JavaScript Module Federationin ajonaikainen välimuisti: Dynaamisen moduulilatauksen optimointi

JavaScript Module Federation on mullistanut tavan, jolla rakennamme mikrofrontend-arkkitehtuureja. Se mahdollistaa eri sovellusten tai tiimien itsenäisen kehityksen ja osien käyttöönoton suuremmassa sovelluksessa. Yksi Module Federationin optimoinnin avaintekijöistä on dynaamisesti ladattujen moduulien tehokas hallinta. Ajonaikaisella välimuistilla on ratkaiseva rooli suorituskyvyn parantamisessa ja käyttäjäkokemuksen tehostamisessa vähentämällä turhia verkkopyyntöjä ja minimoimalla latausaikoja.

Mikä on Module Federationin ajonaikainen välimuisti?

Module Federationin kontekstissa ajonaikainen välimuisti viittaa mekanismiin, joka tallentaa aiemmin ladatut moduulit selaimen muistiin tai paikalliseen tallennustilaan, mahdollistaen saman moduulin myöhempien pyyntöjen tarjoilemisen suoraan välimuistista. Tämä poistaa tarpeen hakea moduulia etäpalvelimelta joka kerta, kun sitä tarvitaan. Kuvittele suuri verkkokauppasivusto, joka koostuu mikrofrontend-osista tuotelistoille, ostoskorille ja käyttäjätileille. Ilman ajonaikaista välimuistia jokainen mikrofrontend saattaisi ladata jaettuja riippuvuuksia toistuvasti, mikä johtaisi hitaampiin sivulatauksiin ja huonoon käyttäjäkokemukseen. Ajonaikaisen välimuistin avulla nämä jaetut riippuvuudet ladataan kerran ja tarjoillaan sen jälkeen välimuistista.

Miksi ajonaikainen välimuisti on tärkeä?

• Suorituskyvyn optimointi: Tarjoilemalla moduuleja välimuistista vähennämme merkittävästi verkkolatenssia ja parannamme sovelluksen yleistä latausnopeutta. Ajatellaan sosiaalisen median alustaa, jossa eri tiimit hallinnoivat uutissyötettä, profiilisivuja ja viestitoimintoja erillisinä mikrofrontend-osina. Ajonaikainen välimuisti varmistaa, että yleisesti käytetyt käyttöliittymäkomponentit ja apufunktiot ovat helposti saatavilla, mikä johtaa sulavampaan ja reagoivampaan käyttöliittymään.
• Vähentynyt verkkoliikenne: Välimuistin käyttö vähentää HTTP-pyyntöjen määrää etäpalvelimelle, mikä säästää kaistanleveyttä ja pienentää palvelinkustannuksia. Maailmanlaajuiselle uutisorganisaatiolle, jolla on miljoonia käyttäjiä eri paikoista, verkkoliikenteen minimoiminen on kriittistä suorituskyvyn ylläpitämiseksi ja infrastruktuurikulujen vähentämiseksi.
• Parempi käyttäjäkokemus: Nopeammat latausajat tarkoittavat parempaa käyttäjäkokemusta, mikä johtaa lisääntyneeseen sitoutumiseen ja tyytyväisyyteen. Kuvittele matkavaraussivusto, jossa on mikrofrontend-osia lentojen haulle, hotellivarauksille ja autonvuokraukselle. Saumaton ja nopea siirtyminen näiden mikrofrontend-osien välillä, ajonaikaisen välimuistin mahdollistamana, on olennaista verkkosivuston kävijöiden muuttamiseksi maksaviksi asiakkaiksi.
• Vikasietoisuus: Tilanteissa, joissa verkkoyhteys on katkonainen, ajonaikainen välimuisti voi tarjoilla moduuleja paikallisesta tallennustilasta, mikä mahdollistaa sovelluksen toiminnan jatkumisen, vaikka etäpalvelin olisi väliaikaisesti poissa käytöstä. Tämä on erityisen tärkeää mobiilisovelluksille tai sovelluksille, joita käytetään alueilla, joilla on epäluotettava internetyhteys.

Miten ajonaikainen välimuisti toimii Module Federationissa?

Module Federation, joka tyypillisesti toteutetaan webpackilla, tarjoaa mekanismeja ajonaikaisen välimuistin hallintaan. Tässä on erittely avainkomponenteista ja -prosesseista:

Webpack-konfiguraatio

Module Federationin välimuistin ydin sijaitsee sekä isäntä- että etäsovellusten webpack-konfiguraatiotiedostoissa.

Etäkonfiguraatio (moduulin tarjoaja)

Etäkonfiguraatio paljastaa moduuleja, joita muut sovellukset (isännät) voivat käyttää.

            // webpack.config.js (Remote)
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'remote_app',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './MyComponent': './src/MyComponent',
      },
      shared: {
        react: { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        // other shared dependencies
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

shared-osio on erityisen tärkeä. Se määrittelee riippuvuudet, jotka jaetaan etä- ja isäntäsovelluksen välillä. Määrittämällä singleton: true varmistamme, että jaetusta riippuvuudesta ladataan vain yksi instanssi, mikä estää versioristiriitoja ja pienentää paketin kokoa. requiredVersion-ominaisuus valvoo versioyhteensopivuutta.

Isäntäkonfiguraatio (moduulin kuluttaja)

Isäntäkonfiguraatio kuluttaa etäsovellusten paljastamia moduuleja.

            // webpack.config.js (Host)
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'host_app',
      remotes: {
        remote_app: 'remote_app@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        react: { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        // other shared dependencies
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

remotes-osio määrittelee etäsovellusten aloituspisteiden sijainnin. Kun isäntäsovellus kohtaa moduulin remote_app:sta (esim. remote_app/MyComponent), se hakee remoteEntry.js-tiedoston määritetystä URL-osoitteesta. shared-konfiguraatio varmistaa, että riippuvuudet jaetaan isäntä- ja etäsovellusten välillä, estäen päällekkäisen lataamisen.

Moduulin lataus- ja välimuistiprosessi

1. Alkupyyntö: Kun isäntäsovellus kohtaa moduulin etäsovelluksesta ensimmäistä kertaa, se lähettää pyynnön etäpalvelimelle hakeakseen moduulin aloituspisteen (esim. remoteEntry.js).
2. Moduulin lataus: Etäpalvelin vastaa moduulin koodilla, joka sisältää exportatut funktiot ja komponentit.
3. Välimuistin tallennus: Ladattu moduuli tallennetaan selaimen ajonaikaiseen välimuistiin, tyypillisesti käyttämällä mekanismeja kuten localStorage tai sessionStorage. Webpack hallitsee tätä välimuistiprosessia automaattisesti konfiguraatioasetusten perusteella.
4. Myöhemmät pyynnöt: Kun isäntäsovellus tarvitsee samaa moduulia uudelleen, se tarkistaa ensin ajonaikaisen välimuistin. Jos moduuli löytyy välimuistista, se tarjoillaan suoraan sieltä, välttäen verkkopyynnön.
5. Välimuistin mitätöinti: Webpack tarjoaa mekanismeja välimuistin mitätöintiin, kun moduulin koodi päivitetään etäpalvelimella. Tämä varmistaa, että isäntäsovellus käyttää aina moduulin uusinta versiota. Tätä voidaan hallita webpackin versioinnin ja hajautusarvoon perustuvien nimeämiskäytäntöjen avulla.

Ajonaikaisen välimuistin toteuttaminen Module Federationissa

Tässä on vaiheittainen opas ajonaikaisen välimuistin toteuttamiseen Module Federation -asetuksissasi:

1. Konfiguroi Webpack

Varmista, että sekä isäntä- että etäsovellusten webpack-konfiguraatiot on asetettu oikein mahdollistamaan Module Federation. Kiinnitä erityistä huomiota shared-konfiguraatioon varmistaaksesi, että riippuvuudet jaetaan oikein.

2. Hyödynnä Webpackin sisäänrakennettua välimuistia

Webpack tarjoaa sisäänrakennettuja välimuistimekanismeja, joita voit hyödyntää moduulien lataamisen optimoimiseksi. Varmista, että käytät Webpackin uusinta versiota (5 tai uudempi), joka tukee näitä ominaisuuksia.

            // webpack.config.js
module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  cache: {
    type: 'filesystem', // Käytä tiedostojärjestelmän välimuistia pysyvään tallennukseen
    buildDependencies: {
      config: [__filename],
    },
  },
};

            

              
                Copy
              
            
          

Tämä konfiguraatio ottaa käyttöön tiedostojärjestelmän välimuistin, joka tallentaa rakennetut moduulit levylle, mahdollistaen nopeammat myöhemmät käännökset.

3. Toteuta mukautettuja välimuististrategioita (edistynyt)

Edistyneempiä välimuistitilanteita varten voit toteuttaa mukautettuja välimuististrategioita JavaScriptillä. Tämä tarkoittaa moduulipyyntöjen sieppaamista ja moduulien tallentamista mukautettuun välimuistiin (esim. localStorage, sessionStorage tai muistissa oleva välimuisti).

            // Custom Cache Implementation (Example)
const moduleCache = {};

async function loadModule(remoteName, moduleName) {
  const cacheKey = `${remoteName}/${moduleName}`;
  if (moduleCache[cacheKey]) {
    return moduleCache[cacheKey];
  }

  try {
    const module = await import(`${remoteName}/${moduleName}`);
    moduleCache[cacheKey] = module;
    return module;
  } catch (error) {
    console.error(`Error loading module ${moduleName} from ${remoteName}:`, error);
    throw error;
  }
}

// Usage
loadModule('remote_app', './MyComponent')
  .then((MyComponent) => {
    // Use the loaded component
  })
  .catch((error) => {
    // Handle errors
  });

            

              
                Copy
              
            
          

Tämä esimerkki esittelee yksinkertaisen muistissa olevan välimuistin. Tuotantoympäristöissä kannattaa harkita vankemman välimuistimekanismin, kuten localStorage tai sessionStorage, käyttöä.

4. Käsittele välimuistin mitätöinti

On erittäin tärkeää mitätöidä välimuisti, kun moduulin koodi päivitetään etäpalvelimella. Webpack tarjoaa mekanismeja yksilöllisten hajautusarvojen luomiseen kullekin moduulille sen sisällön perusteella. Voit käyttää näitä hajautusarvoja välimuistin mitätöintistrategioiden toteuttamiseen.

            // webpack.config.js
module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  output: {
    filename: '[name].[contenthash].js', // Käytä sisältöön perustuvaa hajautusarvoa tiedostonimissä
  },
};

            

              
                Copy
              
            
          

Sisällyttämällä sisältöön perustuvan hajautusarvon tiedostonimeen varmistat, että selain pyytää automaattisesti moduulin uutta versiota, kun sen sisältö muuttuu.

Parhaat käytännöt ajonaikaisen välimuistin hallintaan

• Käytä sisältöön perustuvaa hajautusta (content hashing): Toteuta sisältöön perustuva hajautus webpack-konfiguraatiossasi varmistaaksesi, että selain hakee automaattisesti moduulin uusimman version, kun sen sisältö muuttuu.
• Toteuta välimuistin tyhjennys (cache busting): Sisällytä välimuistin tyhjennystekniikoita, kuten versio-kyselyparametrin lisääminen moduulin URL-osoitteeseen, pakottaaksesi selaimen ohittamaan välimuistin.
• Seuraa välimuistin suorituskykyä: Käytä selaimen kehittäjätyökaluja ajonaikaisen välimuistin suorituskyvyn seuraamiseen ja mahdollisten ongelmien tunnistamiseen.
• Harkitse välimuistin vanhentumista: Toteuta välimuistin vanhentumiskäytäntöjä estääksesi välimuistin kasvamisen loputtomiin ja liiallisten resurssien kuluttamisen.
• Käytä Service Workeria (edistynyt): Monimutkaisempia välimuistitilanteita varten harkitse Service Workerin käyttöä moduulipyyntöjen sieppaamiseen ja välimuistin hienojakoiseen hallintaan.

Esimerkkejä ajonaikaisesta välimuistista käytännössä

Esimerkki 1: Verkkokauppa-alusta

Ajatellaan verkkokauppa-alustaa, joka on rakennettu mikrofrontend-osilla. Alusta koostuu mikrofrontend-osista tuotelistoille, ostoskorille, käyttäjätileille ja tilausten hallinnalle. Jaetut käyttöliittymäkomponentit (esim. painikkeet, lomakkeet ja navigaatioelementit) paljastetaan federoituina moduuleina. Toteuttamalla ajonaikaisen välimuistin alusta voi merkittävästi vähentää näiden jaettujen komponenttien latausaikaa, mikä johtaa sulavampaan ja reagoivampaan käyttäjäkokemukseen. Tuotelistoja selaavat ja tuotteita ostoskoriin lisäävät käyttäjät kokevat nopeampia sivusiirtymiä ja vähemmän viivettä, mikä johtaa lisääntyneeseen sitoutumiseen ja konversioasteisiin.

Esimerkki 2: Sisällönhallintajärjestelmä (CMS)

Sisällönhallintajärjestelmä (CMS) on toinen erinomainen käyttötapaus Module Federationille ja ajonaikaiselle välimuistille. CMS voidaan rakentaa kokoelmaksi mikrofrontend-osia sisällön luomiseen, muokkaamiseen, käyttäjähallintaan ja analytiikkaan. Yleiset apufunktiot (esim. päivämäärän muotoilu, tekstin käsittely ja kuvankäsittely) voidaan paljastaa federoituina moduuleina. Ajonaikainen välimuisti varmistaa, että nämä apufunktiot ovat helposti saatavilla kaikissa mikrofrontend-osissa, mikä parantaa suorituskykyä ja yhtenäistää käyttäjäkokemusta. Sisällöntuottajat ja -muokkaajat hyötyvät nopeammasta sisällön latauksesta ja lyhyemmistä käsittelyajoista, mikä johtaa parempaan tuottavuuteen ja tehokkuuteen.

Esimerkki 3: Rahoituspalvelusovellus

Rahoituspalvelusovellukset vaativat usein korkeaa suorituskykyä ja turvallisuutta. Module Federationia ja ajonaikaista välimuistia voidaan käyttää modulaarisen ja skaalautuvan rahoituspalvelusovelluksen rakentamiseen, joka koostuu mikrofrontend-osista tilien hallintaan, tapahtumahistoriaan, sijoitussalkkuihin ja taloudelliseen analyysiin. Jaetut tietomallit (esim. tilisaldot, tapahtumatiedot ja markkinadata) voidaan paljastaa federoituina moduuleina. Ajonaikainen välimuisti varmistaa, että nämä tietomallit ovat helposti saatavilla kaikissa mikrofrontend-osissa, mikä nopeuttaa tiedonhakua ja vähentää verkkolatenssia. Rahoitusanalyytikot ja -kauppiaat hyötyvät reaaliaikaisista datapäivityksistä ja nopeammista vasteajoista, mikä mahdollistaa heille tietoihin perustuvien päätösten tekemisen ja salkkujensa tehokkaan hallinnan.

Yleisiä haasteita ja ratkaisuja

• Välimuistin mitätöintiongelmat:
  • Haaste: Varmistaminen, että välimuisti mitätöidään oikein, kun moduulit päivitetään etäpalvelimella.
  • Ratkaisu: Toteuta sisältöön perustuva hajautus ja välimuistin tyhjennystekniikoita pakottaaksesi selaimen hakemaan moduulin uusimman version.
• Välimuistin kokorajoitukset:
  • Haaste: Ajonaikainen välimuisti voi kasvaa loputtomiin ja kuluttaa liikaa resursseja.
  • Ratkaisu: Toteuta välimuistin vanhentumiskäytäntöjä estääksesi välimuistin kasvamisen liian suureksi.
• Ristiinalkuperäongelmat (cross-origin):
  • Haaste: Ristiinalkuperärajoitusten käsittely ladattaessa moduuleja eri verkkotunnuksista.
  • Ratkaisu: Konfiguroi CORS (Cross-Origin Resource Sharing) etäpalvelimella sallimaan pyynnöt isäntäsovelluksen verkkotunnuksesta.
• Versioristiriidat:
  • Haaste: Varmistaminen, että isäntä- ja etäsovellukset käyttävät yhteensopivia versioita jaetuista riippuvuuksista.
  • Ratkaisu: Hallitse jaettuja riippuvuuksia huolellisesti webpackin shared-konfiguraatiolla ja valvo versioyhteensopivuutta requiredVersion-ominaisuudella.

Yhteenveto

Ajonaikainen välimuisti on kriittinen osa JavaScript Module Federation -sovellusten optimointia. Hyödyntämällä välimuistimekanismeja voit merkittävästi parantaa suorituskykyä, vähentää verkkoliikennettä ja tehostaa käyttäjäkokemusta. Ymmärtämällä tässä oppaassa esitetyt käsitteet ja parhaat käytännöt voit tehokkaasti toteuttaa ajonaikaisen välimuistin Module Federation -asetuksissasi ja rakentaa suorituskykyisiä, skaalautuvia ja vikasietoisia mikrofrontend-arkkitehtuureja. Module Federationin jatkaessa kehittymistään on olennaista pysyä ajan tasalla uusimmista välimuistitekniikoista ja -strategioista, jotta tämän tehokkaan teknologian hyödyt voidaan maksimoida. Tähän sisältyy jaettujen riippuvuuksien hallinnan, välimuistin mitätöintistrategioiden ja Service Workerien käytön edistyneissä välimuistitapauksissa olevien vivahteiden ymmärtäminen. Välimuistin suorituskyvyn jatkuva seuranta ja välimuististrategioiden mukauttaminen sovelluksesi muuttuviin tarpeisiin on avainasemassa sujuvan ja reagoivan käyttäjäkokemuksen varmistamisessa. Module Federation yhdistettynä tehokkaaseen ajonaikaiseen välimuistiin antaa kehitystiimeille mahdollisuuden rakentaa monimutkaisia ja skaalautuvia sovelluksia suuremmalla joustavuudella ja tehokkuudella, mikä johtaa lopulta parempiin liiketoiminnallisiin tuloksiin.