מיקרו-פרונטאנדים: מדריך מקיף ל-Module Federation

בנוף המתפתח תדיר של פיתוח ווב, בנייה ותחזוקה של יישומי פרונטאנד גדולים ומורכבים יכולה להפוך לאתגר משמעותי. פרונטאנדים מונוליתיים, שבהם היישום כולו הוא בסיס קוד יחיד ומצומד היטב, מובילים לעיתים קרובות למחזורי פיתוח איטיים יותר, סיכוני פריסה מוגברים וקושי בהתאמת קנה מידה (scaling) של תכונות בודדות.

מיקרו-פרונטאנדים מציעים פתרון על ידי פירוק הפרונטאנד ליחידות קטנות יותר, עצמאיות וניתנות לניהול. גישה ארכיטקטונית זו מאפשרת לצוותים לעבוד באופן אוטונומי, לפרוס באופן עצמאי ולבחור את הטכנולוגיות המתאימות ביותר לצרכיהם הספציפיים. אחת הטכנולוגיות המבטיחות ביותר ליישום מיקרו-פרונטאנדים היא Module Federation.

מהם מיקרו-פרונטאנדים?

מיקרו-פרונטאנדים הם סגנון ארכיטקטוני שבו יישום פרונטאנד מורכב ממספר יישומי פרונטאנד קטנים ועצמאיים. יישומים אלה יכולים להיות מפותחים, נפרסים ומתוחזקים על ידי צוותים שונים, תוך שימוש בטכנולוגיות שונות, וללא צורך בתיאום בזמן הבנייה (build time). כל מיקרו-פרונטאנד אחראי על תכונה או תחום ספציפי ביישום הכולל.

עקרונות מפתח של מיקרו-פרונטאנדים:

• אגנוסטיות טכנולוגית: צוותים יכולים לבחור את ערימת הטכנולוגיות הטובה ביותר עבור המיקרו-פרונטאנד הספציפי שלהם.
• בסיסי קוד צוותיים מבודדים: לכל מיקרו-פרונטאנד יש בסיס קוד עצמאי משלו, המאפשר פיתוח ופריסות עצמאיים.
• פריסה עצמאית: שינויים במיקרו-פרונטאנד אחד אינם דורשים פריסה מחדש של היישום כולו.
• צוותים אוטונומיים: צוותים אחראים למיקרו-פרונטאנד שלהם ויכולים לעבוד באופן עצמאי.
• שדרוג הדרגתי: ניתן לשדרג או להחליף מיקרו-פרונטאנדים בודדים מבלי להשפיע על שאר היישום.

היכרות עם Module Federation

Module Federation היא ארכיטקטורת JavaScript שהוצגה ב-Webpack 5 המאפשרת ליישום JavaScript לטעון קוד באופן דינמי מיישום אחר בזמן ריצה. משמעות הדבר היא שיישומים שונים יכולים לשתף ולצרוך מודולים זה מזה, גם אם הם בנויים בטכנולוגיות שונות או נפרסים על שרתים שונים.

Module Federation מספק מנגנון רב עוצמה ליישום מיקרו-פרונטאנדים על ידי כך שהוא מאפשר ליישומי פרונטאנד שונים לחשוף ולצרוך מודולים זה מזה. זה מאפשר אינטגרציה חלקה של מיקרו-פרונטאנדים שונים לחוויית משתמש אחידה ולכידה.

יתרונות מרכזיים של Module Federation:

• שיתוף קוד: מיקרו-פרונטאנדים יכולים לשתף קוד ורכיבים, מה שמפחית כפילויות ומשפר את העקביות.
• אינטגרציה בזמן ריצה: ניתן לשלב מיקרו-פרונטאנדים בזמן ריצה, מה שמאפשר הרכבה ועדכונים דינמיים.
• פריסות עצמאיות: ניתן לפרוס מיקרו-פרונטאנדים באופן עצמאי ללא צורך בתיאום או פריסה מחדש של יישומים אחרים.
• אגנוסטיות טכנולוגית: ניתן לבנות מיקרו-פרונטאנדים בטכנולוגיות שונות ועדיין לשלב אותם באמצעות Module Federation.
• קיצור זמני בנייה: על ידי שיתוף קוד ותלויות, Module Federation יכול לקצר את זמני הבנייה ולשפר את יעילות הפיתוח.

כיצד פועל Module Federation

Module Federation פועל על ידי הגדרת שני סוגי יישומים: מארח (host) ומרוחק (remote). היישום המארח הוא היישום הראשי שצורך מודולים מיישומים אחרים. היישום המרוחק הוא יישום שחושף מודולים לצריכה על ידי יישומים אחרים.

כאשר יישום מארח נתקל בהצהרת import עבור מודול שנחשף על ידי יישום מרוחק, Webpack טוען באופן דינמי את היישום המרוחק ופותר את ה-import בזמן ריצה. זה מאפשר ליישום המארח להשתמש במודול מהיישום המרוחק כאילו היה חלק מבסיס הקוד שלו עצמו.

מושגי מפתח ב-Module Federation:

• מארח (Host): היישום שצורך מודולים מיישומים מרוחקים.
• מרוחק (Remote): היישום שחושף מודולים לצריכה על ידי יישומים אחרים.
• מודולים חשופים (Exposed Modules): המודולים שיישום מרוחק הופך לזמינים לצריכה על ידי יישומים אחרים.
• מודולים משותפים (Shared Modules): מודולים המשותפים בין היישום המארח ליישומים המרוחקים, המפחיתים כפילויות ומשפרים ביצועים.

יישום מיקרו-פרונטאנדים עם Module Federation: דוגמה מעשית

הבה נבחן יישום מסחר אלקטרוני פשוט עם שלושה מיקרו-פרונטאנדים: קטלוג מוצרים, עגלת קניות ופרופיל משתמש.

כל מיקרו-פרונטאנד מפותח על ידי צוות נפרד ונפרס באופן עצמאי. קטלוג המוצרים בנוי עם React, עגלת הקניות עם Vue.js, ופרופיל המשתמש עם Angular. היישום הראשי פועל כמארח ומשלב את שלושת המיקרו-פרונטאנדים הללו לממשק משתמש יחיד.

שלב 1: הגדרת היישומים המרוחקים

ראשית, עלינו להגדיר כל מיקרו-פרונטאנד כיישום מרוחק. זה כרוך בהגדרת המודולים שייחשפו והמודולים המשותפים שישמשו.

קטלוג מוצרים (React)

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'productCatalog',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ProductList': './src/components/ProductList',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
};

בתצורה זו, אנו חושפים את רכיב ProductList מהקובץ ./src/components/ProductList. אנו גם משתפים את המודולים react ו-react-dom עם היישום המארח.

עגלת קניות (Vue.js)

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'shoppingCart',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ShoppingCart': './src/components/ShoppingCart',
      },
      shared: ['vue'],
    }),
  ],
};

כאן, אנו חושפים את רכיב ShoppingCart ומשתפים את המודול vue.

פרופיל משתמש (Angular)

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'userProfile',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './UserProfile': './src/components/UserProfile',
      },
      shared: ['@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

אנו חושפים את רכיב UserProfile ומשתפים את מודולי Angular הנחוצים.

שלב 2: הגדרת היישום המארח

לאחר מכן, עלינו להגדיר את היישום המארח כך שיצרוך את המודולים שנחשפו על ידי היישומים המרוחקים. זה כרוך בהגדרת היישומים המרוחקים (remotes) ומיפויים לכתובות ה-URL המתאימות שלהם.

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'mainApp',
      remotes: {
        productCatalog: 'productCatalog@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        shoppingCart: 'shoppingCart@http://localhost:3002/remoteEntry.js',
        userProfile: 'userProfile@http://localhost:3003/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom', 'vue', '@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

בתצורה זו, אנו מגדירים שלושה יישומים מרוחקים: productCatalog, shoppingCart, ו-userProfile. כל יישום מרוחק ממופה לכתובת ה-URL של קובץ ה-remoteEntry.js שלו. אנו גם משתפים את התלויות המשותפות בין כל המיקרו-פרונטאנדים.

שלב 3: צריכת המודולים ביישום המארח

לבסוף, אנו יכולים לצרוך את המודולים שנחשפו על ידי היישומים המרוחקים ביישום המארח. זה כרוך בייבוא המודולים באמצעות ייבוא דינמי ורינדורם במקומות המתאימים.

import React, { Suspense } from 'react';
const ProductList = React.lazy(() => import('productCatalog/ProductList'));
const ShoppingCart = React.lazy(() => import('shoppingCart/ShoppingCart'));
const UserProfile = React.lazy(() => import('userProfile/UserProfile'));

function App() {
  return (
    <div>
      <h1>יישום מסחר אלקטרוני</h1>
      <Suspense fallback={<div>טוען את קטלוג המוצרים...</div>}>
        <ProductList />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>טוען את עגלת הקניות...</div>}>
        <ShoppingCart />
      <\Suspense>
      <Suspense fallback={<div>טוען את פרופיל המשתמש...</div>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

אנו משתמשים ב-React.lazy וב-Suspense כדי לטעון באופן דינמי את המודולים מהיישומים המרוחקים. זה מבטיח שהמודולים נטענים רק כאשר יש בהם צורך, מה שמשפר את ביצועי היישום.

שיקולים מתקדמים ושיטות עבודה מומלצות

בעוד ש-Module Federation מספק מנגנון רב עוצמה ליישום מיקרו-פרונטאנדים, ישנם מספר שיקולים מתקדמים ושיטות עבודה מומלצות שכדאי לזכור.

ניהול גרסאות ותאימות

כאשר משתפים מודולים בין מיקרו-פרונטאנדים, חיוני לנהל גרסאות ולהבטיח תאימות. למיקרו-פרונטאנדים שונים עשויות להיות תלויות שונות או לדרוש גרסאות שונות של מודולים משותפים. שימוש בניהול גרסאות סמנטי וניהול קפדני של תלויות משותפות יכול לסייע במניעת התנגשויות ולהבטיח שהמיקרו-פרונטאנדים יעבדו יחד בצורה חלקה.

שקלו להשתמש בכלים כמו `@module-federation/automatic-vendor-federation` כדי לסייע באוטומציה של תהליך ניהול התלויות המשותפות.

ניהול מצב (State)

שיתוף מצב בין מיקרו-פרונטאנדים יכול להיות מאתגר. למיקרו-פרונטאנדים שונים עשויים להיות פתרונות ניהול מצב שונים או שהם עשויים לדרוש גישה שונה למצב משותף. ישנן מספר גישות לניהול מצב בארכיטקטורת מיקרו-פרונטאנד, כולל:

• ספריות מצב משותפות: שימוש בספריית מצב משותפת כמו Redux או Zustand לניהול מצב גלובלי.
• אירועים מותאמים אישית (Custom Events): שימוש באירועים מותאמים אישית כדי לתקשר שינויי מצב בין מיקרו-פרונטאנדים.
• מצב מבוסס URL: קידוד המצב ב-URL ושיתופו בין מיקרו-פרונטאנדים.

הגישה הטובה ביותר תלויה בצרכים הספציפיים של היישום וברמת הצימוד בין המיקרו-פרונטאנדים.

תקשורת בין מיקרו-פרונטאנדים

מיקרו-פרונטאנדים צריכים לעיתים קרובות לתקשר זה עם זה כדי להחליף נתונים או להפעיל פעולות. ישנן מספר דרכים להשיג זאת, כולל:

• אירועים מותאמים אישית: שימוש באירועים מותאמים אישית כדי לשדר הודעות בין מיקרו-פרונטאנדים.
• שירותים משותפים: יצירת שירותים משותפים שכל המיקרו-פרונטאנדים יכולים לגשת אליהם.
• תורי הודעות (Message Queues): שימוש בתור הודעות כדי לתקשר באופן אסינכרוני בין מיקרו-פרונטאנדים.

בחירת מנגנון התקשורת הנכון תלויה במורכבות האינטראקציות וברמת הבידוד הרצויה בין המיקרו-פרונטאנדים.

שיקולי אבטחה

בעת יישום מיקרו-פרונטאנדים, חשוב לקחת בחשבון את ההשלכות האבטחתיות. כל מיקרו-פרונטאנד צריך להיות אחראי לאבטחה שלו, כולל אימות, הרשאות ואימות נתונים. שיתוף קוד ונתונים בין מיקרו-פרונטאנדים צריך להיעשות בצורה מאובטחת ועם בקרות גישה מתאימות.

ודאו אימות ותיקוף קלט (input validation and sanitization) נאותים כדי למנוע פגיעויות של Cross-Site Scripting (XSS). עדכנו תלויות באופן קבוע כדי לתקן פגיעויות אבטחה.

בדיקות וניטור

בדיקות וניטור של מיקרו-פרונטאנדים יכולים להיות מורכבים יותר מבדיקות וניטור של יישומים מונוליתיים. יש לבדוק כל מיקרו-פרונטאנד באופן עצמאי, ויש לבצע בדיקות אינטגרציה כדי להבטיח שהמיקרו-פרונטאנדים עובדים יחד כראוי. יש ליישם ניטור כדי לעקוב אחר הביצועים והבריאות של כל מיקרו-פרונטאנד.

יישמו בדיקות קצה-לקצה (end-to-end) המקיפות מספר מיקרו-פרונטאנדים כדי להבטיח חווית משתמש חלקה. נטרו מדדי ביצועי יישום כדי לזהות צווארי בקבוק ואזורים לשיפור.

Module Federation לעומת גישות מיקרו-פרונטאנד אחרות

בעוד ש-Module Federation הוא כלי רב עוצמה לבניית מיקרו-פרונטאנדים, זו אינה הגישה היחידה הזמינה. גישות נפוצות אחרות למיקרו-פרונטאנדים כוללות:

• אינטגרציה בזמן בנייה: שילוב מיקרו-פרונטאנדים בזמן בנייה באמצעות כלים כמו Webpack או Parcel.
• אינטגרציה בזמן ריצה עם iframes: הטמעת מיקרו-פרונטאנדים בתוך iframes.
• Web Components: שימוש ב-Web Components ליצירת רכיבי ממשק משתמש רב-פעמיים שניתן לשתף בין מיקרו-פרונטאנדים.
• Single-SPA: שימוש בפריימוורק כמו Single-SPA לניהול הניתוב והתזמור של מיקרו-פרונטאנדים.

לכל גישה יש יתרונות וחסרונות משלה, והגישה הטובה ביותר תלויה בצרכים הספציפיים של היישום.

Module Federation לעומת iframes

iframes מספקים בידוד חזק אך יכולים להיות מסורבלים לניהול ועלולים להשפיע לרעה על הביצועים בשל התקורה של כל iframe. גם התקשורת בין iframes יכולה להיות מורכבת.

Module Federation מציע חווית אינטגרציה חלקה יותר עם ביצועים טובים יותר ותקשורת קלה יותר בין מיקרו-פרונטאנדים. עם זאת, הוא דורש ניהול קפדני של תלויות משותפות וגרסאות.

Module Federation לעומת Single-SPA

Single-SPA הוא מטא-פריימוורק המספק גישה מאוחדת לניהול ותזמור של מיקרו-פרונטאנדים. הוא מציע תכונות כמו הקשר משותף (shared context), ניתוב וניהול מצב.

ניתן להשתמש ב-Module Federation בשילוב עם Single-SPA כדי לספק ארכיטקטורה גמישה וסקיילבילית לבניית יישומי מיקרו-פרונטאנד מורכבים.

מקרי שימוש (Use Cases) עבור Module Federation

Module Federation מתאים היטב למגוון מקרי שימוש, כולל:

• יישומי אנטרפרייז גדולים: בנייה ותחזוקה של יישומי אנטרפרייז גדולים ומורכבים עם צוותים מרובים.
• פלטפורמות מסחר אלקטרוני: יצירת פלטפורמות מסחר אלקטרוני מודולריות וסקיילביליות עם תכונות עצמאיות כמו קטלוגי מוצרים, עגלות קניות ותהליכי תשלום.
• מערכות ניהול תוכן (CMS): פיתוח פלטפורמות CMS גמישות וניתנות להרחבה עם מודולי תוכן הניתנים להתאמה אישית.
• לוחות מחוונים (Dashboards) ופלטפורמות אנליטיקה: בניית לוחות מחוונים אינטראקטיביים ופלטפורמות אנליטיקה עם וידג'טים וויזואליזציות עצמאיים.

לדוגמה, קחו חברת מסחר אלקטרוני גלובלית כמו אמזון. הם יכולים להשתמש ב-Module Federation כדי לפרק את האתר שלהם למיקרו-פרונטאנדים קטנים ועצמאיים, כמו דפי המוצר, עגלת הקניות, תהליך התשלום ואזור ניהול חשבון המשתמש. כל אחד מהמיקרו-פרונטאנדים הללו יכול להיות מפותח ונפרס על ידי צוותים נפרדים, מה שמאפשר מחזורי פיתוח מהירים יותר וגמישות מוגברת. הם יכולים להשתמש בטכנולוגיות שונות עבור כל מיקרו-פרונטאנד, למשל, React עבור דפי המוצר, Vue.js עבור עגלת הקניות, ו-Angular עבור תהליך התשלום. זה מאפשר להם למנף את החוזקות של כל טכנולוגיה ולבחור את הכלי הטוב ביותר למשימה.

דוגמה נוספת היא בנק רב-לאומי. הם יכולים להשתמש ב-Module Federation כדי לבנות פלטפורמה בנקאית המותאמת לצרכים הספציפיים של כל אזור. יכולים להיות להם מיקרו-פרונטאנדים שונים לכל אזור, עם תכונות ספציפיות לתקנות הבנקאות ולהעדפות הלקוחות של אותו אזור. זה מאפשר להם לספק חוויה אישית ורלוונטית יותר ללקוחותיהם.

סיכום

Module Federation מציע גישה רבת עוצמה וגמישה לבניית מיקרו-פרונטאנדים. הוא מאפשר לצוותים לעבוד באופן עצמאי, לפרוס באופן עצמאי ולבחור את הטכנולוגיות המתאימות ביותר לצרכיהם. על ידי שיתוף קוד ותלויות, Module Federation יכול לקצר את זמני הבנייה, לשפר את הביצועים ולפשט את תהליך הפיתוח.

בעוד של-Module Federation יש אתגרים משלו, כגון ניהול גרסאות וניהול מצב, ניתן להתמודד איתם באמצעות תכנון קפדני ושימוש בכלים ובטכניקות מתאימות. על ידי הקפדה על שיטות עבודה מומלצות והתחשבות בשיקולים המתקדמים שנדונו במדריך זה, תוכלו ליישם בהצלחה מיקרו-פרונטאנדים עם Module Federation ולבנות יישומי פרונטאנד סקיילביליים, ברי-תחזוקה ועצמאיים.

ככל שנוף פיתוח הווב ממשיך להתפתח, מיקרו-פרונטאנדים הופכים לדפוס ארכיטקטוני חשוב יותר ויותר. Module Federation מספק בסיס איתן לבניית מיקרו-פרונטאנדים והוא כלי רב ערך עבור כל מפתח פרונטאנד המעוניין לבנות יישומי רשת מודרניים וסקיילביליים.