ماژول فدریشن جاوا اسکریپت: مدیریت تداخل نسخه‌ها با استراتژی‌های حل تعارض

ماژول فدریشن جاوا اسکریپت (JavaScript Module Federation) یک ویژگی قدرتمند در webpack است که به شما امکان می‌دهد کد را بین برنامه‌های جاوا اسکریپتی که به صورت مستقل مستقر شده‌اند، به اشتراک بگذارید. این قابلیت، ایجاد معماری‌های میکروسرویس فرانت‌اند (micro frontend) را ممکن می‌سازد، جایی که تیم‌های مختلف می‌توانند بخش‌های جداگانه‌ای از یک برنامه بزرگتر را توسعه داده و مستقر کنند. با این حال، این ماهیت توزیع‌شده، پتانسیل تداخل نسخه بین وابستگی‌های مشترک را به وجود می‌آورد. این مقاله دلایل اصلی این تداخل‌ها را بررسی کرده و استراتژی‌های مؤثری برای حل آن‌ها ارائه می‌دهد.

درک تداخل نسخه‌ها در ماژول فدریشن

در یک ساختار ماژول فدریشن، برنامه‌های مختلف (میزبان‌ها و ریموت‌ها) ممکن است به کتابخانه‌های یکسانی (مانند React، Lodash) وابسته باشند. زمانی که این برنامه‌ها به صورت مستقل توسعه و مستقر می‌شوند، ممکن است از نسخه‌های متفاوتی از این کتابخانه‌های مشترک استفاده کنند. این امر می‌تواند منجر به خطاهای زمان اجرا یا رفتار غیرمنتظره شود، اگر برنامه‌های میزبان و ریموت سعی کنند از نسخه‌های ناسازگار یک کتابخانه مشترک استفاده کنند. در ادامه به دلایل رایج این تداخل‌ها می‌پردازیم:

• نیازمندی‌های نسخه‌ای متفاوت: هر برنامه ممکن است محدوده نسخه متفاوتی را برای یک وابستگی مشترک در فایل package.json خود مشخص کند. به عنوان مثال، یک برنامه ممکن است به react: ^16.0.0 نیاز داشته باشد، در حالی که دیگری به react: ^17.0.0 نیاز دارد.
• وابستگی‌های انتقالی: حتی اگر وابستگی‌های سطح بالا سازگار باشند، وابستگی‌های انتقالی (وابستگی‌هایِ وابستگی‌ها) می‌توانند باعث تداخل نسخه شوند.
• فرآیندهای ساخت ناهمسان: تنظیمات ساخت یا ابزارهای ساخت متفاوت می‌توانند منجر به گنجانده شدن نسخه‌های متفاوتی از کتابخانه‌های مشترک در بسته‌های نهایی شوند.
• بارگذاری ناهمزمان: ماژول فدریشن اغلب شامل بارگذاری ناهمزمان ماژول‌های ریموت است. اگر برنامه میزبان یک ماژول ریموت را بارگذاری کند که به نسخه متفاوتی از یک کتابخانه مشترک وابسته است، زمانی که ماژول ریموت سعی در دسترسی به آن کتابخانه مشترک دارد، تداخل رخ می‌دهد.

مثال کاربردی

تصور کنید دو برنامه دارید:

• برنامه میزبان (App A): از React نسخه 17.0.2 استفاده می‌کند.
• برنامه ریموت (App B): از React نسخه 16.8.0 استفاده می‌کند.

برنامه A از برنامه B به عنوان یک ماژول ریموت استفاده می‌کند. زمانی که برنامه A سعی می‌کند کامپوننتی از برنامه B را رندر کند که به ویژگی‌های React 16.8.0 متکی است، ممکن است با خطاها یا رفتار غیرمنتظره‌ای مواجه شود، زیرا برنامه A در حال اجرای React 17.0.2 است.

استراتژی‌های حل تداخل نسخه‌ها

استراتژی‌های متعددی برای حل تداخل نسخه‌ها در ماژول فدریشن وجود دارد. بهترین رویکرد به نیازمندی‌های خاص برنامه شما و ماهیت تداخل‌ها بستگی دارد.

۱. به اشتراک‌گذاری صریح وابستگی‌ها

اساسی‌ترین قدم این است که به صراحت مشخص کنید کدام وابستگی‌ها باید بین برنامه‌های میزبان و ریموت به اشتراک گذاشته شوند. این کار با استفاده از گزینه shared در فایل پیکربندی webpack برای هر دو، یعنی میزبان و ریموت‌ها، انجام می‌شود.

// webpack.config.js (Host and Remote)
module.exports = {
  // ... other configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      // ... other configurations
      shared: {
        react: {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^17.0.0', // or a more specific version range
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^17.0.0',
        },
        // other shared dependencies
      },
    }),
  ],
};

بیایید گزینه‌های پیکربندی shared را بررسی کنیم:

• singleton: true: این گزینه تضمین می‌کند که تنها یک نمونه از ماژول مشترک در تمام برنامه‌ها استفاده شود. این برای کتابخانه‌هایی مانند React که داشتن چندین نمونه می‌تواند منجر به خطا شود، حیاتی است. تنظیم این گزینه روی true باعث می‌شود در صورت ناسازگاری نسخه‌های مختلف ماژول مشترک، ماژول فدریشن یک خطا پرتاب کند.
• eager: true: به طور پیش‌فرض، ماژول‌های مشترک به صورت تنبل (lazy) بارگذاری می‌شوند. تنظیم eager روی true باعث می‌شود ماژول مشترک فوراً بارگذاری شود، که می‌تواند به جلوگیری از خطاهای زمان اجرا ناشی از تداخل نسخه‌ها کمک کند.
• requiredVersion: '^17.0.0': این گزینه حداقل نسخه مورد نیاز ماژول مشترک را مشخص می‌کند. این به شما امکان می‌دهد سازگاری نسخه بین برنامه‌ها را اعمال کنید. استفاده از یک محدوده نسخه مشخص (مانند ^17.0.0 یا >=17.0.0 <18.0.0) به جای یک شماره نسخه واحد برای امکان‌پذیر کردن به‌روزرسانی‌های پچ (patch) به شدت توصیه می‌شود. این امر به ویژه در سازمان‌های بزرگی که تیم‌های مختلف ممکن است از نسخه‌های پچ متفاوتی از یک وابستگی استفاده کنند، حیاتی است.

۲. نسخه‌بندی معنایی (SemVer) و محدوده‌های نسخه

پایبندی به اصول نسخه‌بندی معنایی (SemVer) برای مدیریت مؤثر وابستگی‌ها ضروری است. SemVer از یک شماره نسخه سه بخشی (MAJOR.MINOR.PATCH) استفاده می‌کند و قوانینی برای افزایش هر بخش تعریف می‌کند:

• MAJOR: زمانی افزایش می‌یابد که تغییرات ناسازگار API ایجاد می‌کنید.
• MINOR: زمانی افزایش می‌یابد که قابلیتی را به صورت سازگار با نسخه‌های قبلی اضافه می‌کنید.
• PATCH: زمانی افزایش می‌یابد که رفع اشکال‌های سازگار با نسخه‌های قبلی را انجام می‌دهید.

هنگام مشخص کردن نیازمندی‌های نسخه در فایل package.json یا در پیکربندی shared، از محدوده‌های نسخه (مانند ^17.0.0, >=17.0.0 <18.0.0, ~17.0.2) استفاده کنید تا به‌روزرسانی‌های سازگار را مجاز کنید و از تغییرات شکننده جلوگیری نمایید. در ادامه یادآوری سریعی از عملگرهای رایج محدوده نسخه آورده شده است:

• ^ (Caret): اجازه به‌روزرسانی‌هایی را می‌دهد که اولین رقم غیر صفر از سمت چپ را تغییر ندهند. برای مثال، ^1.2.3 نسخه‌های 1.2.4 و 1.3.0 را مجاز می‌داند، اما 2.0.0 را نه. ^0.2.3 نسخه 0.2.4 را مجاز می‌داند، اما 0.3.0 را نه.
• ~ (Tilde): اجازه به‌روزرسانی‌های پچ را می‌دهد. برای مثال، ~1.2.3 نسخه 1.2.4 را مجاز می‌داند، اما 1.3.0 را نه.
• >=: بزرگتر یا مساوی.
• <=: کوچکتر یا مساوی.
• >: بزرگتر از.
• <: کوچکتر از.
• =: دقیقاً برابر با.
• *: هر نسخه‌ای. از استفاده از * در محیط پروداکشن خودداری کنید زیرا می‌تواند منجر به رفتار غیرقابل پیش‌بینی شود.

۳. حذف وابستگی‌های تکراری

ابزارهایی مانند npm dedupe یا yarn dedupe می‌توانند به شناسایی و حذف وابستگی‌های تکراری در دایرکتوری node_modules شما کمک کنند. این کار با تضمین نصب تنها یک نسخه از هر وابستگی، احتمال تداخل نسخه‌ها را کاهش می‌دهد.

این دستورات را در دایرکتوری پروژه خود اجرا کنید:

npm dedupe
yarn dedupe

۴. استفاده از پیکربندی پیشرفته اشتراک‌گذاری در ماژول فدریشن

ماژول فدریشن گزینه‌های پیشرفته‌تری برای پیکربندی وابستگی‌های مشترک فراهم می‌کند. این گزینه‌ها به شما امکان می‌دهند نحوه اشتراک‌گذاری و حل وابستگی‌ها را به دقت تنظیم کنید.

• version: نسخه دقیق ماژول مشترک را مشخص می‌کند.
• import: مسیر ماژولی که باید به اشتراک گذاشته شود را مشخص می‌کند.
• shareKey: به شما امکان می‌دهد از یک کلید متفاوت برای اشتراک‌گذاری ماژول استفاده کنید. این می‌تواند زمانی مفید باشد که چندین نسخه از یک ماژول را دارید که باید با نام‌های مختلف به اشتراک گذاشته شوند.
• shareScope: دامنه‌ای (scope) که ماژول باید در آن به اشتراک گذاشته شود را مشخص می‌کند.
• strictVersion: اگر روی true تنظیم شود، در صورتی که نسخه ماژول مشترک دقیقاً با نسخه مشخص شده مطابقت نداشته باشد، ماژول فدریشن یک خطا پرتاب می‌کند.

در اینجا مثالی با استفاده از گزینه‌های shareKey و import آورده شده است:

// webpack.config.js (Host and Remote)
module.exports = {
  // ... other configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      // ... other configurations
      shared: {
        react16: {
          import: 'react',
          shareKey: 'react',
          singleton: true,
          requiredVersion: '^16.0.0',
        },
        react17: {
          import: 'react',
          shareKey: 'react',
          singleton: true,
          requiredVersion: '^17.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

در این مثال، هر دو React 16 و React 17 تحت یک shareKey یکسان ('react') به اشتراک گذاشته شده‌اند. این به برنامه‌های میزبان و ریموت امکان می‌دهد از نسخه‌های مختلف React بدون ایجاد تداخل استفاده کنند. با این حال، این رویکرد باید با احتیاط استفاده شود زیرا می‌تواند منجر به افزایش حجم بسته (bundle) و مشکلات احتمالی در زمان اجرا شود اگر نسخه‌های مختلف React واقعاً ناسازگار باشند. معمولاً بهتر است که در تمام میکروسرویس‌های فرانت‌اند روی یک نسخه واحد از React استانداردسازی شود.

۵. استفاده از یک سیستم مدیریت وابستگی متمرکز

برای سازمان‌های بزرگی که تیم‌های متعددی روی میکروسرویس‌های فرانت‌اند کار می‌کنند، یک سیستم مدیریت وابستگی متمرکز می‌تواند بسیار ارزشمند باشد. از این سیستم می‌توان برای تعریف و اعمال نیازمندی‌های نسخه‌ای یکسان برای وابستگی‌های مشترک استفاده کرد. ابزارهایی مانند pnpm (با استراتژی node_modules مشترک خود) یا راه‌حل‌های سفارشی می‌توانند به تضمین اینکه همه برنامه‌ها از نسخه‌های سازگار کتابخانه‌های مشترک استفاده می‌کنند، کمک کنند.

مثال: pnpm

pnpm از یک سیستم فایل مبتنی بر آدرس‌دهی محتوا برای ذخیره بسته‌ها استفاده می‌کند. وقتی شما یک بسته را نصب می‌کنید، pnpm یک لینک سخت (hard link) به آن بسته در مخزن خود ایجاد می‌کند. این بدان معناست که چندین پروژه می‌توانند یک بسته را بدون تکرار فایل‌ها به اشتراک بگذارند. این کار می‌تواند فضای دیسک را ذخیره کرده و سرعت نصب را بهبود بخشد. مهم‌تر از آن، به تضمین یکپارچگی بین پروژه‌ها کمک می‌کند.

برای اعمال نسخه‌های یکسان با pnpm، می‌توانید از فایل pnpmfile.js استفاده کنید. این فایل به شما امکان می‌دهد وابستگی‌های پروژه خود را قبل از نصب تغییر دهید. به عنوان مثال، می‌توانید از آن برای بازنویسی نسخه‌های وابستگی‌های مشترک استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که همه پروژه‌ها از یک نسخه استفاده می‌کنند.

// pnpmfile.js
module.exports = {
  hooks: {
    readPackage(pkg) {
      if (pkg.dependencies && pkg.dependencies.react) {
        pkg.dependencies.react = '^17.0.0';
      }
      if (pkg.devDependencies && pkg.devDependencies.react) {
        pkg.devDependencies.react = '^17.0.0';
      }
      return pkg;
    },
  },
};

۶. بررسی نسخه در زمان اجرا و راهکارهای جایگزین (Fallback)

در برخی موارد، ممکن است حذف کامل تداخل نسخه‌ها در زمان ساخت (build time) ممکن نباشد. در این شرایط، می‌توانید بررسی‌های نسخه در زمان اجرا و راهکارهای جایگزین را پیاده‌سازی کنید. این کار شامل بررسی نسخه یک کتابخانه مشترک در زمان اجرا و ارائه مسیرهای کد جایگزین در صورت عدم سازگاری نسخه است. این روش می‌تواند پیچیده باشد و سربار ایجاد کند، اما در سناریوهای خاصی ممکن است یک استراتژی ضروری باشد.

// Example: Runtime version check
import React from 'react';

function MyComponent() {
  if (React.version && React.version.startsWith('16')) {
    // Use React 16 specific code
    return <div>React 16 Component</div>;
  } else if (React.version && React.version.startsWith('17')) {
    // Use React 17 specific code
    return <div>React 17 Component</div>;
  } else {
    // Provide a fallback
    return <div>Unsupported React version</div>;
  }
}

export default MyComponent;

ملاحظات مهم:

• تأثیر بر عملکرد: بررسی‌های زمان اجرا سربار ایجاد می‌کنند. از آن‌ها با احتیاط استفاده کنید.
• پیچیدگی: مدیریت چندین مسیر کد می‌تواند پیچیدگی کد و بار نگهداری را افزایش دهد.
• تست: تمام مسیرهای کد را به طور کامل تست کنید تا اطمینان حاصل شود که برنامه با نسخه‌های مختلف کتابخانه‌های مشترک به درستی رفتار می‌کند.

۷. تست و یکپارچه‌سازی مداوم (CI)

تست جامع برای شناسایی و حل تداخل نسخه‌ها حیاتی است. تست‌های یکپارچه‌سازی را پیاده‌سازی کنید که تعامل بین برنامه‌های میزبان و ریموت را شبیه‌سازی می‌کنند. این تست‌ها باید سناریوهای مختلف، از جمله نسخه‌های متفاوت کتابخانه‌های مشترک را پوشش دهند. یک سیستم یکپارچه‌سازی مداوم (CI) قوی باید هر زمان که تغییری در کد ایجاد می‌شود، این تست‌ها را به طور خودکار اجرا کند. این کار به شناسایی زودهنگام تداخل نسخه‌ها در فرآیند توسعه کمک می‌کند.

بهترین شیوه‌ها برای پایپ‌لاین CI:

• اجرای تست‌ها با نسخه‌های مختلف وابستگی‌ها: پایپ‌لاین CI خود را طوری پیکربندی کنید که تست‌ها را با نسخه‌های مختلف وابستگی‌های مشترک اجرا کند. این می‌تواند به شما در شناسایی مشکلات سازگاری قبل از رسیدن به محیط پروداکشن کمک کند.
• به‌روزرسانی خودکار وابستگی‌ها: از ابزارهایی مانند Renovate یا Dependabot برای به‌روزرسانی خودکار وابستگی‌ها و ایجاد پول ریکوئست (pull request) استفاده کنید. این به شما کمک می‌کند تا وابستگی‌های خود را به‌روز نگه دارید و از تداخل نسخه‌ها جلوگیری کنید.
• تحلیل استاتیک: از ابزارهای تحلیل استاتیک برای شناسایی تداخل‌های بالقوه نسخه در کد خود استفاده کنید.

مثال‌های واقعی و بهترین شیوه‌ها

بیایید چند مثال واقعی از نحوه کاربرد این استراتژی‌ها را بررسی کنیم:

• سناریو ۱: پلتفرم بزرگ تجارت الکترونیک

  یک پلتفرم بزرگ تجارت الکترونیک از ماژول فدریشن برای ساخت ویترین فروشگاه خود استفاده می‌کند. تیم‌های مختلف مسئولیت بخش‌های متفاوتی از ویترین مانند صفحه لیست محصولات، سبد خرید و صفحه پرداخت را بر عهده دارند. برای جلوگیری از تداخل نسخه‌ها، این پلتفرم از یک سیستم مدیریت وابستگی متمرکز مبتنی بر pnpm استفاده می‌کند. فایل pnpmfile.js برای اعمال نسخه‌های یکسان وابستگی‌های مشترک در تمام میکروسرویس‌های فرانت‌اند استفاده می‌شود. این پلتفرم همچنین یک مجموعه تست جامع دارد که شامل تست‌های یکپارچه‌سازی است که تعامل بین میکروسرویس‌های مختلف را شبیه‌سازی می‌کند. به‌روزرسانی خودکار وابستگی‌ها از طریق Dependabot نیز برای مدیریت پیشگیرانه نسخه‌های وابستگی‌ها به کار گرفته می‌شود.

• سناریو ۲: برنامه خدمات مالی

  یک برنامه خدمات مالی از ماژول فدریشن برای ساخت رابط کاربری خود استفاده می‌کند. این برنامه از چندین میکروسرویس فرانت‌اند مانند صفحه نمای کلی حساب، صفحه تاریخچه تراکنش‌ها و صفحه سبد سرمایه‌گذاری تشکیل شده است. به دلیل الزامات سختگیرانه نظارتی، این برنامه باید از نسخه‌های قدیمی‌تر برخی وابستگی‌ها پشتیبانی کند. برای حل این مشکل، برنامه از بررسی‌های نسخه در زمان اجرا و راهکارهای جایگزین استفاده می‌کند. این برنامه همچنین یک فرآیند تست دقیق دارد که شامل تست دستی روی مرورگرها و دستگاه‌های مختلف است.

• سناریو ۳: پلتفرم همکاری جهانی

  یک پلتفرم همکاری جهانی که در دفاتر آمریکای شمالی، اروپا و آسیا استفاده می‌شود، از ماژول فدریشن بهره می‌برد. تیم اصلی پلتفرم مجموعه‌ای دقیق از وابستگی‌های مشترک با نسخه‌های قفل شده را تعریف می‌کند. تیم‌های توسعه‌دهنده قابلیت‌های فردی که ماژول‌های ریموت را توسعه می‌دهند، باید به این نسخه‌های وابستگی مشترک پایبند باشند. فرآیند ساخت با استفاده از کانتینرهای Docker استانداردسازی شده است تا از محیط‌های ساخت یکسان در تمام تیم‌ها اطمینان حاصل شود. پایپ‌لاین CI/CD شامل تست‌های یکپارچه‌سازی گسترده‌ای است که در برابر نسخه‌های مختلف مرورگر و سیستم‌عامل‌ها اجرا می‌شود تا هرگونه تداخل نسخه یا مشکلات سازگاری ناشی از محیط‌های توسعه منطقه‌ای متفاوت را شناسایی کند.

نتیجه‌گیری

ماژول فدریشن جاوا اسکریپت روشی قدرتمند برای ساخت معماری‌های میکروسرویس فرانت‌اند مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری ارائه می‌دهد. با این حال، پرداختن به پتانسیل تداخل نسخه بین وابستگی‌های مشترک حیاتی است. با به اشتراک‌گذاری صریح وابستگی‌ها، پایبندی به نسخه‌بندی معنایی، استفاده از ابزارهای حذف وابستگی‌های تکراری، بهره‌گیری از پیکربندی پیشرفته اشتراک‌گذاری ماژول فدریشن و پیاده‌سازی شیوه‌های تست و یکپارچه‌سازی مداوم قوی، می‌توانید به طور مؤثر تداخل نسخه‌ها را مدیریت کرده و برنامه‌های میکروسرویس فرانت‌اند مقاوم و استوار بسازید. به یاد داشته باشید که استراتژی‌هایی را انتخاب کنید که به بهترین شکل با اندازه، پیچیدگی و نیازهای خاص سازمان شما مطابقت دارند. یک رویکرد پیشگیرانه و کاملاً تعریف شده برای مدیریت وابستگی‌ها برای بهره‌مندی موفقیت‌آمیز از مزایای ماژول فدریشن ضروری است.