Frontend Micro-Frontend: Moduuliliittoarkkitehtuurin Hallinta

Nykypäivän nopeasti kehittyvässä web-kehitysympäristössä suurten frontend-sovellusten rakentamisesta ja ylläpidosta voi tulla yhä monimutkaisempaa. Perinteiset monoliittiset arkkitehtuurit johtavat usein haasteisiin, kuten koodin paisumiseen, hitaaseen rakennusaikaan ja vaikeuksiin itsenäisissä julkaisuissa. Mikrofrontendit tarjoavat ratkaisun hajottamalla frontendin pienempiin, helpommin hallittaviin osiin. Tämä artikkeli perehtyy Moduuliliittoon, tehokkaaseen tekniikkaan mikrofrontendien toteuttamiseen, ja tarkastelee sen etuja, arkkitehtuuria ja käytännön toteutusstrategioita.

Mitä ovat Mikrofrontendit?

Mikrofrontendit ovat arkkitehtoninen tyyli, jossa frontend-sovellus hajotetaan pienempiin, itsenäisiin ja julkaistaviin yksiköihin. Jokainen mikrofrontend on tyypillisesti erillisen tiimin omistuksessa, mikä mahdollistaa suuremman autonomian ja nopeammat kehityssyklit. Tämä lähestymistapa heijastaa taustapalveluissa yleisesti käytettyä mikroserviisiarkkitehtuuria.

Mikrofrontendien keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• Itsenäinen julkaistavuus: Kutakin mikrofrontendtiä voidaan julkaista itsenäisesti vaikuttamatta sovelluksen muihin osiin.
• Tiimin autonomia: Eri tiimit voivat omistaa ja kehittää eri mikrofrontendejä käyttäen omia suosimiaan teknologioita ja työnkulkuja.
• Teknologian monimuotoisuus: Mikrofrontendejä voidaan rakentaa eri viitekehyksillä ja kirjastoilla, antaen tiimeille mahdollisuuden valita parhaat työkalut kuhunkin tehtävään.
• Eristys: Mikrofrontendien tulisi olla eristettyjä toisistaan, jotta estetään ketjureaktiot ja varmistetaan vakaus.

Miksi Käyttää Mikrofrontendejä?

Mikrofrontend-arkkitehtuurin omaksuminen tarjoaa useita merkittäviä etuja, erityisesti suuriin ja monimutkaisiin sovelluksiin:

• Parannettu skaalautuvuus: Frontendin hajottaminen pienempiin yksiköihin helpottaa sovelluksen skaalaamista tarpeen mukaan.
• Nopeammat kehityssyklit: Riippumattomat tiimit voivat työskennellä rinnakkain, mikä johtaa nopeampiin kehitys- ja julkaisusykleihin.
• Lisääntynyt tiimin autonomia: Tiimeillä on enemmän hallintaa koodistaan ja ne voivat tehdä päätöksiä itsenäisesti.
• Helpompi ylläpito: Pienempiä koodikantoja on helpompi ylläpitää ja debugata.
• Teknologianeutraalius: Tiimit voivat valita parhaat teknologiat omiin tarpeisiinsa, mahdollistaen innovoinnin ja kokeilun.
• Vähentynyt riski: Julkaisut ovat pienempiä ja useampia, mikä vähentää laajamittaisten virheiden riskiä.

Johdatus Moduuliliittoon

Moduuliliitto on Webpack 5:een tuotu ominaisuus, joka mahdollistaa JavaScript-sovellusten dynaamisen koodin lataamisen muista sovelluksista ajonaikana. Tämä mahdollistaa todella itsenäisten ja yhdisteltävien mikrofrontendien luomisen. Sen sijaan, että kaikki rakennetaan yhteen niputukseen, Moduuliliitto antaa eri sovellusten jakaa ja käyttää toistensa moduuleja ikään kuin ne olisivat paikallisia riippuvuuksia.

Toisin kuin perinteiset mikrofrontendtien lähestymistavat, jotka perustuvat iframeseihin tai web-komponentteihin, Moduuliliitto tarjoaa saumattomamman ja integroidumman käyttökokemuksen käyttäjälle. Se välttää muiden tekniikoiden aiheuttamaa suorituskyvyn heikkenemistä ja monimutkaisuutta.

Kuinka Moduuliliitto Toimii

Moduuliliitto perustuu "paljastamisen" ja "käyttämisen" käsitteeseen. Yksi sovellus ("isäntä" tai "kontti") voi paljastaa moduuleja, kun taas toiset sovellukset ("kaukot") voivat käyttää näitä paljastettuja moduuleja. Tässä on erittely prosessista:

1. Moduulien paljastaminen: Mikrofrontendti, joka on konfiguroitu Webpackissa "kauko"-sovellukseksi, paljastaa tietyt moduulit (komponentit, funktiot, apuohjelmat) konfiguraatiotiedoston kautta. Tämä konfiguraatio määrittelee jaettavat moduulit ja niiden vastaavat sisääntulopisteet.
2. Moduulien käyttäminen: Toinen mikrofrontendti, joka on konfiguroitu "isäntä"- tai "kontti"-sovellukseksi, ilmoittaa kaukon sovelluksen riippuvuudeksi. Se määrittelee URL-osoitteen, josta kaukon moduuliliittokonfiguraatiotiedosto (pieni JSON-tiedosto, joka kuvaa paljastettuja moduuleja) löytyy.
3. Ajonaikainen ratkaisu: Kun isäntäsovellus tarvitsee käyttää moduulia kaukon sovelluksesta, se lataa dynaamisesti kaukon moduuliliittokonfiguraatiotiedoston. Webpack ratkaisee sitten moduuliriippuvuuden ja lataa vaaditun koodin kaukon sovelluksesta ajonaikana.
4. Koodin jakaminen: Moduuliliitto mahdollistaa myös koodin jakamisen isäntä- ja kaukon sovellusten välillä. Jos molemmat sovellukset käyttävät samaa versiota jaetusta riippuvuudesta (esim. React, lodash), koodi jaetaan, välttäen päällekkäisyyttä ja pienentäen niputuskokoja.

Moduuliliiton Asennus: Käytännön Esimerkki

Havainnollistetaan Moduuliliittoa yksinkertaisella esimerkillä, joka sisältää kaksi mikrofrontendiä: "Tuotekatalogi" ja "Ostoskori". Tuotekatalogi paljastaa tuotelistauskomponentin, jota Ostoskori käyttää näyttääkseen liittyviä tuotteita.

Projektin Rakenne

  
  mikrofrontend-esimerkki/
    tuotekatalogi/
      src/
        komponentit/
          ProductList.jsx
        index.js
        webpack.config.js
    ostoskori/
      src/
        komponentit/
          RelatedProducts.jsx
        index.js
        webpack.config.js
  

Tuotekatalogi (Kauko)

webpack.config.js

  
  const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;
  const path = require('path');

  module.exports = {
    // ... muut webpack-konfiguraatiot
    plugins: [
      new ModuleFederationPlugin({
        name: 'product_catalog',
        filename: 'remoteEntry.js',
        exposes: {
          './ProductList': './src/components/ProductList',
        },
        shared: { 
          react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
          'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        },
      }),
    ],
  };
  

Selitys:

• name: Kaukon sovelluksen uniikki nimi.
• filename: Paljastettavan sisääntulotiedoston nimi. Tämä tiedosto sisältää moduuliliiton konfiguraatiotiedoston.
• exposes: Määrittelee, mitkä moduulit tämä sovellus paljastaa. Tässä tapauksessa paljastamme `ProductList`-komponentin `src/components/ProductList.jsx`-tiedostosta nimellä `./ProductList`.
• shared: Määrittää riippuvuudet, jotka jaetaan isäntä- ja kaukon sovellusten välillä. Tämä on kriittistä päällekkäisen koodin välttämiseksi ja yhteensopivuuden varmistamiseksi. `singleton: true` varmistaa, että jaettua riippuvuutta ladataan vain yksi instanssi. `eager: true` lataa jaetun riippuvuuden alun perin, mikä voi parantaa suorituskykyä. `requiredVersion` määrittelee jaetun riippuvuuden hyväksyttävän versioalueen.

src/components/ProductList.jsx

  
  import React from 'react';

  const ProductList = ({ products }) => (
    

      {products.map((product) => (
        
{product.name} - ${product.price}
      ))}
    
  );

  export default ProductList;
  

Ostoskori (Isäntä)

webpack.config.js

  
  const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;
  const path = require('path');

  module.exports = {
    // ... muut webpack-konfiguraatiot
    plugins: [
      new ModuleFederationPlugin({
        name: 'shopping_cart',
        remotes: {
          product_catalog: 'product_catalog@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        },
        shared: {
          react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
          'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        },
      }),
    ],
  };
  

Selitys:

• name: Isäntäsovelluksen uniikki nimi.
• remotes: Määrittää kaukon sovellukset, joista tämä sovellus käyttää moduuleja. Tässä määrittelemme kaukon nimeltä `product_catalog` ja määritämme URL-osoitteen, josta sen `remoteEntry.js`-tiedosto löytyy. Muoto on `kaukonNimi: 'kaukonNimi@kaukoEntryUrl'`.
• shared: Kuten kaukon sovelluksessa, myös isäntäsovellus määrittelee jaetut riippuvuutensa. Tämä varmistaa, että isäntä- ja kaukon sovellukset käyttävät yhteensopivia versioita jaetuista kirjastoista.

src/components/RelatedProducts.jsx

  
  import React, { useEffect, useState } from 'react';
  import ProductList from 'product_catalog/ProductList';

  const RelatedProducts = () => {
    const [products, setProducts] = useState([]);

    useEffect(() => {
      // Hae liittyvät tuotetiedot (esim. API:sta)
      const fetchProducts = async () => {
        // Korvaa omalla API-päätepisteelläsi
        const response = await fetch('https://fakestoreapi.com/products?limit=3');
        const data = await response.json();
        setProducts(data);
      };

      fetchProducts();
    }, []);

    return (
      

        
Liittyvät tuotteet
        {products.length > 0 ?  : 
Ladataan...
}
      
    );
  };

  export default RelatedProducts;
  

Selitys:

• import ProductList from 'product_catalog/ProductList'; Tämä rivi tuo `ProductList`-komponentin `product_catalog`-kaukomoduulista. Syntaksi `kaukonNimi/moduulinNimi` kertoo Webpackille, että moduuli tulee hakea määritetystä kaukon sovelluksesta.
• Komponentti käyttää sitten tuotua `ProductList`-komponenttia näyttääkseen liittyviä tuotteita.

Esimerkin Suorittaminen

1. Käynnistä sekä Tuotekatalogi- että Ostoskori-sovellukset käyttäen niiden omia kehityspalvelimia (esim. `npm start`). Varmista, että ne ovat käynnissä eri porteissa (esim. Tuotekatalogi portissa 3001 ja Ostoskori portissa 3000).
2. Siirry Ostoskori-sovellukseen selaimessasi.
3. Sinun pitäisi nähdä Liittyvät tuotteet -osio, jota renderöi Tuotekatalogi-sovelluksen `ProductList`-komponentti.

Edistyneet Moduuliliiton Konseptit

Perusasetusten lisäksi Moduuliliitto tarjoaa useita edistyneitä ominaisuuksia, jotka voivat parantaa mikrofrontend-arkkitehtuuriasi:

Koodin jakaminen ja versiointi

Kuten esimerkissä on esitetty, Moduuliliitto mahdollistaa koodin jakamisen isäntä- ja kaukon sovellusten välillä. Tämä saavutetaan Webpackin `shared`-asetusvaihtoehdolla. Jakamalla jaettuja riippuvuuksia voit välttää päällekkäisen koodin ja pienentää niputuskokoja. Jaettujen riippuvuuksien asianmukainen versiointi on kriittistä yhteensopivuuden varmistamiseksi ja ristiriitojen estämiseksi. Semanttinen versiointi (SemVer) on laajalti käytetty standardi ohjelmistojen versiointiin, jonka avulla voit määritellä yhteensopivia versioalueita (esim. `^17.0.0` sallii minkä tahansa version, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 17.0.0, mutta pienempi kuin 18.0.0).

Dynaamiset Kaukot

Edellisessä esimerkissä kaukon URL oli kiinteästi määritetty `webpack.config.js`-tiedostossa. Monissa todellisen maailman tilanteissa saatat kuitenkin joutua määrittämään kaukon URL:n dynaamisesti ajonaikana. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä lupausperusteista kaukon konfiguraatiota:

  
  // webpack.config.js
  remotes: {
    product_catalog: new Promise(resolve => {
      // Hae kaukon URL konfiguraatiotiedostosta tai API:sta
      fetch('/config.json')
        .then(response => response.json())
        .then(config => {
          const remoteUrl = config.productCatalogUrl;
          resolve(`product_catalog@${remoteUrl}/remoteEntry.js`);
        });
    }),
  },
  

Tämä antaa sinun konfiguroida kaukon URL:n ympäristön (esim. kehitys, testaus, tuotanto) tai muiden tekijöiden perusteella.

Asynkroninen Moduulien Lataus

Moduuliliitto tukee asynkronista moduulien latausta, antaen sinun ladata moduuleja tarpeen mukaan. Tämä voi parantaa sovelluksesi alkulatausaikaa lykkäämällä ei-kriittisten moduulien latausta.

  
  // RelatedProducts.jsx
  import React, { Suspense, lazy } from 'react';

  const ProductList = lazy(() => import('product_catalog/ProductList'));

  const RelatedProducts = () => {
    return (
      

        
Liittyvät tuotteet
        Ladataan...
}>
          
        
      
    );
  };
  

Käyttämällä `React.lazy` ja `Suspense`, voit asynkronisesti ladata `ProductList`-komponentin kaukon sovelluksesta. `Suspense`-komponentti tarjoaa varakäyttöliittymän (esim. latausindikaattorin) moduulin latautuessa.

Liitetyt Tyylit ja Resurssit

Moduuliliittoa voidaan käyttää myös tyylien ja resurssien jakamiseen mikrofrontendien välillä. Tämä voi auttaa ylläpitämään yhtenäistä ulkoasua sovelluksessasi.

Tyylien jakamiseksi voit paljastaa CSS-moduuleja tai tyylitettyjä komponentteja kaukon sovelluksesta. Resurssien (esim. kuvat, fontit) jakamiseksi voit konfiguroida Webpackin kopioimaan resurssit jaettuun sijaintiin ja sitten viitata niihin isäntäsovelluksesta.

Moduuliliiton Parhaat Käytännöt

Moduuliliittoa toteuttaessa on tärkeää noudattaa parhaita käytäntöjä onnistuneen ja ylläpidettävän arkkitehtuurin varmistamiseksi:

• Määrittele selkeät rajat: Määrittele mikrofrontendien väliset rajat selkeästi välttääksesi tiukkaa kytkentää ja varmistaaksesi itsenäisen julkaistavuuden.
• Luo viestintäprotokollat: Luo selkeät viestintäprotokollat mikrofrontendien välille. Harkitse tapahtumaväylien, jaettujen tilanhallintakirjastojen tai mukautettujen API:en käyttöä.
• Hallitse jaettuja riippuvuuksia huolellisesti: Hallitse jaettuja riippuvuuksia huolellisesti versioristiriitojen välttämiseksi ja yhteensopivuuden varmistamiseksi. Käytä semanttista versiointia ja harkitse riippuvuuksienhallintatyökalun, kuten npm tai yarn, käyttöä.
• Toteuta vankka virheidenkäsittely: Toteuta vankka virheidenkäsittely ketjureaktioiden estämiseksi ja sovelluksesi vakauden varmistamiseksi.
• Seuraa suorituskykyä: Seuraa mikrofrontendiesi suorituskykyä pullonkaulojen tunnistamiseksi ja suorituskyvyn optimoimiseksi.
• Automatisoi julkaisut: Automatisoi julkaisuprosessi yhdenmukaisten ja luotettavien julkaisujen varmistamiseksi.
• Käytä yhtenäistä koodaustyyliä: Varmista yhtenäinen koodaustyyli kaikissa mikrofronteindeissä luettavuuden ja ylläpidettävyyden parantamiseksi. Työkalut kuten ESLint ja Prettier voivat auttaa tässä.
• Dokumentoi arkkitehtuurisi: Dokumentoi mikrofrontend-arkkitehtuurisi varmistaaksesi, että kaikki tiimin jäsenet ymmärtävät järjestelmän ja sen toiminnan.

Moduuliliitto vs. Muut Mikrofrontend-lähestymistavat

Vaikka Moduuliliitto on tehokas tekniikka mikrofrontendien toteuttamiseen, se ei ole ainoa lähestymistapa. Muita suosittuja menetelmiä ovat:

• Iframet: Iframet tarjoavat vahvan eristyksen mikrofrontendien välillä, mutta niitä voi olla vaikea integroida saumattomasti ja niillä voi olla suorituskykyisiä heikennyksiä.
• Web-komponentit: Web-komponentit mahdollistavat uudelleenkäytettävien käyttöliittymäelementtien luomisen, joita voidaan käyttää eri mikrofronteindeissä. Niiden toteuttaminen voi kuitenkin olla monimutkaisempaa kuin Moduuliliiton.
• Rakennusaikainen integrointi: Tämä lähestymistapa sisältää kaikkien mikrofrontendien rakentamisen yhdeksi sovellukseksi rakennusaikana. Vaikka se voi yksinkertaistaa julkaisua, se vähentää tiimin autonomiaa ja lisää ristiriitojen riskiä.
• Single-SPA: Single-SPA on viitekehys, joka mahdollistaa useiden yksisivuisten sovellusten yhdistämisen yhdeksi sovellukseksi. Se tarjoaa joustavamman lähestymistavan kuin rakennusaikainen integrointi, mutta sen asentaminen voi olla monimutkaisempaa.

Sen, minkä lähestymistavan valitsee, riippuu sovelluksesi erityisistä vaatimuksista ja tiimisi koosta ja rakenteesta. Moduuliliitto tarjoaa hyvän tasapainon joustavuuden, suorituskyvyn ja helppokäyttöisyyden välillä, tehden siitä suositun valinnan monille projekteille.

Todellisen Maailman Esimerkkejä Moduuliliitosta

Vaikka yritysten toteutukset ovat usein luottamuksellisia, Moduuliliiton yleisiä periaatteita sovelletaan eri toimialoilla ja tilanteissa. Tässä muutamia mahdollisia esimerkkejä:

• Verkkokauppa-alustat: Verkkokauppa-alusta voisi käyttää Moduuliliittoa erottaakseen verkkosivuston eri osat, kuten tuotekatalogin, ostoskorin, kassaprosessin ja käyttäjätilin hallinnan, erillisiksi mikrofronteindeiksi. Tämä antaa eri tiimeille mahdollisuuden työskennellä näiden osien parissa itsenäisesti ja julkaista päivityksiä vaikuttamatta muuhun alustaan. Esimerkiksi saksalainen tiimi voisi keskittyä tuotekatalogiin, kun taas intialainen tiimi hoitaisi ostoskoria.
• Rahoituspalvelusovellukset: Rahoituspalvelusovellus voisi käyttää Moduuliliittoa eristääkseen arkaluonteiset ominaisuudet, kuten kaupankäyntialustat ja tilienhallinnan, erillisiksi mikrofronteindeiksi. Tämä parantaa turvallisuutta ja mahdollistaa kriittisten komponenttien itsenäisen tarkastuksen. Kuvittele lontoolainen tiimi erikoistumassa kaupankäyntialustan ominaisuuksiin ja newyorkilainen tiimi hoitamassa tilienhallintaa.
• Sisällönhallintajärjestelmät (CMS): CMS voisi käyttää Moduuliliittoa antaakseen kehittäjille mahdollisuuden luoda ja julkaista mukautettuja moduuleja mikrofronteindeinä. Tämä mahdollistaa suuremman joustavuuden ja räätälöinnin CMS:n käyttäjille. Japanilainen tiimi voisi rakentaa erikoistuneen kuvagalleriamoduulin, kun taas brasilialainen tiimi loisi edistyneen tekstieditorin.
• Terveydenhuollon sovellukset: Terveydenhuollon sovellus voisi käyttää Moduuliliittoa integroidakseen eri järjestelmiä, kuten sähköisiä potilaskertomuksia (EHR), potilasportaaleja ja laskutusjärjestelmiä, erillisiksi mikrofronteindeiksi. Tämä parantaa yhteentoimivuutta ja mahdollistaa uusien järjestelmien helpomman integroinnin. Esimerkiksi kanadalainen tiimi voisi integroida uuden etäterveysmobiilin, kun taas australialainen tiimi keskittyisi potilasportaalin käyttökokemuksen parantamiseen.

Johtopäätös

Moduuliliitto tarjoaa tehokkaan ja joustavan lähestymistavan mikrofrontendien toteuttamiseen. Antamalla sovellusten ladata dynaamisesti koodia toisistaan ajonaikana, se mahdollistaa todella itsenäisten ja yhdisteltävien frontend-arkkitehtuurien luomisen. Vaikka se vaatii huolellista suunnittelua ja toteutusta, sen edut, kuten parantunut skaalautuvuus, nopeammat kehityssyklit ja suurempi tiimin autonomia, tekevät siitä houkuttelevan valinnan suuriin ja monimutkaisiin web-sovelluksiin. Koska web-kehitysympäristö kehittyy jatkuvasti, Moduuliliiton rooli tulevaisuuden frontend-arkkitehtuurin muokkaamisessa tulee todennäköisesti kasvamaan.

Ymmärtämällä tässä artikkelissa esitetyt konseptit ja parhaat käytännöt voit hyödyntää Moduuliliittoa rakentaaksesi skaalautuvia, ylläpidettäviä ja innovatiivisia frontend-sovelluksia, jotka vastaavat nykypäivän nopeatempoisen digitaalisen maailman vaatimuksiin.