JavaScript Module Federation: Syväsukellus ajonaikaiseen riippuvuuksien ratkaisuun

Module Federation, Webpack 5:n esittelemä ominaisuus, on mullistanut tavan, jolla rakennamme mikro-frontend-arkkitehtuureja. Se mahdollistaa erikseen käännettyjen ja käyttöön otettujen sovellusten (tai sovellusten osien) koodin ja riippuvuuksien jakamisen ajonaikaisesti. Vaikka peruskonsepti on suhteellisen yksinkertainen, ajonaikaisen riippuvuuksien ratkaisun hienouksien hallitseminen on ratkaisevan tärkeää vankkojen, skaalautuvien ja ylläpidettävien järjestelmien rakentamisessa. Tämä kattava opas syventyy Module Federationin ajonaikaiseen riippuvuuksien ratkaisuun ja tutkii erilaisia tekniikoita, haasteita ja parhaita käytäntöjä.

Ajonaikaisen riippuvuuksien ratkaisun ymmärtäminen

Perinteinen JavaScript-sovelluskehitys perustuu usein kaikkien riippuvuuksien niputtamiseen yhteen monoliittiseen pakettiin. Module Federation sen sijaan antaa sovellusten käyttää moduuleja muista sovelluksista (etämoduuleista) ajonaikaisesti. Tämä luo tarpeen mekanismille, joka ratkaisee nämä riippuvuudet dynaamisesti. Ajonaikainen riippuvuuksien ratkaisu on prosessi, jossa vaaditut riippuvuudet tunnistetaan, paikannetaan ja ladataan, kun moduulia pyydetään sovelluksen suorituksen aikana.

Kuvitellaan tilanne, jossa on kaksi mikro-frontendiä: ProductCatalog ja ShoppingCart. ProductCatalog saattaa paljastaa komponentin nimeltä ProductCard, jota ShoppingCart haluaa käyttää tuotteiden näyttämiseen ostoskorissa. Module Federationin avulla ShoppingCart voi dynaamisesti ladata ProductCard-komponentin ProductCatalog-sovelluksesta ajonaikaisesti. Ajonaikainen riippuvuuksien ratkaisumekanismi varmistaa, että kaikki ProductCard-komponentin vaatimat riippuvuudet (esim. käyttöliittymäkirjastot, apufunktiot) ladataan myös oikein.

Keskeiset käsitteet ja komponentit

Ennen tekniikoihin syventymistä, määritellään muutamia keskeisiä käsitteitä:

• Isäntä (Host): Sovellus, joka käyttää etämoduuleja. Esimerkissämme ShoppingCart on isäntä.
• Etäsovellus (Remote): Sovellus, joka paljastaa moduuleja muiden sovellusten käyttöön. Esimerkissämme ProductCatalog on etäsovellus.
• Jaettu laajuus (Shared Scope): Mekanismi riippuvuuksien jakamiseen isännän ja etäsovellusten välillä. Tämä varmistaa, että molemmat sovellukset käyttävät samaa versiota riippuvuudesta, mikä estää ristiriitoja.
• Etäsovelluksen aloituspiste (Remote Entry): Tiedosto (yleensä JavaScript-tiedosto), joka paljastaa luettelon moduuleista, jotka ovat saatavilla etäsovelluksesta.
• Webpackin `ModuleFederationPlugin`: Ydinlisäosa, joka mahdollistaa Module Federationin. Se konfiguroi isäntä- ja etäsovellukset, määrittelee jaetut laajuudet ja hallitsee etämoduulien lataamista.

Tekniikat ajonaikaiseen riippuvuuksien ratkaisuun

Module Federationissa voidaan käyttää useita tekniikoita ajonaikaiseen riippuvuuksien ratkaisuun. Tekniikan valinta riippuu sovelluksesi erityisvaatimuksista ja riippuvuuksien monimutkaisuudesta.

1. Implisiittinen riippuvuuksien jakaminen

Yksinkertaisin lähestymistapa on luottaa `ModuleFederationPlugin`-konfiguraation `shared`-optioon. Tämän option avulla voit määrittää luettelon riippuvuuksista, jotka tulisi jakaa isännän ja etäsovellusten välillä. Webpack hallitsee automaattisesti näiden jaettujen riippuvuuksien versiointia ja lataamista.

Esimerkki:

Sekä ProductCatalog- (etäsovellus) että ShoppingCart-sovelluksessa (isäntä) voisi olla seuraava konfiguraatio:

  
    new ModuleFederationPlugin({
      // ... muut konfiguraatiot
      shared: {
        react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        // ... muut jaetut riippuvuudet
      },
    })
  

Tässä esimerkissä `react` ja `react-dom` on määritetty jaetuiksi riippuvuuksiksi. `singleton: true` -optio varmistaa, että kustakin riippuvuudesta ladataan vain yksi instanssi, mikä estää ristiriitoja. `eager: true` -optio lataa riippuvuuden etukäteen, mikä voi joissakin tapauksissa parantaa suorituskykyä. `requiredVersion`-optio määrittelee riippuvuuden vähimmäisversion.

Edut:

• Helppo toteuttaa.
• Webpack hoitaa versioinnin ja lataamisen automaattisesti.

Haitat:

• Voi johtaa tarpeettomaan riippuvuuksien lataamiseen, jos kaikki etäsovellukset eivät vaadi samoja riippuvuuksia.
• Vaatii huolellista suunnittelua ja koordinointia sen varmistamiseksi, että kaikki sovellukset käyttävät yhteensopivia versioita jaetuista riippuvuuksista.

2. Eksplisiittinen riippuvuuksien lataaminen `import()`-funktiolla

Hienojakoisempaa riippuvuuksien lataamisen hallintaa varten voit käyttää `import()`-funktiota etämoduulien dynaamiseen lataamiseen. Tämä mahdollistaa riippuvuuksien lataamisen vain silloin, kun niitä todella tarvitaan.

Esimerkki:

ShoppingCart-sovelluksessa (isäntä) voisi olla seuraava koodi:

  
    async function loadProductCard() {
      try {
        const ProductCard = await import('ProductCatalog/ProductCard');
        // Käytä ProductCard-komponenttia
        return ProductCard;
      } catch (error) {
        console.error('ProductCardin lataaminen epäonnistui', error);
        // Käsittele virhe siististi
        return null;
      }
    }

    loadProductCard();
  

Tämä koodi käyttää `import('ProductCatalog/ProductCard')` -kutsua ladatakseen ProductCard-komponentin ProductCatalog-etäsovelluksesta. `await`-avainsana varmistaa, että komponentti ladataan ennen sen käyttöä. `try...catch`-lohko käsittelee mahdolliset virheet latausprosessin aikana.

Edut:

• Parempi hallinta riippuvuuksien lataamisessa.
• Vähentää etukäteen ladattavan koodin määrää.
• Mahdollistaa riippuvuuksien laiskalatauksen (lazy loading).

Haitat:

• Vaatii enemmän koodia toteutukseen.
• Voi aiheuttaa viivettä, jos riippuvuudet ladataan liian myöhään.
• Vaatii huolellista virheenkäsittelyä sovelluksen kaatumisen estämiseksi.

3. Versionhallinta ja semanttinen versiointi

Kriittinen osa ajonaikaista riippuvuuksien ratkaisua on jaettujen riippuvuuksien eri versioiden hallinta. Semanttinen versiointi (SemVer) tarjoaa standardoidun tavan määrittää yhteensopivuus riippuvuuden eri versioiden välillä.

`ModuleFederationPlugin`-lisäosan `shared`-konfiguraatiossa voit käyttää SemVer-alueita määrittääksesi riippuvuuden hyväksyttävät versiot. Esimerkiksi `requiredVersion: '^17.0.0'` määrittää, että sovellus vaatii React-version, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 17.0.0, mutta pienempi kuin 18.0.0.

Webpackin Module Federation -lisäosa ratkaisee automaattisesti sopivan riippuvuusversion isännässä ja etäsovelluksissa määritettyjen SemVer-alueiden perusteella. Jos yhteensopivaa versiota ei löydy, heitetään virhe.

Versionhallinnan parhaat käytännöt:

• Käytä SemVer-alueita määrittääksesi riippuvuuksien hyväksyttävät versiot.
• Pidä riippuvuudet ajan tasalla hyötyäksesi virheenkorjauksista ja suorituskykyparannuksista.
• Testaa sovelluksesi perusteellisesti riippuvuuksien päivittämisen jälkeen.
• Harkitse npm-check-updates-tyyppisen työkalun käyttöä riippuvuuksien hallinnassa.

4. Asynkronisten riippuvuuksien käsittely

Jotkut riippuvuudet voivat olla asynkronisia, mikä tarkoittaa, että ne vaativat lisäaikaa latautuakseen ja alustuakseen. Esimerkiksi riippuvuus saattaa joutua hakemaan dataa etäpalvelimelta tai suorittamaan monimutkaisia laskelmia.

Asynkronisia riippuvuuksia käsiteltäessä on tärkeää varmistaa, että riippuvuus on täysin alustettu ennen sen käyttöä. Voit käyttää `async/await`-rakennetta tai Promiseja asynkronisen latauksen ja alustuksen käsittelyyn.

Esimerkki:

  
    async function initializeDependency() {
      try {
        const dependency = await import('my-async-dependency');
        await dependency.initialize(); // Olettaen, että riippuvuudella on initialize()-metodi
        return dependency;
      } catch (error) {
        console.error('Riippuvuuden alustus epäonnistui', error);
        // Käsittele virhe siististi
        return null;
      }
    }

    async function useDependency() {
      const myDependency = await initializeDependency();
      if (myDependency) {
        // Käytä riippuvuutta
        myDependency.doSomething();
      }
    }

    useDependency();
  

Tämä koodi lataa ensin asynkronisen riippuvuuden käyttämällä `import()`-funktiota. Sitten se kutsuu riippuvuuden `initialize()`-metodia varmistaakseen, että se on täysin alustettu. Lopuksi se käyttää riippuvuutta suorittamaan jonkin tehtävän.

5. Edistyneet skenaariot: Riippuvuusversioiden ristiriidat ja ratkaisustrategiat

Monimutkaisissa mikro-frontend-arkkitehtuureissa on yleistä kohdata tilanteita, joissa eri mikro-frontendit vaativat saman riippuvuuden eri versioita. Tämä voi johtaa riippuvuusristiriitoihin ja ajonaikaisiin virheisiin. Näiden haasteiden ratkaisemiseksi voidaan käyttää useita strategioita:

• Versiointialiakset: Luo Webpack-konfiguraatioihin aliaksia, joilla yhdistetään eri versio-vaatimukset yhteen yhteensopivaan versioon. Tämä vaatii huolellista testausta yhteensopivuuden varmistamiseksi.
• Shadow DOM: Kapseloi jokainen mikro-frontend Shadow DOM:iin eristääksesi sen riippuvuudet. Tämä estää ristiriitoja, mutta voi tuoda monimutkaisuutta kommunikointiin ja tyylittelyyn.
• Riippuvuuksien eristäminen: Toteuta mukautettu riippuvuuksien ratkaisulogiikka ladataksesi riippuvuuden eri versioita kontekstin perusteella. Tämä on monimutkaisin lähestymistapa, mutta tarjoaa suurimman joustavuuden.

Esimerkki: Versiointialiakset

Oletetaan, että Mikro-frontend A vaatii React-version 16 ja Mikro-frontend B vaatii React-version 17. Yksinkertaistettu webpack-konfiguraatio voisi näyttää tältä Mikro-frontend A:lle:

  
    resolve: {
        alias: {
            'react': path.resolve(__dirname, 'node_modules/react-16') //Olettaen, että React 16 on saatavilla tässä projektissa
        }
    }
  

Ja vastaavasti Mikro-frontend B:lle:

  
    resolve: {
        alias: {
            'react': path.resolve(__dirname, 'node_modules/react-17') //Olettaen, että React 17 on saatavilla tässä projektissa
        }
    }
  

Tärkeitä huomioita versiointialiaksista: Tämä lähestymistapa vaatii tiukkaa testausta. Varmista, että eri mikro-frontendien komponentit toimivat oikein yhdessä, vaikka ne käyttäisivätkin hieman eri versioita jaetuista riippuvuuksista.

Parhaat käytännöt Module Federationin riippuvuuksien hallintaan

Tässä on joitakin parhaita käytäntöjä riippuvuuksien hallintaan Module Federation -ympäristössä:

• Minimoi jaetut riippuvuudet: Jaa vain ehdottoman välttämättömät riippuvuudet. Liian monen riippuvuuden jakaminen voi lisätä sovelluksesi monimutkaisuutta ja vaikeuttaa sen ylläpitoa.
• Käytä semanttista versiointia: Käytä SemVeriä määrittämään riippuvuuksien hyväksyttävät versiot. Tämä auttaa varmistamaan, että sovelluksesi on yhteensopiva eri riippuvuusversioiden kanssa.
• Pidä riippuvuudet ajan tasalla: Pidä riippuvuudet ajan tasalla hyötyäksesi virheenkorjauksista ja suorituskykyparannuksista.
• Testaa perusteellisesti: Testaa sovelluksesi perusteellisesti tehtyäsi muutoksia riippuvuuksiin.
• Seuraa riippuvuuksia: Seuraa riippuvuuksia tietoturvahaavoittuvuuksien ja suorituskykyongelmien varalta. Työkalut, kuten Snyk ja Dependabot, voivat auttaa tässä.
• Määritä selkeä omistajuus: Määritä selkeä omistajuus jaetuille riippuvuuksille. Tämä auttaa varmistamaan, että riippuvuudet pidetään asianmukaisesti yllä ja päivitetään.
• Keskitetty riippuvuuksien hallinta: Harkitse keskitetyn riippuvuuksien hallintajärjestelmän käyttöä hallitaksesi riippuvuuksia kaikissa mikro-frontendeissä. Tämä voi auttaa varmistamaan johdonmukaisuuden ja estämään ristiriitoja. Työkalut, kuten yksityinen npm-rekisteri tai mukautettu riippuvuuksien hallintajärjestelmä, voivat olla hyödyllisiä.
• Dokumentoi kaikki: Dokumentoi selkeästi kaikki jaetut riippuvuudet ja niiden versiot. Tämä auttaa kehittäjiä ymmärtämään riippuvuudet ja välttämään ristiriitoja.

Virheenjäljitys ja vianmääritys

Ajonaikaiset riippuvuuksien ratkaisuongelmat voivat olla haastavia selvittää. Tässä on joitakin vinkkejä yleisten ongelmien vianmääritykseen:

• Tarkista konsoli: Etsi virheilmoituksia selaimen konsolista. Nämä viestit voivat antaa vihjeitä ongelman syystä.
• Käytä Webpackin Devtoolia: Käytä Webpackin devtool-optiota lähdekarttojen (source maps) luomiseen. Tämä helpottaa koodin virheenjäljitystä.
• Tarkastele verkkoliikennettä: Käytä selaimen kehittäjätyökaluja verkkoliikenteen tarkasteluun. Tämä voi auttaa sinua tunnistamaan, mitkä riippuvuudet ladataan ja milloin.
• Käytä Module Federation Visualizeria: Työkalut, kuten Module Federation Visualizer, voivat auttaa sinua visualisoimaan riippuvuusgraafin ja tunnistamaan mahdollisia ongelmia.
• Yksinkertaista konfiguraatiota: Yritä yksinkertaistaa Module Federation -konfiguraatiota ongelman eristämiseksi.
• Tarkista versiot: Varmista, että jaettujen riippuvuuksien versiot ovat yhteensopivia isännän ja etäsovellusten välillä.
• Tyhjennä välimuisti: Tyhjennä selaimen välimuisti ja yritä uudelleen. Joskus välimuistiin tallennetut riippuvuusversiot voivat aiheuttaa ongelmia.
• Tutustu dokumentaatioon: Katso Webpackin dokumentaatiosta lisätietoja Module Federationista.
• Yhteisön tuki: Hyödynnä verkkoresursseja ja yhteisöfoorumeita avun saamiseksi. Alustat, kuten Stack Overflow ja GitHub, tarjoavat arvokasta vianmääritysohjeistusta.

Tosielämän esimerkit ja tapaustutkimukset

Useat suuret organisaatiot ovat onnistuneesti ottaneet Module Federationin käyttöön mikro-frontend-arkkitehtuurien rakentamisessa. Esimerkkejä ovat:

• Spotify: Käyttää Module Federationia verkkosoittimensa ja työpöytäsovelluksensa rakentamiseen.
• Netflix: Käyttää Module Federationia käyttöliittymänsä rakentamiseen.
• IKEA: Käyttää Module Federationia verkkokauppa-alustansa rakentamiseen.

Nämä yritykset ovat raportoineet merkittävistä hyödyistä Module Federationin käytöstä, mukaan lukien:

• Parantunut kehitysnopeus.
• Lisääntynyt skaalautuvuus.
• Vähentynyt monimutkaisuus.
• Tehostunut ylläpidettävyys.

Esimerkiksi globaali verkkokauppayritys, joka myy tuotteita useilla alueilla. Jokaisella alueella voi olla oma mikro-frontend, joka vastaa tuotteiden näyttämisestä paikallisella kielellä ja valuutalla. Module Federation mahdollistaa näiden mikro-frontendien yhteisten komponenttien ja riippuvuuksien jakamisen säilyttäen samalla niiden itsenäisyyden ja autonomian. Tämä voi merkittävästi lyhentää kehitysaikaa ja parantaa yleistä käyttökokemusta.

Module Federationin tulevaisuus

Module Federation on nopeasti kehittyvä teknologia. Tulevaisuuden kehitykseen kuuluu todennäköisesti:

• Parempi tuki palvelinpuolen renderöinnille (server-side rendering).
• Edistyneemmät riippuvuuksien hallintaominaisuudet.
• Parempi integraatio muiden rakennustyökalujen kanssa.
• Parannetut tietoturvaominaisuudet.

Module Federationin kypsyessä siitä tulee todennäköisesti entistä suositumpi valinta mikro-frontend-arkkitehtuurien rakentamiseen.

Yhteenveto

Ajonaikainen riippuvuuksien ratkaisu on kriittinen osa Module Federationia. Ymmärtämällä erilaisia tekniikoita ja parhaita käytäntöjä voit rakentaa vakaita, skaalautuvia ja ylläpidettäviä mikro-frontend-arkkitehtuureja. Vaikka alkuasetus saattaa vaatia opettelua, Module Federationin pitkän aikavälin hyödyt, kuten lisääntynyt kehitysnopeus ja vähentynyt monimutkaisuus, tekevät siitä kannattavan investoinnin. Hyväksy Module Federationin dynaaminen luonne ja jatka sen ominaisuuksien tutkimista sen kehittyessä. Iloista koodausta!