Mikro-sučelja: Sveobuhvatni vodič za federaciju modula

U svijetu web razvoja koji se neprestano mijenja, izgradnja i održavanje velikih, složenih frontend aplikacija može postati značajan izazov. Monolitna sučelja, gdje je cijela aplikacija jedna, čvrsto povezana kodna baza, često dovode do sporijih razvojnih ciklusa, povećanih rizika pri implementaciji i poteškoća u skaliranju pojedinačnih značajki.

Mikro-sučelja (Micro Frontends) nude rješenje razbijanjem sučelja na manje, neovisne i upravljive jedinice. Ovaj arhitektonski pristup omogućuje timovima da rade autonomno, implementiraju neovisno i biraju tehnologije koje najbolje odgovaraju njihovim specifičnim potrebama. Jedna od najperspektivnijih tehnologija za implementaciju mikro-sučelja je federacija modula (Module Federation).

Što su mikro-sučelja?

Mikro-sučelja su arhitektonski stil u kojem se frontend aplikacija sastoji od više manjih, neovisnih frontend aplikacija. Te aplikacije mogu razvijati, implementirati i održavati različiti timovi, koristeći različite tehnologije i bez potrebe za koordinacijom u vrijeme izgradnje (build time). Svako mikro-sučelje odgovorno je za specifičnu značajku ili domenu cjelokupne aplikacije.

Ključna načela mikro-sučelja:

• Tehnološki neovisna: Timovi mogu odabrati najbolji tehnološki sklop za svoje specifično mikro-sučelje.
• Izolirane kodne baze timova: Svako mikro-sučelje ima svoju neovisnu kodnu bazu, što omogućuje neovisan razvoj i implementacije.
• Neovisna implementacija: Promjene na jednom mikro-sučelju ne zahtijevaju ponovnu implementaciju cijele aplikacije.
• Autonomni timovi: Timovi su odgovorni za svoje mikro-sučelje i mogu raditi neovisno.
• Progresivna nadogradnja: Pojedinačna mikro-sučelja mogu se nadograditi ili zamijeniti bez utjecaja na ostatak aplikacije.

Predstavljanje federacije modula

Federacija modula je JavaScript arhitektura predstavljena u Webpacku 5 koja omogućuje JavaScript aplikaciji dinamičko učitavanje koda iz druge aplikacije u stvarnom vremenu (runtime). To znači da različite aplikacije mogu dijeliti i koristiti module jedna od druge, čak i ako su izgrađene s različitim tehnologijama ili implementirane na različitim poslužiteljima.

Federacija modula pruža moćan mehanizam za implementaciju mikro-sučelja omogućavajući različitim frontend aplikacijama da izlažu i koriste module jedna od druge. To omogućuje besprijekornu integraciju različitih mikro-sučelja u jedno, kohezivno korisničko iskustvo.

Ključne prednosti federacije modula:

• Dijeljenje koda: Mikro-sučelja mogu dijeliti kod i komponente, smanjujući dupliciranje i poboljšavajući dosljednost.
• Integracija u stvarnom vremenu: Mikro-sučelja mogu se integrirati u stvarnom vremenu, omogućujući dinamičko sastavljanje i ažuriranja.
• Neovisne implementacije: Mikro-sučelja mogu se implementirati neovisno bez potrebe za koordinacijom ili ponovnom implementacijom drugih aplikacija.
• Tehnološki neovisna: Mikro-sučelja mogu biti izgrađena s različitim tehnologijama i još uvijek biti integrirana pomoću federacije modula.
• Smanjeno vrijeme izgradnje: Dijeljenjem koda i ovisnosti, federacija modula može smanjiti vrijeme izgradnje i poboljšati učinkovitost razvoja.

Kako radi federacija modula

Federacija modula radi definiranjem dviju vrsta aplikacija: host (domaćin) i remote (udaljena). Host aplikacija je glavna aplikacija koja koristi module iz drugih aplikacija. Remote aplikacija je aplikacija koja izlaže module koje druge aplikacije mogu koristiti.

Kada host aplikacija naiđe na naredbu za uvoz modula koji je izložen od strane remote aplikacije, Webpack dinamički učitava remote aplikaciju i rješava uvoz u stvarnom vremenu. To omogućuje host aplikaciji da koristi modul iz remote aplikacije kao da je dio vlastite kodne baze.

Ključni koncepti u federaciji modula:

• Host: Aplikacija koja koristi module iz udaljenih aplikacija.
• Remote: Aplikacija koja izlaže module koje druge aplikacije mogu koristiti.
• Exposed Modules (Izloženi moduli): Moduli koje remote aplikacija čini dostupnima za korištenje drugim aplikacijama.
• Shared Modules (Dijeljeni moduli): Moduli koji se dijele između host i remote aplikacija, smanjujući dupliciranje i poboljšavajući performanse.

Implementacija mikro-sučelja s federacijom modula: Praktičan primjer

Razmotrimo jednostavnu e-commerce aplikaciju s tri mikro-sučelja: katalog proizvoda, košarica za kupnju i korisnički profil.

Svako mikro-sučelje razvija zaseban tim i implementira se neovisno. Katalog proizvoda izrađen je u Reactu, košarica u Vue.js-u, a korisnički profil u Angularu. Glavna aplikacija djeluje kao host i integrira ova tri mikro-sučelja u jedno korisničko sučelje.

Korak 1: Konfiguriranje udaljenih aplikacija

Prvo, moramo konfigurirati svako mikro-sučelje kao remote aplikaciju. To uključuje definiranje modula koji će biti izloženi i dijeljenih modula koji će se koristiti.

Katalog proizvoda (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'],
    }),
  ],
};

U ovoj konfiguraciji izlažemo komponentu ProductList iz datoteke ./src/components/ProductList. Također dijelimo module react i react-dom s host aplikacijom.

Košarica za kupnju (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'],
    }),
  ],
};

Ovdje izlažemo komponentu ShoppingCart i dijelimo modul vue.

Korisnički profil (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'],
    }),
  ],
};

Izlažemo komponentu UserProfile i dijelimo potrebne Angular module.

Korak 2: Konfiguriranje host aplikacije

Zatim moramo konfigurirati host aplikaciju da koristi module koje izlažu remote aplikacije. To uključuje definiranje remote aplikacija i njihovo mapiranje na odgovarajuće URL-ove.

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'],
    }),
  ],
};

U ovoj konfiguraciji definiramo tri remote aplikacije: productCatalog, shoppingCart i userProfile. Svaka remote aplikacija mapirana je na URL svoje remoteEntry.js datoteke. Također dijelimo zajedničke ovisnosti među svim mikro-sučeljima.

Korak 3: Korištenje modula u host aplikaciji

Konačno, možemo koristiti module koje izlažu remote aplikacije u host aplikaciji. To uključuje uvoz modula pomoću dinamičkih uvoza i njihovo renderiranje na odgovarajućim mjestima.

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>E-commerce aplikacija</h1>
      <Suspense fallback={<div>Učitavanje kataloga proizvoda...</div>}>
        <ProductList />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Učitavanje košarice...</div>}>
        <ShoppingCart />
      <\Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Učitavanje korisničkog profila...</div>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

Koristimo React.lazy i Suspense za dinamičko učitavanje modula iz remote aplikacija. To osigurava da se moduli učitavaju samo kada su potrebni, poboljšavajući performanse aplikacije.

Napredna razmatranja i najbolje prakse

Iako federacija modula pruža moćan mehanizam za implementaciju mikro-sučelja, postoji nekoliko naprednih razmatranja i najboljih praksi koje treba imati na umu.

Upravljanje verzijama i kompatibilnost

Prilikom dijeljenja modula između mikro-sučelja, ključno je upravljati verzijama i osigurati kompatibilnost. Različita mikro-sučelja mogu imati različite ovisnosti ili zahtijevati različite verzije dijeljenih modula. Korištenje semantičkog verziranja i pažljivo upravljanje dijeljenim ovisnostima može pomoći u izbjegavanju sukoba i osigurati da mikro-sučelja besprijekorno rade zajedno.

Razmotrite alate kao što je `@module-federation/automatic-vendor-federation` koji pomažu automatizirati proces upravljanja dijeljenim ovisnostima.

Upravljanje stanjem (State Management)

Dijeljenje stanja između mikro-sučelja može biti izazovno. Različita mikro-sučelja mogu imati različita rješenja za upravljanje stanjem ili zahtijevati različit pristup dijeljenom stanju. Postoji nekoliko pristupa upravljanju stanjem u arhitekturi mikro-sučelja, uključujući:

• Dijeljene biblioteke za stanje: Korištenje dijeljene biblioteke za stanje poput Reduxa ili Zustanda za upravljanje globalnim stanjem.
• Prilagođeni događaji (Custom Events): Korištenje prilagođenih događaja za komunikaciju promjena stanja između mikro-sučelja.
• Stanje temeljeno na URL-u: Kodiranje stanja u URL i njegovo dijeljenje između mikro-sučelja.

Najbolji pristup ovisi o specifičnim potrebama aplikacije i razini povezanosti između mikro-sučelja.

Komunikacija između mikro-sučelja

Mikro-sučelja često trebaju međusobno komunicirati kako bi razmjenjivala podatke ili pokretala akcije. Postoji nekoliko načina za to, uključujući:

• Prilagođeni događaji: Korištenje prilagođenih događaja za slanje poruka između mikro-sučelja.
• Dijeljeni servisi: Stvaranje dijeljenih servisa kojima mogu pristupiti sva mikro-sučelja.
• Redovi poruka: Korištenje reda poruka za asinkronu komunikaciju između mikro-sučelja.

Odabir pravog mehanizma komunikacije ovisi o složenosti interakcija i željenoj razini razdvajanja između mikro-sučelja.

Sigurnosna razmatranja

Prilikom implementacije mikro-sučelja važno je uzeti u obzir sigurnosne implikacije. Svako mikro-sučelje trebalo bi biti odgovorno za vlastitu sigurnost, uključujući autentifikaciju, autorizaciju i validaciju podataka. Dijeljenje koda i podataka između mikro-sučelja trebalo bi se obavljati sigurno i s odgovarajućim kontrolama pristupa.

Osigurajte ispravnu validaciju i sanitizaciju unosa kako biste spriječili ranjivosti na cross-site scripting (XSS). Redovito ažurirajte ovisnosti kako biste zakrpali sigurnosne propuste.

Testiranje i nadzor

Testiranje i nadzor mikro-sučelja mogu biti složeniji od testiranja i nadzora monolitnih aplikacija. Svako mikro-sučelje trebalo bi se testirati neovisno, a integracijski testovi trebali bi se provoditi kako bi se osiguralo da mikro-sučelja ispravno rade zajedno. Nadzor bi trebao biti implementiran za praćenje performansi i zdravlja svakog mikro-sučelja.

Implementirajte end-to-end testove koji obuhvaćaju više mikro-sučelja kako biste osigurali besprijekorno korisničko iskustvo. Pratite metrike performansi aplikacije kako biste identificirali uska grla i područja za poboljšanje.

Federacija modula naspram drugih pristupa mikro-sučeljima

Iako je federacija modula moćan alat za izgradnju mikro-sučelja, to nije jedini dostupan pristup. Drugi uobičajeni pristupi mikro-sučeljima uključuju:

• Integracija u vrijeme izgradnje: Integriranje mikro-sučelja u vrijeme izgradnje pomoću alata kao što su Webpack ili Parcel.
• Integracija u stvarnom vremenu s iframeovima: Ugrađivanje mikro-sučelja u iframeove.
• Web komponente: Korištenje web komponenti za stvaranje višekratnih UI elemenata koji se mogu dijeliti između mikro-sučelja.
• Single-SPA: Korištenje okvira kao što je Single-SPA za upravljanje usmjeravanjem i orkestracijom mikro-sučelja.

Svaki pristup ima svoje prednosti i nedostatke, a najbolji pristup ovisi o specifičnim potrebama aplikacije.

Federacija modula naspram iframeova

iframeovi pružaju snažnu izolaciju, ali mogu biti nezgrapni za upravljanje i mogu negativno utjecati na performanse zbog opterećenja svakog iframea. Komunikacija između iframeova također može biti složena.

Federacija modula nudi besprijekornije iskustvo integracije s boljim performansama i lakšom komunikacijom između mikro-sučelja. Međutim, zahtijeva pažljivo upravljanje dijeljenim ovisnostima i verzijama.

Federacija modula naspram Single-SPA

Single-SPA je meta-okvir koji pruža jedinstven pristup upravljanju i orkestraciji mikro-sučelja. Nudi značajke poput dijeljenog konteksta, usmjeravanja i upravljanja stanjem.

Federacija modula može se koristiti zajedno sa Single-SPA kako bi se osigurala fleksibilna i skalabilna arhitektura za izgradnju složenih aplikacija s mikro-sučeljima.

Slučajevi upotrebe za federaciju modula

Federacija modula je pogodna za različite slučajeve upotrebe, uključujući:

• Velike poslovne aplikacije: Izgradnja i održavanje velikih, složenih poslovnih aplikacija s više timova.
• E-commerce platforme: Stvaranje modularnih i skalabilnih e-commerce platformi s neovisnim značajkama poput kataloga proizvoda, košarica i procesa naplate.
• Sustavi za upravljanje sadržajem (CMS): Razvoj fleksibilnih i proširivih CMS platformi s prilagodljivim modulima sadržaja.
• Nadzorne ploče i analitičke platforme: Izgradnja interaktivnih nadzornih ploča i analitičkih platformi s neovisnim widgetima i vizualizacijama.

Na primjer, razmotrite globalnu e-commerce tvrtku poput Amazona. Mogli bi koristiti federaciju modula kako bi svoju web stranicu razbili na manja, neovisna mikro-sučelja, kao što su stranice proizvoda, košarica, proces naplate i odjeljak za upravljanje korisničkim računom. Svako od ovih mikro-sučelja moglo bi biti razvijeno i implementirano od strane zasebnih timova, što omogućuje brže razvojne cikluse i povećanu agilnost. Mogli bi koristiti različite tehnologije za svako mikro-sučelje, na primjer, React za stranice proizvoda, Vue.js za košaricu i Angular za proces naplate. To im omogućuje da iskoriste prednosti svake tehnologije i odaberu najbolji alat za posao.

Drugi primjer je multinacionalna banka. Mogli bi koristiti federaciju modula za izgradnju bankarske platforme prilagođene specifičnim potrebama svake regije. Mogli bi imati različita mikro-sučelja za svaku regiju, sa značajkama koje su specifične za bankarske propise i preferencije kupaca te regije. To im omogućuje pružanje personaliziranijeg i relevantnijeg iskustva za svoje klijente.

Zaključak

Federacija modula nudi moćan i fleksibilan pristup izgradnji mikro-sučelja. Omogućuje timovima da rade neovisno, implementiraju neovisno i biraju tehnologije koje najbolje odgovaraju njihovim potrebama. Dijeljenjem koda i ovisnosti, federacija modula može smanjiti vrijeme izgradnje, poboljšati performanse i pojednostaviti proces razvoja.

Iako federacija modula ima svoje izazove, poput upravljanja verzijama i stanjem, oni se mogu riješiti pažljivim planiranjem i korištenjem odgovarajućih alata i tehnika. Slijedeći najbolje prakse i uzimajući u obzir napredna razmatranja o kojima se raspravljalo u ovom vodiču, možete uspješno implementirati mikro-sučelja s federacijom modula i izgraditi skalabilne, održive i neovisne frontend aplikacije.

Kako se krajolik web razvoja nastavlja razvijati, mikro-sučelja postaju sve važniji arhitektonski obrazac. Federacija modula pruža čvrst temelj za izgradnju mikro-sučelja i vrijedan je alat za svakog frontend developera koji želi graditi moderne, skalabilne web aplikacije.