاری وابستگی‌ها بین میکر فرانت‌اندها، توجه به نسخه‌بندی و سازگاری مهم است. فدراسیون ماژول مکانیسم‌هایی برای مشخص کردن دامنه‌های نسخه و حل تداخلات فراهم می‌کند. ابزارهایی مانند نسخه‌بندی معنایی (semver) در مدیریت وابستگی‌ها و اطمینان از سازگاری در میان میکر فرانت‌اندها حیاتی می‌شوند. عدم مدیریت صحیح نسخه‌بندی می‌تواند منجر به خطاهای زمان اجرا یا رفتار غیرمنتظره شود، به ویژه در سیستم‌های پیچیده با میکر فرانت‌اند‌های متعدد.

۲. احراز هویت و مجوزدهی

پیاده‌سازی احراز هویت و مجوزدهی در یک معماری میکر فرانت‌اند نیازمند برنامه‌ریزی دقیق است. رویکردهای رایج شامل استفاده از یک سرویس احراز هویت مشترک یا پیاده‌سازی احراز هویت مبتنی بر توکن است. امنیت از اهمیت بالایی برخوردار است و پیروی از بهترین شیوه‌ها برای محافظت از داده‌های حساس بسیار مهم است. به عنوان مثال، یک پلتفرم تجارت الکترونیک ممکن است یک میکر فرانت‌اند احراز هویت اختصاصی داشته باشد که مسئول تأیید اعتبارنامه‌های کاربر قبل از اعطای دسترسی به سایر میکر فرانت‌اندها است.

۳. ارتباط بین میکر فرانت‌اندها

میکر فرانت‌اندها اغلب نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر برای تبادل داده یا فعال کردن اقدامات دارند. می‌توان از الگوهای ارتباطی مختلفی مانند رویدادها، مدیریت state مشترک یا فراخوانی مستقیم API استفاده کرد. انتخاب الگوی ارتباطی مناسب به نیازمندی‌های خاص برنامه بستگی دارد. ابزارهایی مانند Redux یا Vuex می‌توانند برای مدیریت state مشترک استفاده شوند. رویدادهای سفارشی می‌توانند برای اتصال سست (loose coupling) و ارتباط ناهمزمان استفاده شوند. API calls می‌توانند برای تعاملات پیچیده‌تر به کار روند.

۴. بهینه‌سازی عملکرد

بارگیری ماژول‌های ریموت می‌تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد، به خصوص اگر ماژول‌ها بزرگ باشند یا اتصال شبکه کند باشد. بهینه‌سازی اندازه ماژول‌ها، استفاده از تقسیم کد (code splitting)، و کش کردن ماژول‌های ریموت می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد. بارگذاری تنبل (Lazy loading) ماژول‌ها تنها در صورت نیاز، یکی دیگر از تکنیک‌های مهم بهینه‌سازی است. همچنین، استفاده از یک شبکه توزیع محتوا (CDN) را برای ارائه ماژول‌های ریموت از مکان‌های جغرافیایی نزدیک‌تر به کاربران نهایی در نظر بگیرید تا تأخیر کاهش یابد.

۵. تست میکر فرانت‌اندها

تست میکر فرانت‌اندها نیازمند رویکردی متفاوت از تست برنامه‌های یکپارچه است. هر میکر فرانت‌اند باید به طور مستقل، و همچنین در یکپارچگی با سایر میکر فرانت‌اندها تست شود. تست مبتنی بر قرارداد (Contract testing) می‌تواند برای اطمینان از سازگاری میکر فرانت‌اندها با یکدیگر استفاده شود. تست‌های واحد، تست‌های یکپارچه‌سازی، و تست‌های سرتاسری (end-to-end) همگی برای تضمین کیفیت معماری میکر فرانت‌اند مهم هستند.

۶. مدیریت خطا و نظارت

پیاده‌سازی مدیریت خطا و نظارت قوی برای شناسایی و حل مشکلات در یک معماری میکر فرانت‌اند حیاتی است. سیستم‌های متمرکز ثبت وقایع (logging) و نظارت می‌توانند بینشی در مورد سلامت و عملکرد برنامه ارائه دهند. ابزارهایی مانند Sentry یا New Relic می‌توانند برای ردیابی خطاها و معیارهای عملکرد در میان میکر فرانت‌اندها استفاده شوند. یک استراتژی خوب طراحی‌شده برای مدیریت خطا می‌تواند از خرابی‌های زنجیره‌ای جلوگیری کرده و تجربه کاربری پایدار را تضمین کند.

موارد استفاده از فدراسیون ماژول

فدراسیون ماژول برای موارد استفاده متنوعی مناسب است، از جمله:

• پلتفرم‌های بزرگ تجارت الکترونیک: تقسیم وب‌سایت به واحدهای کوچک‌تر و قابل استقرار مستقل برای کاتالوگ محصولات، سبد خرید، احراز هویت کاربر، و فرآیند پرداخت.
• برنامه‌های سازمانی: ساخت داشبوردها و پورتال‌های پیچیده که تیم‌های مختلف مسئول بخش‌های متفاوتی از آن هستند.
• سیستم‌های مدیریت محتوا (CMS): این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهد که ماژول‌ها یا پلاگین‌های سفارشی را به طور مستقل ایجاد و مستقر کنند.
• معماری‌های میکروسرویس: یکپارچه‌سازی برنامه‌های فرانت‌اند با بک‌اندهای میکروسرویس.
• برنامه‌های وب پیش‌رونده (PWAs): بارگیری و به‌روزرسانی پویا ویژگی‌ها در یک PWA.

به عنوان مثال، یک برنامه بانکی چندملیتی را در نظر بگیرید. با فدراسیون ماژول، ویژگی‌های اصلی بانکی، پلتفرم سرمایه‌گذاری، و پورتال پشتیبانی مشتری می‌توانند به طور مستقل توسعه و مستقر شوند. این امر به تیم‌های تخصصی اجازه می‌دهد تا بر حوزه‌های خاص تمرکز کنند در حالی که تجربه کاربری یکپارچه و ثابتی در تمام سرویس‌ها تضمین می‌شود.

جایگزین‌های فدراسیون ماژول

در حالی که فدراسیون ماژول یک راه‌حل جذاب برای معماری‌های میکر فرانت‌اند ارائه می‌دهد، تنها گزینه موجود نیست. سایر تکنیک‌های محبوب عبارتند از:

• iFrameها: یک رویکرد ساده اما اغلب کمتر انعطاف‌پذیر که یک برنامه را در داخل برنامه دیگر جاسازی می‌کند.
• کامپوننت‌های وب (Web Components): عناصر HTML سفارشی قابل استفاده مجدد که می‌توانند در برنامه‌های مختلف استفاده شوند.
• Single-SPA: یک فریم‌ورک برای ساخت برنامه‌های تک‌صفحه‌ای (SPA) با چندین فریم‌ورک.
• یکپارچه‌سازی زمان ساخت: ترکیب تمام میکر فرانت‌اندها در یک برنامه واحد در طول فرآیند ساخت.

هر تکنیک مزایا و معایب خاص خود را دارد، و بهترین انتخاب به نیازمندی‌های خاص برنامه بستگی دارد. فدراسیون ماژول با انعطاف‌پذیری زمان اجرا و توانایی به اشتراک‌گذاری پویا کد بدون نیاز به بازسازی کامل و استقرار مجدد همه برنامه‌ها، خود را متمایز می‌کند.

نتیجه‌گیری

فدراسیون ماژول جاوا اسکریپت یک تکنیک قدرتمند برای ساخت معماری‌های میکر فرانت‌اند مقیاس‌پذیر، قابل نگهداری، و مستقل است. این تکنیک مزایای بی‌شماری از جمله استقرارهای مستقل، افزایش مقیاس‌پذیری، بهبود قابلیت نگهداری، استقلال از فناوری، و قابلیت استفاده مجدد از کد را ارائه می‌دهد. با درک مفاهیم کلیدی، پیاده‌سازی مثال‌های عملی، و در نظر گرفتن مفاهیم پیشرفته، توسعه‌دهندگان می‌توانند از فدراسیون ماژول برای ساخت برنامه‌های وب قوی و انعطاف‌پذیر بهره‌مند شوند. همانطور که پیچیدگی برنامه‌های وب همچنان در حال افزایش است، فدراسیون ماژول ابزاری ارزشمند برای مدیریت این پیچیدگی و قادر ساختن تیم‌ها برای کارآمدتر و مؤثرتر کار کردن فراهم می‌کند.

قدرت توسعه وب غیرمتمرکز را با فدراسیون ماژول جاوا اسکریپت در آغوش بگیرید و پتانسیل ساخت برنامه‌های واقعاً ماژولار و مقیاس‌پذیر را آزاد کنید. چه در حال ساخت یک پلتفرم تجارت الکترونیک، یک برنامه سازمانی، یا یک CMS باشید، فدراسیون ماژول می‌تواند به شما کمک کند تا برنامه را به واحدهای کوچک‌تر و قابل مدیریت‌تر تقسیم کرده و تجربه کاربری بهتری ارائه دهید.