Explorez les concepts de l'architecture micro-frontend et de la fédération de modules, leurs avantages, défis, stratégies de mise en œuvre et quand les choisir pour des applications Web évolutives et maintenables.
Architecture Frontend : Micro-Frontends et Module Federation – Un guide complet
Dans le paysage complexe actuel du développement web, la création et la maintenance d'applications frontend à grande échelle peuvent s'avérer difficiles. Les architectures frontend monolithiques traditionnelles entraînent souvent un gonflement du code, des temps de construction lents et des difficultés de collaboration en équipe. Les micro-frontends et la fédération de modules offrent des solutions puissantes à ces problèmes en divisant les grandes applications en parties plus petites, indépendantes et gérables. Ce guide complet explore les concepts de l'architecture micro-frontend et de la fédération de modules, leurs avantages, leurs défis, leurs stratégies de mise en œuvre et quand les choisir.
Que sont les micro-frontends ?
Les micro-frontends sont un style architectural qui structure une application frontend comme un ensemble d'unités indépendantes et autonomes, chacune étant détenue par une équipe distincte. Ces unités peuvent être développées, testées et déployées indépendamment, ce qui permet une plus grande flexibilité et évolutivité. Considérez cela comme un ensemble de sites Web indépendants intégrés de manière transparente dans une expérience utilisateur unique.
L'idée centrale derrière les micro-frontends est d'appliquer les principes des microservices au frontend. Tout comme les microservices décomposent un backend en services plus petits et gérables, les micro-frontends décomposent un frontend en applications ou fonctionnalités plus petites et gérables.
Avantages des micro-frontends :
- Évolutivité accrue : Le déploiement indépendant des micro-frontends permet aux équipes de faire évoluer leurs parties de l'application sans affecter les autres équipes ou l'ensemble de l'application.
- Amélioration de la maintenabilité : Les bases de code plus petites sont plus faciles à comprendre, à tester et à maintenir. Chaque équipe est responsable de son propre micro-frontend, ce qui facilite l'identification et la correction des problèmes.
- Diversité technologique : Les équipes peuvent choisir la meilleure pile technologique pour leur micro-frontend spécifique, ce qui permet une plus grande flexibilité et innovation. Cela peut être crucial dans les grandes organisations où différentes équipes peuvent avoir une expertise dans différents frameworks.
- Déploiements indépendants : Les micro-frontends peuvent être déployés indépendamment, ce qui permet des cycles de publication plus rapides et un risque réduit. Ceci est particulièrement important pour les grandes applications où des mises à jour fréquentes sont nécessaires.
- Autonomie de l'équipe : Les équipes ont la pleine propriété de leur micro-frontend, ce qui favorise un sentiment de responsabilité et de responsabilisation. Cela permet aux équipes de prendre des décisions et d'itérer rapidement.
- Réutilisation du code : Les composants et bibliothèques communs peuvent être partagés entre les micro-frontends, ce qui favorise la réutilisation et la cohérence du code.
Défis des micro-frontends :
- Complexité accrue : La mise en œuvre d'une architecture micro-frontend ajoute de la complexité au système global. La coordination de plusieurs équipes et la gestion de la communication entre les micro-frontends peuvent être difficiles.
- Défis d'intégration : Assurer une intégration transparente entre les micro-frontends nécessite une planification et une coordination minutieuses. Les problèmes tels que les dépendances partagées, le routage et le style doivent être résolus.
- Surcharge de performances : Le chargement de plusieurs micro-frontends peut entraîner une surcharge de performances, surtout s'ils ne sont pas optimisés. Une attention particulière doit être accordée aux temps de chargement et à l'utilisation des ressources.
- Gestion de l'état partagé : La gestion de l'état partagé entre les micro-frontends peut être complexe. Des stratégies telles que les bibliothèques partagées, les bus d'événements ou les solutions de gestion d'état centralisées sont souvent nécessaires.
- Surcharge opérationnelle : La gestion de l'infrastructure pour plusieurs micro-frontends peut être plus complexe que la gestion d'une seule application monolithique.
- Préoccupations transversales : La gestion des préoccupations transversales telles que l'authentification, l'autorisation et l'analyse nécessite une planification et une coordination minutieuses entre les équipes.
Qu'est-ce que la fédération de modules ?
La fédération de modules est une architecture JavaScript, introduite dans Webpack 5, qui vous permet de partager du code entre des applications construites et déployées séparément. Elle vous permet de créer des micro-frontends en chargeant et en exécutant dynamiquement du code provenant d'autres applications au moment de l'exécution. Essentiellement, elle permet à différentes applications JavaScript de servir de blocs de construction les unes pour les autres.
Contrairement aux approches traditionnelles de micro-frontend qui reposent souvent sur des iframes ou des composants Web, la fédération de modules permet une intégration transparente et un état partagé entre les micro-frontends. Elle vous permet d'exposer des composants, des fonctions ou même des modules entiers d'une application à une autre, sans avoir à les publier dans un registre de packages partagé.
Concepts clés de la fédération de modules :
- Hôte : L'application qui consomme des modules provenant d'autres applications (distantes).
- Distant : L'application qui expose des modules à consommer par d'autres applications (hôtes).
- Dépendances partagées : Dépendances qui sont partagées entre les applications hôte et distante. La fédération de modules vous permet d'éviter de dupliquer les dépendances partagées, ce qui améliore les performances et réduit la taille du bundle.
- Configuration Webpack : La fédération de modules est configurée via le fichier de configuration Webpack, où vous définissez les modules à exposer et les modules distants à consommer.
Avantages de la fédération de modules :
- Partage de code : La fédération de modules vous permet de partager du code entre des applications construites et déployées séparément, ce qui réduit la duplication de code et améliore la réutilisation du code.
- Déploiements indépendants : Les micro-frontends peuvent être déployés indépendamment, ce qui permet des cycles de publication plus rapides et un risque réduit. Les modifications apportées à un micro-frontend ne nécessitent pas le redéploiement d'autres micro-frontends.
- Technologie agnostique (dans une certaine mesure) : Bien qu'elle soit principalement utilisée avec des applications basées sur Webpack, la fédération de modules peut être intégrée à d'autres outils de construction et frameworks avec un certain effort.
- Amélioration des performances : En partageant les dépendances et en chargeant dynamiquement les modules, la fédération de modules peut améliorer les performances de l'application et réduire la taille du bundle.
- Développement simplifié : La fédération de modules simplifie le processus de développement en permettant aux équipes de travailler sur des micro-frontends indépendants sans avoir à se soucier des problèmes d'intégration.
Défis de la fédération de modules :
- Dépendance Webpack : La fédération de modules est principalement une fonctionnalité Webpack, ce qui signifie que vous devez utiliser Webpack comme outil de construction.
- Complexité de la configuration : La configuration de la fédération de modules peut être complexe, en particulier pour les grandes applications avec de nombreux micro-frontends.
- Gestion des versions : La gestion des versions des dépendances partagées et des modules exposés peut être difficile. Une planification et une coordination minutieuses sont nécessaires pour éviter les conflits et garantir la compatibilité.
- Erreurs d'exécution : Les problèmes avec les modules distants peuvent entraîner des erreurs d'exécution dans l'application hôte. Une gestion des erreurs et une surveillance appropriées sont essentielles.
- Considérations de sécurité : L'exposition de modules à d'autres applications introduit des considérations de sécurité. Vous devez examiner attentivement les modules à exposer et la manière de les protéger contre les accès non autorisés.
Architectures de micro-frontends : Différentes approches
Il existe plusieurs approches différentes pour mettre en œuvre des architectures de micro-frontend, chacune ayant ses propres avantages et inconvénients. Voici quelques-unes des approches les plus courantes :
- Intégration au moment de la construction : Les micro-frontends sont construits et intégrés dans une seule application au moment de la construction. Cette approche est simple à mettre en œuvre, mais manque de la flexibilité des autres approches.
- Intégration au moment de l'exécution via des iframes : Les micro-frontends sont chargés dans des iframes au moment de l'exécution. Cette approche offre une forte isolation, mais peut entraîner des problèmes de performances et des difficultés de communication entre les micro-frontends.
- Intégration au moment de l'exécution via des composants Web : Les micro-frontends sont regroupés en tant que composants Web et chargés dans l'application principale au moment de l'exécution. Cette approche offre une bonne isolation et réutilisabilité, mais peut être plus complexe à mettre en œuvre.
- Intégration au moment de l'exécution via JavaScript : Les micro-frontends sont chargés en tant que modules JavaScript au moment de l'exécution. Cette approche offre la plus grande flexibilité et les meilleures performances, mais nécessite une planification et une coordination minutieuses. La fédération de modules relève de cette catégorie.
- Edge Side Includes (ESI) : Une approche côté serveur où des fragments de HTML sont assemblés à la périphérie d'un CDN.
Stratégies de mise en œuvre pour les micro-frontends avec la fédération de modules
La mise en œuvre de micro-frontends avec la fédération de modules nécessite une planification et une exécution minutieuses. Voici quelques stratégies clés à prendre en compte :
- Définir des limites claires : Définir clairement les limites entre les micro-frontends. Chaque micro-frontend doit être responsable d'un domaine ou d'une fonctionnalité spécifique.
- Établir une bibliothèque de composants partagés : Créer une bibliothèque de composants partagés qui peut être utilisée par tous les micro-frontends. Cela favorise la cohérence et réduit la duplication de code. La bibliothèque de composants peut elle-même être un module fédéré.
- Mettre en œuvre un système de routage centralisé : Mettre en œuvre un système de routage centralisé qui gère la navigation entre les micro-frontends. Cela garantit une expérience utilisateur transparente.
- Choisir une stratégie de gestion de l'état : Choisir une stratégie de gestion de l'état qui fonctionne bien pour votre application. Les options incluent les bibliothèques partagées, les bus d'événements ou les solutions de gestion d'état centralisées comme Redux ou Vuex.
- Mettre en œuvre un pipeline de construction et de déploiement robuste : Mettre en œuvre un pipeline de construction et de déploiement robuste qui automatise le processus de construction, de test et de déploiement des micro-frontends.
- Établir des canaux de communication clairs : Établir des canaux de communication clairs entre les équipes travaillant sur différents micro-frontends. Cela garantit que tout le monde est sur la même longueur d'onde et que les problèmes sont résolus rapidement.
- Surveiller et mesurer les performances : Surveiller et mesurer les performances de votre architecture de micro-frontend. Cela vous permet d'identifier et de résoudre les goulots d'étranglement des performances.
Exemple : Mise en œuvre d'un micro-frontend simple avec la fédération de modules (React)
Illustrons un exemple simple en utilisant React et la fédération de modules Webpack. Nous aurons deux applications : une application Hôte et une application Distante.
Application distante (RemoteApp) - Expose un composant
1. Installer les dépendances :
npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
2. Créer un composant simple (RemoteComponent.jsx) :
import React from 'react';
const RemoteComponent = () => {
return <div style={{ border: '2px solid blue', padding: '10px', margin: '10px' }}>
<h2>Remote Component</h2>
<p>This component is being served from the Remote App!</p>
</div>;
};
export default RemoteComponent;
3. Créer index.js :
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import RemoteComponent from './RemoteComponent';
ReactDOM.render(<RemoteComponent />, document.getElementById('root'));
4. Créer webpack.config.js :
const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');
module.exports = {
entry: './index',
mode: 'development',
devServer: {
port: 3001,
},
output: {
publicPath: 'auto',
},
resolve: {
extensions: ['.js', '.jsx'],
},
module: {
rules: [
{
test: /\.(js|jsx)$/,
exclude: /node_modules/,
use: {
loader: 'babel-loader',
options: {
presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'],
},
},
},
],
},
plugins: [
new ModuleFederationPlugin({
name: 'RemoteApp',
filename: 'remoteEntry.js',
exposes: {
'./RemoteComponent': './RemoteComponent',
},
shared: {
...require('./package.json').dependencies,
react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react'] },
'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react-dom'] },
},
}),
new HtmlWebpackPlugin({
template: './index.html',
}),
],
};
5. Créer index.html :
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Remote App</title>
</head>
<body>
<div id="root"></div>
</body>
</html>
6. Ajouter la configuration Babel (.babelrc ou babel.config.js) :
{
"presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
7. Exécuter l'application distante :
npx webpack serve
Application hôte (HostApp) - Consomme le composant distant
1. Installer les dépendances :
npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
2. Créer un composant simple (Home.jsx) :
import React, { Suspense } from 'react';
const RemoteComponent = React.lazy(() => import('RemoteApp/RemoteComponent'));
const Home = () => {
return (
<div style={{ border: '2px solid green', padding: '10px', margin: '10px' }}>
<h1>Host Application</h1>
<p>This is the main application consuming a remote component.</p>
<Suspense fallback={<div>Loading Remote Component...</div>}>
<RemoteComponent />
</Suspense>
</div>
);
};
export default Home;
3. Créer index.js :
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import Home from './Home';
ReactDOM.render(<Home />, document.getElementById('root'));
4. Créer webpack.config.js :
const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');
module.exports = {
entry: './index',
mode: 'development',
devServer: {
port: 3000,
},
output: {
publicPath: 'auto',
},
resolve: {
extensions: ['.js', '.jsx'],
},
module: {
rules: [
{
test: /\.(js|jsx)$/,
exclude: /node_modules/,
use: {
loader: 'babel-loader',
options: {
presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'],
},
},
},
],
},
plugins: [
new ModuleFederationPlugin({
name: 'HostApp',
remotes: {
RemoteApp: 'RemoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
},
shared: {
...require('./package.json').dependencies,
react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react'] },
'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react-dom'] },
},
}),
new HtmlWebpackPlugin({
template: './index.html',
}),
],
};
5. Créer index.html :
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Host App</title>
</head>
<body>
<div id="root"></div>
</body>
</html>
6. Ajouter la configuration Babel (.babelrc ou babel.config.js) :
{
"presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
7. Exécuter l'application hôte :
npx webpack serve
Cet exemple montre comment l'application hôte peut consommer le RemoteComponent de l'application distante au moment de l'exécution. Les aspects clés incluent la définition du point d'entrée distant dans la configuration webpack de l'hôte et l'utilisation de React.lazy et Suspense pour charger le composant distant de manière asynchrone.
Quand choisir les micro-frontends et la fédération de modules
Les micro-frontends et la fédération de modules ne sont pas une solution universelle. Ils sont mieux adaptés aux applications vastes et complexes avec plusieurs équipes travaillant en parallèle. Voici quelques scénarios où les micro-frontends et la fédération de modules peuvent être bénéfiques :
- Grandes équipes : Lorsque plusieurs équipes travaillent sur la même application, les micro-frontends peuvent aider à isoler le code et à réduire les conflits.
- Applications existantes : Les micro-frontends peuvent être utilisés pour migrer progressivement une application existante vers une architecture moderne.
- Déploiements indépendants : Lorsque vous devez déployer des mises à jour fréquemment sans affecter d'autres parties de l'application, les micro-frontends peuvent fournir l'isolation nécessaire.
- Diversité technologique : Lorsque vous souhaitez utiliser différentes technologies pour différentes parties de l'application, les micro-frontends peuvent vous le permettre.
- Exigences d'évolutivité : Lorsque vous devez faire évoluer différentes parties de l'application indépendamment, les micro-frontends peuvent fournir la flexibilité nécessaire.
Cependant, les micro-frontends et la fédération de modules ne sont pas toujours le meilleur choix. Pour les applications petites et simples, la complexité ajoutée peut ne pas valoir les avantages. Dans de tels cas, une architecture monolithique peut être plus appropriée.
Approches alternatives aux micro-frontends
Bien que la fédération de modules soit un outil puissant pour la construction de micro-frontends, ce n'est pas la seule approche. Voici quelques stratégies alternatives :
- Iframes : Une approche simple mais souvent moins performante, offrant une forte isolation mais avec des défis en matière de communication et de style.
- Composants Web : Approche basée sur des normes pour la création d'éléments d'interface utilisateur réutilisables. Peut être utilisé pour construire des micro-frontends qui sont agnostiques au framework.
- Single-SPA : Un framework pour orchestrer plusieurs applications JavaScript sur une seule page.
- Server-Side Includes (SSI) / Edge-Side Includes (ESI) : Techniques côté serveur pour composer des fragments de HTML.
Meilleures pratiques pour l'architecture micro-frontend
La mise en œuvre efficace d'une architecture micro-frontend nécessite le respect des meilleures pratiques :
- Principe de responsabilité unique : Chaque micro-frontend doit avoir une responsabilité claire et bien définie.
- Déploiement indépendant : Chaque micro-frontend doit être déployable indépendamment.
- Agnosticisme technologique (dans la mesure du possible) : S'efforcer d'obtenir un agnosticisme technologique pour permettre aux équipes de choisir les meilleurs outils pour le travail.
- Communication basée sur des contrats : Définir des contrats clairs pour la communication entre les micro-frontends.
- Tests automatisés : Mettre en œuvre des tests automatisés complets pour garantir la qualité de chaque micro-frontend et du système global.
- Journalisation et surveillance centralisées : Mettre en œuvre une journalisation et une surveillance centralisées pour suivre les performances et la santé de l'architecture micro-frontend.
Conclusion
Les micro-frontends et la fédération de modules offrent une approche puissante pour la construction d'applications frontend évolutives, maintenables et flexibles. En divisant les grandes applications en unités plus petites et indépendantes, les équipes peuvent travailler plus efficacement, publier des mises à jour plus fréquemment et innover plus rapidement. Bien qu'il existe des défis associés à la mise en œuvre d'une architecture micro-frontend, les avantages l'emportent souvent sur les coûts, en particulier pour les applications vastes et complexes. La fédération de modules fournit une solution particulièrement élégante et efficace pour le partage de code et de composants entre les micro-frontends. En planifiant et en exécutant soigneusement votre stratégie de micro-frontend, vous pouvez créer une architecture frontend qui est bien adaptée aux besoins de votre organisation et de vos utilisateurs.
Alors que le paysage du développement web continue d'évoluer, les micro-frontends et la fédération de modules sont susceptibles de devenir des modèles architecturaux de plus en plus importants. En comprenant les concepts, les avantages et les défis de ces approches, vous pouvez vous positionner pour construire la prochaine génération d'applications web.