Merancang Jembatan State Frontend: Panduan Global untuk Berbagi State Lintas Aplikasi dalam Micro-Frontend

Pergeseran global menuju arsitektur micro-frontend merupakan salah satu evolusi terpenting dalam pengembangan web sejak munculnya Single Page Applications (SPA). Dengan memecah codebase frontend monolitik menjadi aplikasi yang lebih kecil dan dapat di-deploy secara independen, tim di seluruh dunia dapat berinovasi lebih cepat, menskalakan lebih efektif, dan merangkul keragaman teknologi. Namun, kebebasan arsitektural ini menimbulkan tantangan baru yang krusial: Bagaimana frontend independen ini berkomunikasi dan berbagi state satu sama lain?

Perjalanan pengguna jarang terbatas pada satu micro-frontend. Pengguna mungkin menambahkan produk ke keranjang di micro-frontend 'penemuan-produk', melihat jumlah keranjang diperbarui di micro-frontend 'header-global', dan akhirnya checkout di micro-frontend 'pembelian'. Pengalaman mulus ini membutuhkan lapisan komunikasi yang kuat dan dirancang dengan baik. Di sinilah konsep Jembatan State Frontend hadir.

Panduan komprehensif ini ditujukan untuk arsitek perangkat lunak, lead developer, dan tim engineering yang beroperasi dalam konteks global. Kami akan menjelajahi prinsip-prinsip inti, pola arsitektur, dan strategi tata kelola untuk membangun jembatan state yang menghubungkan ekosistem micro-frontend Anda, memungkinkan pengalaman pengguna yang kohesif tanpa mengorbankan otonomi yang membuat arsitektur ini begitu kuat.

Memahami Tantangan Manajemen State dalam Micro-Frontend

Dalam frontend monolitik tradisional, manajemen state adalah masalah yang sudah terpecahkan. Satu toko state terpadu seperti Redux, Vuex, atau MobX berfungsi sebagai sistem saraf pusat aplikasi. Semua komponen membaca dan menulis ke sumber kebenaran tunggal ini.

Dalam dunia micro-frontend, model ini tidak berlaku. Setiap micro-frontend (MFE) adalah sebuah pulau—aplikasi mandiri dengan kerangka kerja sendiri, dependensinya sendiri, dan sering kali, manajemen state internalnya sendiri. Sekadar membuat satu toko Redux yang masif dan memaksa setiap MFE untuk menggunakannya akan mengembalikan penggabungan ketat yang ingin kita hindari, menciptakan 'monolit terdistribusi'.

Oleh karena itu, tantangannya adalah memfasilitasi komunikasi antar pulau-pulau ini. Kita dapat mengkategorikan jenis state yang biasanya perlu melewati jembatan state:

• State Aplikasi Global: Ini adalah data yang relevan untuk seluruh pengalaman pengguna, terlepas dari MFE mana yang sedang aktif. Contohnya meliputi:
  • Status otentikasi pengguna dan informasi profil (misalnya, nama, avatar).
  • Pengaturan lokalisasi (misalnya, bahasa, wilayah).
  • Preferensi tema UI (misalnya, mode gelap/terang).
  • Bendera fitur tingkat aplikasi.
• State Transaksional atau Lintas Fungsi: Ini adalah data yang berasal dari satu MFE dan dibutuhkan oleh MFE lain untuk menyelesaikan alur kerja pengguna. Seringkali bersifat sementara. Contohnya meliputi:
  • Isi keranjang belanja, dibagikan antara MFE produk, keranjang, dan checkout.
  • Data dari formulir di satu MFE yang digunakan untuk mengisi MFE lain di halaman yang sama.
  • Kueri pencarian yang dimasukkan di MFE header yang perlu memicu hasil di MFE hasil pencarian.
• State Perintah dan Notifikasi: Ini melibatkan satu MFE yang menginstruksikan kontainer atau MFE lain untuk melakukan tindakan. Ini lebih tentang memicu peristiwa daripada berbagi data. Contohnya meliputi:
  • Sebuah MFE memicu peristiwa untuk menampilkan notifikasi keberhasilan atau kesalahan global.
  • Sebuah MFE meminta perubahan navigasi dari router aplikasi utama.

Prinsip Inti Jembatan State Micro-Frontend

Sebelum menyelami pola-pola spesifik, sangat penting untuk menetapkan prinsip-prinsip panduan untuk jembatan state yang sukses. Jembatan yang dirancang dengan baik harus:

• Dilepas (Decoupled): MFE seharusnya tidak memiliki pengetahuan langsung tentang implementasi internal satu sama lain. MFE-A tidak boleh tahu bahwa MFE-B dibangun dengan React dan menggunakan Redux. Ia hanya boleh berinteraksi dengan kontrak yang telah ditentukan dan independen dari teknologi yang disediakan oleh jembatan.
• Eksplisit: Kontrak komunikasi harus eksplisit dan terdefinisi dengan baik. Hindari bergantung pada variabel global bersama atau memanipulasi DOM MFE lain. 'API' jembatan harus jelas dan didokumentasikan.
• Skalabel: Solusi harus berskala dengan baik seiring organisasi Anda menambahkan puluhan atau bahkan ratusan MFE. Dampak kinerja dari penambahan MFE baru ke jaringan komunikasi harus minimal.
• Tahan Banting (Resilient): Kegagalan atau ketidakresponsifan satu MFE seharusnya tidak merusak seluruh mekanisme berbagi state atau memengaruhi MFE lain yang tidak terkait. Jembatan harus mengisolasi kegagalan.
• Independen dari Teknologi: Salah satu manfaat utama MFE adalah kebebasan teknologi. Jembatan state harus mendukung ini dengan tidak terikat pada kerangka kerja tertentu seperti React, Angular, atau Vue. Ia harus berkomunikasi menggunakan prinsip JavaScript universal.

Pola Arsitektur untuk Membangun Jembatan State

Tidak ada solusi yang cocok untuk semua orang untuk jembatan state. Pilihan yang tepat tergantung pada kompleksitas aplikasi Anda, struktur tim, dan kebutuhan komunikasi spesifik. Mari kita jelajahi pola yang paling umum dan efektif.

Pola 1: Event Bus (Publish/Subscribe)

Ini seringkali merupakan pola yang paling sederhana dan paling terlepas. Ini meniru papan pesan dunia nyata: satu MFE memposting pesan (menerbitkan peristiwa), dan MFE lain mana pun yang tertarik pada jenis pesan tersebut dapat mendengarkannya (berlangganan).

Konsep: Dispatcher peristiwa pusat disediakan untuk semua MFE. MFE dapat memancarkan peristiwa bernama dengan payload data. MFE lain mendaftarkan pendengar untuk nama peristiwa spesifik ini dan menjalankan fungsi callback ketika peristiwa tersebut dipancarkan.

Implementasi:

• Native Browser: Gunakan `window.CustomEvent` bawaan browser. Sebuah MFE dapat memancarkan peristiwa pada objek `window` (`window.dispatchEvent(new CustomEvent('cart:add', { detail: product }))`), dan yang lain dapat mendengarkan (`window.addEventListener('cart:add', (event) => { ... })`).
• Pustaka: Untuk fitur yang lebih canggih seperti peristiwa wildcard atau manajemen instans yang lebih baik, pustaka seperti mitt, tiny-emitter, atau bahkan solusi canggih seperti RxJS dapat digunakan.

Contoh Skenario: Memperbarui mini-cart.

1. MFE Detail Produk memublikasikan peristiwa `ADD_TO_CART` dengan data produk sebagai payload.
2. MFE Header, yang berisi ikon mini-cart, berlangganan peristiwa `ADD_TO_CART`.
3. Ketika peristiwa dipancarkan, pendengar MFE Header memperbarui status internalnya untuk mencerminkan item baru dan merender ulang jumlah keranjang.

Kelebihan:

• Pelepasan yang Ekstrem (Extreme Decoupling): Penerbit tidak tahu siapa, jika ada, yang mendengarkan. Ini sangat baik untuk skalabilitas.
• Independen dari Teknologi: Berdasarkan peristiwa JavaScript standar, ini berfungsi dengan kerangka kerja apa pun.
• Ideal untuk Perintah: Sempurna untuk notifikasi dan perintah 'fire-and-forget' (misalnya, 'tampilkan-toast-sukses').

Kekurangan:

• Kurangnya Snapshot State: Anda tidak dapat menanyakan 'status saat ini' dari sistem. Anda hanya tahu peristiwa apa yang telah terjadi. MFE yang dimuat terlambat mungkin melewatkan peristiwa penting di masa lalu.
• Tantangan Debugging: Melacak aliran data bisa sulit. Tidak selalu jelas siapa yang menerbitkan atau mendengarkan peristiwa tertentu, yang menyebabkan 'spaghetti' dari pendengar peristiwa.
• Manajemen Kontrak: Membutuhkan disiplin yang ketat dalam penamaan peristiwa dan mendefinisikan struktur payload untuk menghindari bentrokan dan kebingungan.

Pola 2: Shared Global Store

Pola ini menyediakan sumber kebenaran sentral yang dapat diamati untuk state global bersama, terinspirasi oleh manajemen state monolitik tetapi diadaptasi untuk lingkungan terdistribusi.

Konsep: Aplikasi kontainer (aplikasi 'shell' yang menampung MFE) menginisialisasi toko state yang independen dari kerangka kerja dan membuat API-nya tersedia untuk semua MFE anak. Toko ini hanya menyimpan state yang benar-benar global, seperti informasi sesi pengguna atau tema.

Implementasi:

• Gunakan pustaka ringan yang independen dari kerangka kerja seperti Zustand, Nano Stores, atau `BehaviorSubject` RxJS sederhana. `BehaviorSubject` sangat baik karena menyimpan nilai 'saat ini' untuk pelanggan baru mana pun.
• Kontainer membuat instans toko dan mengeksposnya, misalnya, melalui `window.myApp.stateBridge = { getUser, subscribeToUser, loginUser }`.

Contoh Skenario: Mengelola otentikasi pengguna.

1. Aplikasi Kontainer membuat toko pengguna menggunakan Zustand dengan state `{ user: null }` dan aksi `login()` dan `logout()`.
2. Ia mengekspos API seperti `window.appShell.userStore`.
3. MFE Login memanggil `window.appShell.userStore.getState().login(credentials)`.
4. MFE Profil berlangganan perubahan (`window.appShell.userStore.subscribe(...)`) dan merender ulang setiap kali data pengguna berubah, segera mencerminkan login.

Kelebihan:

• Sumber Kebenaran Tunggal: Menyediakan lokasi yang jelas dan dapat diawasi untuk semua state global bersama.
• Aliran State yang Dapat Diprediksi: Lebih mudah untuk memahami bagaimana dan kapan state berubah, membuat debugging lebih sederhana.
• State untuk Pendatang Terlambat: MFE yang dimuat kemudian dapat segera menanyakan toko untuk state saat ini (misalnya, apakah pengguna sudah login?).

Kekurangan:

• Risiko Penggabungan Ketat: Jika tidak dikelola dengan hati-hati, toko bersama dapat berkembang menjadi monolit baru di mana semua MFE menjadi terikat erat pada strukturnya.
• Membutuhkan Kontrak yang Ketat: Bentuk toko dan API-nya harus didefinisikan dan diberi versi secara ketat.
• Boilerplate: Mungkin memerlukan penulisan adapter spesifik kerangka kerja di setiap MFE untuk mengonsumsi API toko secara idiomatik (misalnya, membuat hook React kustom).

Pola 3: Web Components sebagai Saluran Komunikasi

Pola ini memanfaatkan model komponen bawaan browser untuk membuat alur komunikasi yang jelas dan hierarkis.

Konsep: Setiap micro-frontend dibungkus dalam Elemen Kustom standar. Aplikasi kontainer kemudian dapat meneruskan data ke MFE melalui atribut/properti dan mendengarkan data yang datang melalui peristiwa kustom.

Implementasi:

• Gunakan API `customElements.define()` untuk mendaftarkan MFE Anda.
• Gunakan atribut untuk meneruskan data yang dapat diserialisasi (string, angka).
• Gunakan properti untuk meneruskan data kompleks (objek, array).
• Gunakan `this.dispatchEvent(new CustomEvent(...))` dari dalam elemen kustom untuk berkomunikasi ke atas ke induk.

Contoh Skenario: MFE pengaturan.

1. Kontainer merender MFE: ``.
2. MFE Pengaturan (di dalam pembungkus elemen kustomnya) menerima data `user-profile`.
3. Ketika pengguna menyimpan perubahan, MFE memancarkan peristiwa: `this.dispatchEvent(new CustomEvent('profileUpdated', { detail: newProfileData }))`.
4. Aplikasi kontainer mendengarkan peristiwa `profileUpdated` pada elemen `` dan memperbarui state global.

Kelebihan:

• Bawaan Browser: Tidak memerlukan pustaka. Ini adalah standar web dan secara inheren independen dari kerangka kerja.
• Aliran Data yang Jelas: Hubungan induk-anak eksplisit (props ke bawah, peristiwa ke atas), yang mudah dipahami.
• Enkapsulasi: Pekerjaan internal MFE sepenuhnya disembunyikan di balik API Elemen Kustom.

Kekurangan:

• Batasan Hierarkis: Pola ini paling baik untuk komunikasi induk-anak. Ini menjadi canggung untuk komunikasi antara MFE saudara kandung, yang harus dimediasi oleh induk.
• Serialisasi Data: Meneruskan data melalui atribut memerlukan serialisasi (misalnya, `JSON.stringify`), yang bisa merepotkan.

Memilih Pola yang Tepat: Kerangka Kerja Keputusan

Sebagian besar aplikasi global berskala besar tidak mengandalkan satu pola. Mereka menggunakan pendekatan hybrid, memilih alat yang tepat untuk pekerjaan itu. Berikut adalah kerangka kerja sederhana untuk memandu keputusan Anda:

• Untuk perintah dan notifikasi lintas-MFE: Mulai dengan Event Bus. Ini sederhana, sangat terlepas, dan sempurna untuk tindakan di mana pengirim tidak memerlukan respons. (misalnya, 'Pengguna keluar', 'Tampilkan notifikasi')
• Untuk state aplikasi global bersama: Gunakan Shared Global Store. Ini menyediakan sumber kebenaran tunggal untuk data penting seperti otentikasi, profil pengguna, dan lokalisasi, yang dibutuhkan banyak MFE untuk dibaca secara konsisten.
• Untuk menyematkan MFE satu sama lain: Web Components menawarkan API alami dan terstandarisasi untuk model interaksi induk-anak ini.
• Untuk state persisten penting yang dibagikan antar perangkat: Pertimbangkan pendekatan Backend-for-Frontend (BFF). Di sini, BFF menjadi sumber kebenaran, dan MFE menanyakan/memutasikannya. Ini lebih kompleks tetapi menawarkan tingkat konsistensi tertinggi.

Pengaturan yang umum mungkin melibatkan Shared Global Store untuk sesi pengguna dan Event Bus untuk semua masalah lintas-potongan yang bersifat sementara lainnya.

Implementasi Praktis: Contoh Shared Store

Mari kita ilustrasikan pola Shared Global Store dengan contoh sederhana yang independen dari kerangka kerja menggunakan objek biasa dengan model berlangganan.

Langkah 1: Definisikan Jembatan State di Aplikasi Kontainer

            
// Di aplikasi kontainer (misalnya, shell.js)

const createStore = (initialState) => {
  let state = initialState;
  const listeners = new Set();

  return {
    getState: () => state,
    setState: (newState) => {
      state = { ...state, ...newState };
      listeners.forEach(listener => listener(state));
    },
    subscribe: (listener) => {
      listeners.add(listener);
      // Kembalikan fungsi unsubscribe
      return () => listeners.delete(listener);
    },
  };
};

const userStore = createStore({ user: null, theme: 'light' });

// Ekspos jembatan secara global dengan cara yang terstruktur
window.myGlobalApp = {
  stateBridge: {
    userStore,
  },
};

            

              
                Copy
              
            
          

Langkah 2: Mengonsumsi Toko di MFE Berbasis React

            
// Di MFE Berbasis React Profil
import React, { useState, useEffect } from 'react';

const userStore = window.myGlobalApp.stateBridge.userStore;

const UserProfile = () => {
  const [user, setUser] = useState(userStore.getState().user);

  useEffect(() => {
    const handleStateChange = (newState) => {
      setUser(newState.user);
    };
    const unsubscribe = userStore.subscribe(handleStateChange);
    // Bersihkan langganan saat unmount
    return () => unsubscribe();
  }, []);

  if (!user) {
    return <p>Silakan login.</p>;
  }

  return <h3>Selamat datang, {user.name}!</h3>;
};

            

              
                Copy
              
            
          

Langkah 3: Mengonsumsi Toko di MFE Vanilla JS

            
// Di MFE Header Berbasis Vanilla JS

const userStore = window.myGlobalApp.stateBridge.userStore;
const welcomeMessageElement = document.getElementById('welcome-message');

const updateUserMessage = (state) => {
  if (state.user) {
    welcomeMessageElement.textContent = `Halo, ${state.user.name}`;
  } else {
    welcomeMessageElement.textContent = 'Tamu';
  }
};

// Render status awal
updateUserMessage(userStore.getState());

// Berlangganan ke perubahan selanjutnya
userStore.subscribe(updateUserMessage);

            

              
                Copy
              
            
          

Contoh ini menunjukkan bagaimana toko yang dapat diamati yang sederhana dapat secara efektif menjembatani kesenjangan antara kerangka kerja yang berbeda sambil mempertahankan API yang jelas dan dapat diprediksi.

Tata Kelola dan Praktik Terbaik untuk Tim Global

Mengimplementasikan jembatan state sama saja dengan tantangan organisasi seperti tantangan teknis, terutama untuk tim global yang terdistribusi.

• Tetapkan Kontrak yang Jelas: 'API' jembatan state Anda adalah fitur terpentingnya. Definisikan bentuk state bersama dan tindakan yang tersedia menggunakan spesifikasi formal. Antarmuka TypeScript atau Skema JSON sangat baik untuk ini. Tempatkan definisi ini dalam paket bersama yang diberi versi yang dapat dikonsumsi oleh semua tim.
• Memberi Versi Jembatan: Perubahan yang merusak pada API jembatan state bisa berakibat fatal. Gunakan strategi pemberian versi yang jelas (misalnya, Semantic Versioning). Ketika perubahan yang merusak diperlukan, sebarkan di balik bendera versi atau gunakan pola adapter untuk mendukung API lama dan baru untuk sementara, memungkinkan tim untuk bermigrasi sesuai kecepatan mereka di zona waktu yang berbeda.
• Definisikan Kepemilikan: Siapa yang memiliki jembatan state? Ini seharusnya bukan sembarangan. Biasanya, tim 'Platform' atau 'Infrastruktur Frontend' pusat bertanggung jawab untuk memelihara logika inti jembatan, dokumentasi, dan stabilitas. Perubahan harus diajukan dan ditinjau melalui proses formal, seperti dewan tinjauan arsitektur atau proses RFC (Request for Comments) publik.
• Prioritaskan Dokumentasi: Dokumentasi jembatan state sama pentingnya dengan kodenya. Ini harus jelas, dapat diakses, dan mencakup contoh praktis untuk setiap kerangka kerja yang didukung di organisasi Anda. Ini adalah suatu keharusan untuk memungkinkan kolaborasi asinkron di seluruh tim global.
• Investasikan pada Alat Debugging: Debugging state di berbagai aplikasi itu sulit. Tingkatkan toko bersama Anda dengan middleware yang mencatat semua perubahan state, termasuk MFE mana yang memicu perubahan. Ini bisa sangat berharga untuk melacak bug. Anda bahkan dapat membuat ekstensi browser sederhana untuk memvisualisasikan state bersama dan riwayat peristiwa.

Kesimpulan

Revolusi micro-frontend menawarkan manfaat luar biasa untuk membangun aplikasi web skala besar dengan tim global yang terdistribusi. Namun, mewujudkan potensi ini bergantung pada pemecahan masalah komunikasi. Jembatan State Frontend bukan hanya utilitas; ini adalah bagian inti dari infrastruktur aplikasi Anda yang memungkinkan kumpulan bagian independen berfungsi sebagai satu kesatuan yang kohesif.

Dengan memahami berbagai pola arsitektur, menetapkan prinsip-prinsip yang jelas, dan berinvestasi dalam tata kelola yang kuat, Anda dapat membangun jembatan state yang dapat diskalakan, tangguh, dan memberdayakan tim Anda untuk membangun pengalaman pengguna yang luar biasa. Perjalanan dari pulau-pulau terisolasi ke kepulauan yang terhubung adalah pilihan arsitektur yang disengaja—satu yang memberikan dividen dalam kecepatan, skala, dan kolaborasi selama bertahun-tahun yang akan datang.