Microservices Frontend : Stratégies de Découverte de Services et de Communication

L'architecture microservices a révolutionné le développement backend, permettant aux équipes de construire des services évolutifs, résilients et déployables indépendamment. Désormais, ce modèle architectural est de plus en plus adopté côté frontend, donnant naissance aux microservices frontend, également connus sous le nom de micro frontends. Cet article aborde les aspects cruciaux de la découverte de services et de la communication au sein d'une architecture de microservices frontend.

Que sont les Microservices Frontend ?

Les microservices frontend (ou micro frontends) sont une approche architecturale où une application frontend est décomposée en unités plus petites, déployables et maintenables indépendamment. Chaque micro frontend est généralement géré par une équipe distincte, ce qui permet une plus grande autonomie, des cycles de développement plus rapides et une mise à l'échelle plus facile. Contrairement aux frontends monolithiques, où toutes les fonctionnalités sont étroitement couplées, les micro frontends favorisent la modularité et le découplage.

Avantages des Microservices Frontend :

• Déploiement Indépendant : Les équipes peuvent déployer leurs micro frontends sans affecter les autres parties de l'application, réduisant les risques de déploiement et permettant des itérations plus rapides.
• Diversité Technologique : Chaque équipe peut choisir la meilleure pile technologique pour son micro frontend spécifique, permettant l'expérimentation et l'innovation.
• Scalabilité Améliorée : Les micro frontends peuvent être mis à l'échelle indépendamment en fonction de leurs besoins spécifiques, optimisant l'utilisation des ressources.
• Autonomie Accrue des Équipes : Les équipes ont une pleine responsabilité de leurs micro frontends, ce qui entraîne une autonomie accrue et une prise de décision plus rapide.
• Maintenance Facilitée : Les bases de code plus petites sont plus faciles à maintenir et à comprendre, réduisant le risque d'introduire des bugs.

Défis des Microservices Frontend :

• Complexité Accrue : La gestion de plusieurs micro frontends peut être plus complexe que la gestion d'un seul frontend monolithique.
• Découverte et Communication des Services : La mise en œuvre de mécanismes efficaces de découverte de services et de communication est cruciale pour le succès d'une architecture de micro frontends.
• Composants Partagés : La gestion des composants partagés et des dépendances entre les micro frontends peut être difficile.
• Optimisation des Performances : L'optimisation des performances à travers plusieurs micro frontends nécessite une attention particulière aux stratégies de chargement et aux mécanismes de transfert de données.
• Tests d'Intégration : Les tests d'intégration peuvent être plus complexes dans une architecture de micro frontends, car ils nécessitent de tester l'interaction entre plusieurs unités indépendantes.

Découverte de Services dans les Microservices Frontend

La découverte de services est le processus de localisation et de connexion automatique aux services dans un système distribué. Dans une architecture de microservices frontend, la découverte de services est essentielle pour permettre aux micro frontends de communiquer entre eux et avec les services backend. Il existe plusieurs approches de découverte de services dans les microservices frontend, chacune avec ses propres avantages et inconvénients.

Approches de Découverte de Services :

1. Configuration Statique :

Dans cette approche, l'emplacement de chaque micro frontend est codé en dur dans un fichier de configuration ou une variable d'environnement. C'est l'approche la plus simple, mais aussi la moins flexible. Si l'emplacement d'un micro frontend change, vous devez mettre à jour le fichier de configuration et redéployer l'application.

Exemple :

            const microFrontendConfig = {
  "productCatalog": "https://product-catalog.example.com",
  "shoppingCart": "https://shopping-cart.example.com",
  "userProfile": "https://user-profile.example.com"
};

            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Simple à implémenter.

Inconvénients :

• Non évolutif.
• Nécessite un redéploiement pour les changements de configuration.
• Non résilient aux défaillances.

2. Découverte de Services Basée sur DNS :

Cette approche utilise le DNS pour résoudre l'emplacement des micro frontends. Chaque micro frontend se voit attribuer un enregistrement DNS, et les clients peuvent utiliser des requêtes DNS pour découvrir son emplacement. Cette approche est plus flexible que la configuration statique, car vous pouvez mettre à jour les enregistrements DNS sans redéployer l'application.

Exemple :

En supposant que vous ayez configuré des enregistrements DNS comme suit :

• product-catalog.microfrontends.example.com IN A 192.0.2.10
• shopping-cart.microfrontends.example.com IN A 192.0.2.11

Votre code frontend pourrait ressembler à ceci :

            const microFrontendUrls = {
  "productCatalog": `http://${new URL("product-catalog.microfrontends.example.com").hostname}`,
  "shoppingCart": `http://${new URL("shopping-cart.microfrontends.example.com").hostname}`
};

            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Plus flexible que la configuration statique.
• Peut être intégré à l'infrastructure DNS existante.

Inconvénients :

• Nécessite la gestion des enregistrements DNS.
• Les changements peuvent prendre du temps à se propager.
• Repose sur la disponibilité de l'infrastructure DNS.

3. Registre de Services :

Cette approche utilise un registre de services dédié pour stocker l'emplacement des micro frontends. Les micro frontends s'enregistrent auprès du registre de services lors de leur démarrage, et les clients peuvent interroger le registre de services pour découvrir leur emplacement. C'est l'approche la plus dynamique et la plus résiliente, car le registre de services peut détecter et supprimer automatiquement les micro frontends non sains.

Les registres de services populaires incluent :

• Consul
• Eureka
• etcd
• ZooKeeper

Exemple (avec Consul) :

Premièrement, un micro frontend s'enregistre auprès de Consul au démarrage. Cela implique généralement de fournir le nom du micro frontend, son adresse IP, son port et toute autre métadonnée pertinente.

            // Exemple utilisant Node.js et la librairie 'node-consul'
const consul = require('consul')({
  host: 'consul.example.com', // Adresse du serveur Consul
  port: 8500
});

const serviceRegistration = {
  name: 'product-catalog',
  id: 'product-catalog-1',
  address: '192.168.1.10',
  port: 3000,
  check: {
    http: 'http://192.168.1.10:3000/health',
    interval: '10s',
    timeout: '5s'
  }
};

consul.agent.service.register(serviceRegistration, function(err) {
  if (err) throw err;
  console.log('Enregistré auprès de Consul');
});
            

              
                Copy
              
            
          

Ensuite, d'autres micro frontends ou l'application principale peuvent interroger Consul pour découvrir l'emplacement du service de catalogue de produits.

            consul.agent.service.list(function(err, result) {
  if (err) throw err;
  const productCatalogService = Object.values(result).find(service => service.Service === 'product-catalog');

  if (productCatalogService) {
    const productCatalogUrl = `http://${productCatalogService.Address}:${productCatalogService.Port}`;
    console.log('URL du Catalogue de Produits :', productCatalogUrl);
  } else {
    console.log('Service de Catalogue de Produits non trouvé');
  }
});
            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Hautement dynamique et résilient.
• Prend en charge les vérifications de santé et le basculement automatique.
• Fournit un point de contrôle centralisé pour la gestion des services.

Inconvénients :

• Nécessite le déploiement et la gestion d'un registre de services.
• Ajoute de la complexité à l'architecture.

4. Passerelle API :

Une passerelle API agit comme un point d'entrée unique pour toutes les requêtes vers les services backend. Elle peut gérer la découverte de services, le routage, l'authentification et l'autorisation. Dans le contexte des microservices frontend, la passerelle API peut être utilisée pour router les requêtes vers le micro frontend approprié en fonction du chemin URL ou d'autres critères. La passerelle API abstrait la complexité des services individuels du client. Des entreprises comme Netflix et Amazon utilisent extensivement les passerelles API.

Exemple :

Imaginons que vous utilisiez un proxy inverse comme Nginx en tant que passerelle API. Vous pouvez configurer Nginx pour router les requêtes vers différents micro frontends en fonction du chemin URL.

            # configuration nginx

http {
  upstream product_catalog {
    server product-catalog.example.com:8080;
  }

  upstream shopping_cart {
    server shopping-cart.example.com:8081;
  }

  server {
    listen 80;

    location /product-catalog/ {
      proxy_pass http://product_catalog/;
    }

    location /shopping-cart/ {
      proxy_pass http://shopping_cart/;
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dans cette configuration, les requêtes vers `/product-catalog/*` sont routées vers l'upstream `product_catalog`, et les requêtes vers `/shopping-cart/*` sont routées vers l'upstream `shopping_cart`. Les blocs upstream définissent les serveurs backend qui gèrent les requêtes.

Avantages :

• Point d'entrée centralisé pour toutes les requêtes.
• Gère le routage, l'authentification et l'autorisation.
• Simplifie la découverte de services pour les clients.

Inconvénients :

• Peut devenir un goulot d'étranglement si elle n'est pas correctement mise à l'échelle.
• Ajoute de la complexité à l'architecture.
• Nécessite une configuration et une gestion minutieuses.

5. Backend for Frontend (BFF) :

Le modèle Backend for Frontend (BFF) implique la création d'un service backend distinct pour chaque frontend. Chaque BFF est responsable de l'agrégation des données de plusieurs services backend et de l'adaptation de la réponse aux besoins spécifiques du frontend. Dans une architecture de micro frontends, chaque micro frontend peut avoir son propre BFF, ce qui simplifie la récupération des données et réduit la complexité du code frontend. Cette approche est particulièrement utile lorsqu'il s'agit de différents types de clients (par exemple, web, mobile) qui nécessitent des formats de données ou des agrégations différents.

Exemple :

Imaginez qu'une application web et une application mobile aient toutes deux besoin d'afficher les détails des produits, mais qu'elles nécessitent des données et un formatage légèrement différents. Au lieu que le frontend appelle directement plusieurs services backend et gère lui-même la transformation des données, vous créez un BFF pour chaque frontend.

Le BFF web peut agréger les données des `ProductCatalogService`, `ReviewService`, et `RecommendationService` et retourner une réponse optimisée pour l'affichage sur un grand écran. Le BFF mobile, quant à lui, ne récupère que les données les plus essentielles des `ProductCatalogService` et `ReviewService` pour minimiser l'utilisation des données et optimiser les performances sur les appareils mobiles.

Avantages :

• Optimisé pour les besoins spécifiques du frontend.
• Réduit la complexité côté frontend.
• Permet une évolution indépendante des frontends et des backends.

Inconvénients :

• Nécessite le développement et la maintenance de plusieurs services backend.
• Peut entraîner une duplication de code si elle n'est pas gérée correctement.
• Augmente la charge opérationnelle.

Stratégies de Communication dans les Microservices Frontend

Une fois les micro frontends découverts, ils doivent communiquer entre eux pour offrir une expérience utilisateur transparente. Il existe plusieurs modèles de communication qui peuvent être utilisés dans une architecture de microservices frontend.

Modèles de Communication :

1. Communication Directe :

Dans ce modèle, les micro frontends communiquent directement entre eux via des requêtes HTTP ou d'autres protocoles. C'est le modèle de communication le plus simple, mais il peut entraîner un couplage fort et une complexité accrue. Il peut également entraîner des problèmes de performance si les micro frontends sont situés dans des réseaux ou des régions différents.

Exemple :

Un micro frontend (par exemple, un micro frontend de liste de produits) doit afficher le nombre d'articles dans le panier de l'utilisateur actuel, qui est géré par un autre micro frontend (le micro frontend du panier). Le micro frontend de liste de produits peut directement effectuer une requête HTTP vers le micro frontend du panier pour récupérer le nombre d'articles dans le panier.

            // Dans le micro frontend de liste de produits :

async function getCartCount() {
  const response = await fetch('https://shopping-cart.example.com/cart/count');
  const data = await response.json();
  return data.count;
}

// ... afficher le nombre d'articles dans le panier de la liste de produits

            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Simple à implémenter.

Inconvénients :

• Couplage fort entre les micro frontends.
• Complexité accrue.
• Problèmes de performance potentiels.
• Difficile de gérer les dépendances.

2. Événements (Publication/Abonnement) :

Dans ce modèle, les micro frontends communiquent entre eux en publiant et en s'abonnant à des événements. Lorsqu'un micro frontend publie un événement, tous les autres micro frontends abonnés à cet événement reçoivent une notification. Ce modèle favorise le découplage et permet aux micro frontends de réagir aux changements dans d'autres parties de l'application sans connaître les détails de ces changements.

Exemple :

Lorsqu'un utilisateur ajoute un article au panier (géré par le micro frontend du panier), celui-ci publie un événement appelé « cartItemAdded ». Le micro frontend de liste de produits, qui est abonné à cet événement, met à jour le nombre d'articles affiché dans le panier sans appeler directement le micro frontend du panier.

            // Micro Frontend du Panier (Émetteur) :

function addItemToCart(item) {
  // ... ajouter l'article au panier
  publishEvent('cartItemAdded', { itemId: item.id });
}

function publishEvent(eventName, data) {
  // ... publier l'événement en utilisant un broker de messages ou un bus d'événements personnalisé
}

// Micro Frontend de Liste de Produits (Abonné) :

subscribeToEvent('cartItemAdded', (data) => {
  // ... mettre à jour le nombre d'articles affiché en fonction des données de l'événement
});

function subscribeToEvent(eventName, callback) {
  // ... s'abonner à l'événement en utilisant un broker de messages ou un bus d'événements personnalisé
}

            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Découplage entre les micro frontends.
• Flexibilité accrue.
• Scalabilité améliorée.

Inconvénients :

• Nécessite la mise en œuvre d'un broker de messages ou d'un bus d'événements.
• Peut être difficile à déboguer.
• La cohérence éventuelle peut être un défi.

3. État Partagé :

Dans ce modèle, les micro frontends partagent un état commun stocké dans un emplacement central, tel qu'un cookie de navigateur, le stockage local ou une base de données partagée. Les micro frontends peuvent accéder et modifier l'état partagé, ce qui leur permet de communiquer indirectement entre eux. Ce modèle est utile pour partager de petites quantités de données, mais il peut entraîner des problèmes de performance et des incohérences de données s'il n'est pas géré correctement. Envisagez d'utiliser une bibliothèque de gestion d'état comme Redux ou Vuex pour gérer l'état partagé.

Exemple :

Les micro frontends peuvent partager le jeton d'authentification de l'utilisateur stocké dans un cookie. Chaque micro frontend peut accéder au cookie pour vérifier l'identité de l'utilisateur sans avoir besoin de communiquer directement avec un service d'authentification.

            // Définition du jeton d'authentification (par exemple, dans le micro frontend d'authentification)

document.cookie = "authToken=votre_jeton_auth; path=/";

// Accès au jeton d'authentification (par exemple, dans d'autres micro frontends)

function getAuthToken() {
  const cookies = document.cookie.split(';');
  for (let i = 0; i < cookies.length; i++) {
    const cookie = cookies[i].trim();
    if (cookie.startsWith('authToken=')) {
      return cookie.substring('authToken='.length);
    }
  }
  return null;
}

const authToken = getAuthToken();
if (authToken) {
  // ... utiliser le jeton d'authentification pour authentifier l'utilisateur
}

            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Simple à implémenter pour de petites quantités de données.

Inconvénients :

• Peut entraîner des problèmes de performance.
• Des incohérences de données peuvent survenir.
• Difficile de gérer les changements d'état.
• Risques de sécurité si mal géré (par exemple, stockage de données sensibles dans des cookies).

4. Événements de Fenêtre (Événements Personnalisés) :

Les micro frontends peuvent communiquer en utilisant des événements personnalisés déclenchés sur l'objet `window`. Cela permet aux micro frontends d'interagir même s'ils sont chargés dans différents iframes ou web components. C'est une approche native au navigateur, mais elle nécessite une gestion minutieuse des noms d'événements et des formats de données pour éviter les conflits et maintenir la cohérence.

Exemple :

            // Micro Frontend A (Émetteur)

const event = new CustomEvent('custom-event', { detail: { message: 'Bonjour du Micro Frontend A' } });
window.dispatchEvent(event);

// Micro Frontend B (Abonné)

window.addEventListener('custom-event', (event) => {
  console.log('Événement reçu :', event.detail.message);
});

            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Support natif du navigateur.
• Relativement simple à implémenter pour une communication basique.

Inconvénients :

• L'espace de noms global peut entraîner des conflits.
• Difficile de gérer des structures d'événements complexes.
• Scalabilité limitée pour les applications volumineuses.
• Nécessite une coordination minutieuse entre les équipes pour éviter les collisions de noms.

5. Féderation de Modules (Webpack 5) :

La fédération de modules permet à une application JavaScript de charger dynamiquement du code depuis une autre application à l'exécution. Elle permet de partager du code et des dépendances entre différents micro frontends sans avoir à publier et consommer des packages npm. C'est une approche puissante pour construire des frontends composables et extensibles, mais elle nécessite une planification et une configuration minutieuses.

Exemple :

Le Micro Frontend A (Hôte) charge un composant du Micro Frontend B (Externe).

            // Micro Frontend A (webpack.config.js)

const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

module.exports = {
  // ... autres configurations webpack
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'MicroFrontendA',
      remotes: {
        'MicroFrontendB': 'MicroFrontendB@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'], // Partager les dépendances pour éviter les doublons
    }),
  ],
};

// Micro Frontend A (Composant)

import React from 'react';
import RemoteComponent from 'MicroFrontendB/Component';

const App = () => {
  return (
    

      
Micro Frontend A
      
    
  );
};

export default App;

// Micro Frontend B (webpack.config.js)

const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

module.exports = {
  // ... autres configurations webpack
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'MicroFrontendB',
      exposes: {
        './Component': './src/Component',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
};

// Micro Frontend B (src/Component.js)

import React from 'react';

const Component = () => {
  return 
Bonjour du Micro Frontend B!
;
};

export default Component;

            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Partage et réutilisation de code sans packages npm.
• Chargement dynamique de composants à l'exécution.
• Amélioration des temps de construction et de l'efficacité du déploiement.

Inconvénients :

• Nécessite Webpack 5 ou une version ultérieure.
• Peut être complexe à configurer.
• Des problèmes de compatibilité de version avec les dépendances partagées peuvent survenir.

6. Web Components :

Les Web Components sont un ensemble de normes web qui permettent de créer des éléments HTML personnalisés réutilisables avec un style et un comportement encapsulés. Ils offrent un moyen indépendant de la plateforme de construire des micro frontends qui peuvent être intégrés dans n'importe quelle application web, quel que soit le framework sous-jacent. Bien qu'offrant une excellente encapsulation, ils peuvent nécessiter des outils ou des frameworks supplémentaires pour gérer la gestion d'état complexe ou les scénarios de liaison de données.

Exemple :

            // Micro Frontend A (Web Component)

class MyCustomElement extends HTMLElement {
  constructor() {
    super();
    this.attachShadow({ mode: 'open' }); // Shadow DOM encapsulé
    this.shadowRoot.innerHTML = `
      
      
Bonjour du Web Component !
    `;
  }
}

customElements.define('my-custom-element', MyCustomElement);

// Utilisation du Web Component dans n'importe quelle page HTML



            

              
                Copy
              
            
          

Avantages :

• Indépendant du framework et réutilisable dans différentes applications.
• Style et comportement encapsulés.
• Technologie web standardisée.

Inconvénients :

• Peut être verbeux à écrire sans bibliothèque d'assistance.
• Peut nécessiter des polyfills pour les anciens navigateurs.
• La gestion de l'état et la liaison de données peuvent être plus complexes par rapport aux solutions basées sur des frameworks.

Choisir la Bonne Stratégie

La meilleure stratégie de découverte de services et de communication pour votre architecture de microservices frontend dépend de plusieurs facteurs, notamment :

• La taille et la complexité de votre application. Pour les applications plus petites, une approche simple comme la configuration statique ou la communication directe peut suffire. Pour les applications plus grandes et plus complexes, une approche plus robuste comme un registre de services ou une architecture événementielle est recommandée.
• Le niveau d'autonomie requis par vos équipes. Si les équipes doivent être très autonomes, un modèle de communication faiblement couplé comme les événements est préférable. Si les équipes peuvent mieux coordonner, un modèle plus étroitement couplé comme la communication directe peut être acceptable.
• Les exigences de performance de votre application. Certains modèles de communication, comme la communication directe, peuvent être plus performants que d'autres, comme les événements. Cependant, les avantages de performance de la communication directe peuvent être compensés par la complexité accrue et le couplage fort.
• Votre infrastructure existante. Si vous disposez déjà d'un registre de services ou d'un broker de messages, il est logique d'utiliser cette infrastructure pour vos microservices frontend.

Bonnes Pratiques

Voici quelques bonnes pratiques à suivre lors de la mise en œuvre de la découverte de services et de la communication dans votre architecture de microservices frontend :

• Restez simple. Commencez par l'approche la plus simple qui répond à vos besoins et augmentez progressivement la complexité si nécessaire.
• Favorisez le découplage. Le découplage rend votre application plus flexible, résiliente et facile à maintenir.
• Utilisez un modèle de communication cohérent. L'utilisation d'un modèle de communication cohérent entre vos micro frontends rend votre application plus facile à comprendre et à déboguer.
• Surveillez vos services. Surveillez la santé et les performances de vos micro frontends pour vous assurer qu'ils fonctionnent correctement.
• Implémentez une gestion des erreurs robuste. Gérez les erreurs avec élégance et fournissez des messages d'erreur informatifs aux utilisateurs.
• Documentez votre architecture. Documentez les modèles de découverte de services et de communication utilisés dans votre application pour aider les autres développeurs à la comprendre et à la maintenir.

Conclusion

Les microservices frontend offrent des avantages significatifs en termes de scalabilité, de maintenabilité et d'autonomie des équipes. Cependant, la mise en œuvre d'une architecture de micro frontends réussie nécessite une réflexion approfondie sur les stratégies de découverte de services et de communication. En choisissant les bonnes approches et en suivant les meilleures pratiques, vous pouvez construire un frontend robuste et flexible qui répond aux besoins de vos utilisateurs et de vos équipes de développement.

La clé d'une mise en œuvre réussie des micro frontends réside dans la compréhension des compromis entre les différents modèles de découverte de services et de communication. Alors que la configuration statique offre la simplicité, elle manque du dynamisme d'un registre de services. La communication directe peut sembler simple mais peut entraîner un couplage fort, tandis que les architectures pilotées par événement favorisent le découplage mais introduisent de la complexité en termes de courtiers de messages et de cohérence éventuelle. La fédération de modules offre un moyen puissant de partager du code mais nécessite une chaîne d'outils de build moderne. De même, les Web Components fournissent une approche standardisée, mais ils peuvent nécessiter d'être complétés par des frameworks lors de la gestion de l'état et de la liaison de données.

En fin de compte, le choix optimal dépend des exigences spécifiques du projet, de l'expertise de l'équipe et des objectifs architecturaux globaux. Une stratégie bien planifiée, combinée au respect des meilleures pratiques, peut aboutir à une architecture de micro frontends robuste et évolutive qui offre une expérience utilisateur supérieure.