Micro-Frontend Frontend : Maîtriser l'Architecture de la Fédération de Modules

Dans le paysage en rapide évolution du développement web actuel, la construction et la maintenance d'applications frontend à grande échelle peuvent devenir de plus en plus complexes. Les architectures monolithiques traditionnelles entraînent souvent des problèmes tels que le gonflement du code, des temps de compilation lents et des difficultés de déploiement indépendant. Les micro-frontends offrent une solution en décomposant le frontend en morceaux plus petits et plus gérables. Cet article explore la Fédération de Modules, une technique puissante pour implémenter des micro-frontends, en examinant ses avantages, son architecture et ses stratégies d'implémentation pratiques.

Qu'est-ce que les Micro-Frontends ?

Les micro-frontends sont un style architectural où une application frontend est décomposée en unités plus petites, indépendantes et déployables. Chaque micro-frontend est généralement détenu par une équipe distincte, permettant une plus grande autonomie et des cycles de développement plus rapides. Cette approche reflète l'architecture des microservices couramment utilisée côté backend.

Les caractéristiques clés des micro-frontends comprennent :

• Déployabilité Indépendante : Chaque micro-frontend peut être déployé indépendamment sans affecter d'autres parties de l'application.
• Autonomie de l'Équipe : Différentes équipes peuvent posséder et développer différents micro-frontends en utilisant leurs technologies et flux de travail préférés.
• Diversité Technologique : Les micro-frontends peuvent être construits à l'aide de différents frameworks et bibliothèques, permettant aux équipes de choisir les meilleurs outils pour le travail.
• Isolation : Les micro-frontends doivent être isolés les uns des autres pour éviter les défaillances en cascade et assurer la stabilité.

Pourquoi Utiliser les Micro-Frontends ?

L'adoption d'une architecture de micro-frontends offre plusieurs avantages significatifs, en particulier pour les applications grandes et complexes :

• Évolutivité Améliorée : La décomposition du frontend en petites unités facilite la mise à l'échelle de l'application selon les besoins.
• Cycles de Développement plus Rapides : Les équipes indépendantes peuvent travailler en parallèle, ce qui entraîne des cycles de développement et de publication plus rapides.
• Autonomie d'Équipe Accrue : Les équipes ont plus de contrôle sur leur code et peuvent prendre des décisions indépendamment.
• Maintenance plus Facile : Les bases de code plus petites sont plus faciles à maintenir et à déboguer.
• Agnostique Technologique : Les équipes peuvent choisir les meilleures technologies pour leurs besoins spécifiques, permettant l'innovation et l'expérimentation.
• Risque Réduit : Les déploiements sont plus petits et plus fréquents, réduisant le risque de défaillances à grande échelle.

Introduction à la Fédération de Modules

La Fédération de Modules est une fonctionnalité introduite dans Webpack 5 qui permet aux applications JavaScript de charger dynamiquement du code provenant d'autres applications à l'exécution. Cela permet la création de micro-frontends véritablement indépendants et composables. Au lieu de tout intégrer dans un seul bundle, la Fédération de Modules permet à différentes applications de partager et de consommer le code des modules des autres comme s'il s'agissait de dépendances locales.

Contrairement aux approches traditionnelles des micro-frontends qui s'appuient sur des iframes ou des web components, la Fédération de Modules offre une expérience plus fluide et intégrée pour l'utilisateur. Elle évite la surcharge de performance et la complexité associées à ces autres techniques.

Comment Fonctionne la Fédération de Modules

La Fédération de Modules fonctionne sur le concept d'« exposer » et de « consommer » des modules. Une application (l'« hôte » ou le « conteneur ») peut exposer des modules, tandis que d'autres applications (les « distants ») peuvent consommer ces modules exposés. Voici une description du processus :

1. Exposition de Modules : Un micro-frontend, configuré comme une application « distante » dans Webpack, expose certains modules (composants, fonctions, utilitaires) via un fichier de configuration. Cette configuration spécifie les modules à partager et leurs points d'entrée correspondants.
2. Consommation de Modules : Un autre micro-frontend, configuré comme une application « hôte » ou « conteneur », déclare l'application distante comme une dépendance. Il spécifie l'URL où le manifeste de fédération de modules du distant (un petit fichier JSON décrivant les modules exposés) peut être trouvé.
3. Résolution à l'Exécution : Lorsque l'application hôte doit utiliser un module de l'application distante, elle récupère dynamiquement le manifeste de fédération de modules du distant. Webpack résout ensuite la dépendance du module et charge le code requis à partir de l'application distante à l'exécution.
4. Partage de Code : La Fédération de Modules permet également le partage de code entre les applications hôtes et distantes. Si les deux applications utilisent la même version d'une dépendance partagée (par exemple, React, lodash), le code sera partagé, évitant la duplication et réduisant la taille des bundles.

Configuration de la Fédération de Modules : Un Exemple Pratique

Illustrons la Fédération de Modules avec un exemple simple impliquant deux micro-frontends : un « Catalogue de Produits » et un « Panier d'Achats ». Le Catalogue de Produits exposera un composant de liste de produits, que le Panier d'Achats consommera pour afficher les produits associés.

Structure du Projet

  
  micro-frontend-example/
    product-catalog/
      src/
        components/
          ProductList.jsx
        index.js
        webpack.config.js
    shopping-cart/
      src/
        components/
          RelatedProducts.jsx
        index.js
        webpack.config.js
  

Catalogue de Produits (Distant)

webpack.config.js

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

  module.exports = {
    // ... autres configurations webpack
    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' },
        },
      }),
    ],
  };
  

Explication :

• name : Le nom unique de l'application distante.
• filename : Le nom du fichier d'entrée qui sera exposé. Ce fichier contient le manifeste de fédération de modules.
• exposes : Définit quels modules seront exposés par cette application. Dans ce cas, nous exposons le composant `ProductList` depuis `src/components/ProductList.jsx` sous le nom `./ProductList`.
• shared : Spécifie les dépendances qui doivent être partagées entre les applications hôtes et distantes. Ceci est crucial pour éviter la duplication de code et assurer la compatibilité. `singleton: true` garantit qu'une seule instance de la dépendance partagée est chargée. `eager: true` charge la dépendance partagée initialement, ce qui peut améliorer les performances. `requiredVersion` définit la plage de versions acceptables pour la dépendance partagée.

src/components/ProductList.jsx

  
  import React from 'react';

  const ProductList = ({ products }) => (
    

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

  export default ProductList;
  

Panier d'Achats (Hôte)

webpack.config.js

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

  module.exports = {
    // ... autres configurations webpack
    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' },
        },
      }),
    ],
  };
  

Explication :

• name : Le nom unique de l'application hôte.
• remotes : Définit les applications distantes dont cette application consommera des modules. Dans ce cas, nous déclarons une application distante nommée `product_catalog` et spécifions l'URL où son fichier `remoteEntry.js` peut être trouvé. Le format est `nomDistant: 'nomDistant@urlEntreeDistante'`.
• shared : Similaire à l'application distante, l'application hôte définit également ses dépendances partagées. Cela garantit que les applications hôtes et distantes utilisent des versions compatibles des bibliothèques partagées.

src/components/RelatedProducts.jsx

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

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

    useEffect(() => {
      // Récupérer les données des produits associés (par exemple, à partir d'une API)
      const fetchProducts = async () => {
        // Remplacez par votre point d'accès API réel
        const response = await fetch('https://fakestoreapi.com/products?limit=3');
        const data = await response.json();
        setProducts(data);
      };

      fetchProducts();
    }, []);

    return (
      

        
Produits Associés
        {products.length > 0 ?  : 
Chargement...
}
      
    );
  };

  export default RelatedProducts;
  

Explication :

• import ProductList from 'product_catalog/ProductList'; Cette ligne importe le composant `ProductList` de l'application distante `product_catalog`. La syntaxe `nomDistant/nomModule` indique à Webpack de récupérer le module de l'application distante spécifiée.
• Le composant utilise ensuite le composant `ProductList` importé pour afficher les produits associés.

Exécution de l'Exemple

1. Démarrez les applications Catalogue de Produits et Panier d'Achats à l'aide de leurs serveurs de développement respectifs (par exemple, `npm start`). Assurez-vous qu'ils s'exécutent sur des ports différents (par exemple, Catalogue de Produits sur le port 3001 et Panier d'Achats sur le port 3000).
2. Naviguez vers l'application Panier d'Achats dans votre navigateur.
3. Vous devriez voir la section Produits Associés, qui est rendue par le composant `ProductList` de l'application Catalogue de Produits.

Concepts Avancés de la Fédération de Modules

Au-delà de la configuration de base, la Fédération de Modules offre plusieurs fonctionnalités avancées qui peuvent améliorer votre architecture de micro-frontends :

Partage et Versionnement de Code

Comme démontré dans l'exemple, la Fédération de Modules permet le partage de code entre les applications hôtes et distantes. Ceci est réalisé grâce à l'option de configuration `shared` dans Webpack. En spécifiant les dépendances partagées, vous pouvez éviter la duplication de code et réduire la taille des bundles. Le versionnement approprié des dépendances partagées est crucial pour assurer la compatibilité et prévenir les conflits. Le versionnement sémantique (SemVer) est une norme largement utilisée pour le versionnement de logiciels, vous permettant de définir des plages de versions compatibles (par exemple, `^17.0.0` autorise toute version supérieure ou égale à 17.0.0 mais inférieure à 18.0.0).

Distants Dynamiques

Dans l'exemple précédent, l'URL distante était codée en dur dans le fichier `webpack.config.js`. Cependant, dans de nombreux scénarios réels, vous pourriez avoir besoin de déterminer dynamiquement l'URL distante à l'exécution. Cela peut être réalisé en utilisant une configuration distante basée sur une promesse :

  
  // webpack.config.js
  remotes: {
    product_catalog: new Promise(resolve => {
      // Récupérer l'URL distante à partir d'un fichier de configuration ou d'une API
      fetch('/config.json')
        .then(response => response.json())
        .then(config => {
          const remoteUrl = config.productCatalogUrl;
          resolve(`product_catalog@${remoteUrl}/remoteEntry.js`);
        });
    }),
  },
  

Cela vous permet de configurer l'URL distante en fonction de l'environnement (par exemple, développement, staging, production) ou d'autres facteurs.

Chargement Asynchrone de Modules

La Fédération de Modules prend en charge le chargement asynchrone de modules, vous permettant de charger des modules à la demande. Cela peut améliorer le temps de chargement initial de votre application en différant le chargement des modules non critiques.

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

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

  const RelatedProducts = () => {
    return (
      

        
Produits Associés
        Chargement...
}>
          
        
      
    );
  };
  

En utilisant `React.lazy` et `Suspense`, vous pouvez charger de manière asynchrone le composant `ProductList` de l'application distante. Le composant `Suspense` fournit une interface utilisateur de repli (par exemple, un indicateur de chargement) pendant le chargement du module.

Styles et Actifs Fédérés

La Fédération de Modules peut également être utilisée pour partager des styles et des actifs entre les micro-frontends. Cela peut aider à maintenir une apparence cohérente sur votre application.

Pour partager des styles, vous pouvez exposer des modules CSS ou des styled components à partir d'une application distante. Pour partager des actifs (par exemple, images, polices), vous pouvez configurer Webpack pour copier les actifs dans un emplacement partagé, puis les référencer à partir de l'application hôte.

Meilleures Pratiques pour la Fédération de Modules

Lors de la mise en œuvre de la Fédération de Modules, il est important de suivre les meilleures pratiques pour assurer une architecture réussie et maintenable :

• Définir des Limites Claires : Définissez clairement les limites entre les micro-frontends pour éviter un couplage fort et assurer la déployabilité indépendante.
• Établir des Protocoles de Communication : Définissez des protocoles de communication clairs entre les micro-frontends. Envisagez d'utiliser des bus d'événements, des bibliothèques de gestion d'état partagées ou des API personnalisées.
• Gérer Soigneusement les Dépendances Partagées : Gérez soigneusement les dépendances partagées pour éviter les conflits de version et assurer la compatibilité. Utilisez le versionnement sémantique et envisagez d'utiliser un outil de gestion des dépendances comme npm ou yarn.
• Mettre en Œuvre une Gestion Robuste des Erreurs : Mettez en œuvre une gestion robuste des erreurs pour éviter les défaillances en cascade et assurer la stabilité de votre application.
• Surveiller les Performances : Surveillez les performances de vos micro-frontends pour identifier les goulots d'étranglement et optimiser les performances.
• Automatiser les Déploiements : Automatisez le processus de déploiement pour assurer des déploiements cohérents et fiables.
• Utiliser un Style de Codage Cohérent : Appliquez un style de codage cohérent à tous les micro-frontends pour améliorer la lisibilité et la maintenabilité. Des outils comme ESLint et Prettier peuvent aider à cela.
• Documenter Votre Architecture : Documentez votre architecture de micro-frontends pour vous assurer que tous les membres de l'équipe comprennent le système et son fonctionnement.

Fédération de Modules vs. Autres Approches de Micro-Frontends

Bien que la Fédération de Modules soit une technique puissante pour implémenter des micro-frontends, ce n'est pas la seule approche. D'autres méthodes populaires incluent :

• Iframes : Les Iframes offrent une isolation forte entre les micro-frontends, mais elles peuvent être difficiles à intégrer de manière transparente et peuvent avoir une surcharge de performance.
• Web Components : Les Web Components vous permettent de créer des éléments d'interface utilisateur réutilisables qui peuvent être utilisés dans différents micro-frontends. Cependant, leur mise en œuvre peut être plus complexe que la Fédération de Modules.
• Intégration au Moment de la Compilation : Cette approche implique la compilation de tous les micro-frontends dans une seule application au moment de la compilation. Bien qu'elle puisse simplifier le déploiement, elle réduit l'autonomie des équipes et augmente le risque de conflits.
• Single-SPA : Single-SPA est un framework qui vous permet de combiner plusieurs applications monopage en une seule application. Il offre une approche plus flexible que l'intégration au moment de la compilation, mais peut être plus complexe à configurer.

Le choix de l'approche à utiliser dépend des exigences spécifiques de votre application et de la taille et de la structure de votre équipe. La Fédération de Modules offre un bon équilibre entre flexibilité, performance et facilité d'utilisation, ce qui en fait un choix populaire pour de nombreux projets.

Exemples Réels de Fédération de Modules

Bien que les implémentations spécifiques des entreprises soient souvent confidentielles, les principes généraux de la Fédération de Modules sont appliqués dans diverses industries et scénarios. Voici quelques exemples potentiels :

• Plateformes E-commerce : Une plateforme e-commerce pourrait utiliser la Fédération de Modules pour séparer différentes sections du site web, telles que le catalogue de produits, le panier d'achats, le processus de paiement et la gestion du compte utilisateur, en micro-frontends distincts. Cela permet à différentes équipes de travailler sur ces sections indépendamment et de déployer des mises à jour sans affecter le reste de la plateforme. Par exemple, une équipe en Allemagne pourrait se concentrer sur le catalogue de produits tandis qu'une équipe en Inde gère le panier d'achats.
• Applications de Services Financiers : Une application de services financiers pourrait utiliser la Fédération de Modules pour isoler des fonctionnalités sensibles, telles que les plateformes de trading et la gestion de compte, dans des micro-frontends distincts. Cela améliore la sécurité et permet une auditabilité indépendante de ces composants critiques. Imaginez une équipe à Londres spécialisée dans les fonctionnalités de la plateforme de trading et une autre équipe à New York s'occupant de la gestion de compte.
• Systèmes de Gestion de Contenu (CMS) : Un CMS pourrait utiliser la Fédération de Modules pour permettre aux développeurs de créer et de déployer des modules personnalisés sous forme de micro-frontends. Cela offre une plus grande flexibilité et personnalisation aux utilisateurs du CMS. Une équipe au Japon pourrait créer un module de galerie d'images spécialisé, tandis qu'une équipe au Brésil crée un éditeur de texte avancé.
• Applications de Santé : Une application de santé pourrait utiliser la Fédération de Modules pour intégrer différents systèmes, tels que les dossiers médicaux électroniques (DME), les portails patients et les systèmes de facturation, en tant que micro-frontends distincts. Cela améliore l'interopérabilité et permet une intégration plus facile de nouveaux systèmes. Par exemple, une équipe au Canada pourrait intégrer un nouveau module de télésanté, tandis qu'une équipe en Australie se concentre sur l'amélioration de l'expérience du portail patient.

Conclusion

La Fédération de Modules offre une approche puissante et flexible pour implémenter des micro-frontends. En permettant aux applications de charger dynamiquement du code les unes des autres à l'exécution, elle permet la création d'architectures frontend véritablement indépendantes et composables. Bien qu'elle nécessite une planification et une mise en œuvre minutieuses, les avantages d'une évolutivité accrue, de cycles de développement plus rapides et d'une plus grande autonomie d'équipe en font un choix convaincant pour les applications web grandes et complexes. Alors que le paysage du développement web continue d'évoluer, la Fédération de Modules est appelée à jouer un rôle de plus en plus important dans le façonnement de l'avenir de l'architecture frontend.

En comprenant les concepts et les meilleures pratiques décrits dans cet article, vous pouvez exploiter la Fédération de Modules pour créer des applications frontend évolutives, maintenables et innovantes qui répondent aux exigences du monde numérique actuel en évolution rapide.