Arsitektur Frontend: Micro-Frontend dan Module Federation – Panduan Komprehensif

Dalam lanskap pengembangan web yang kompleks saat ini, membangun dan memelihara aplikasi frontend berskala besar bisa menjadi tantangan. Arsitektur frontend monolitik tradisional sering kali menyebabkan kode membengkak, waktu build yang lambat, dan kesulitan dalam kolaborasi tim. Micro-frontend dan module federation menawarkan solusi ampuh untuk masalah ini dengan memecah aplikasi besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, independen, dan mudah dikelola. Panduan komprehensif ini mengeksplorasi konsep arsitektur micro-frontend dan module federation, manfaat, tantangan, strategi implementasi, dan kapan harus memilihnya.

Apa itu Micro-Frontend?

Micro-frontend adalah gaya arsitektur yang menyusun aplikasi frontend sebagai kumpulan unit-unit yang independen dan mandiri, masing-masing dimiliki oleh tim yang terpisah. Unit-unit ini dapat dikembangkan, diuji, dan di-deploy secara independen, memungkinkan fleksibilitas dan skalabilitas yang lebih besar. Anggap saja seperti kumpulan situs web independen yang terintegrasi secara mulus menjadi satu pengalaman pengguna tunggal.

Ide inti di balik micro-frontend adalah menerapkan prinsip-prinsip microservice ke frontend. Sama seperti microservice yang menguraikan backend menjadi layanan-layanan yang lebih kecil dan mudah dikelola, micro-frontend menguraikan frontend menjadi aplikasi atau fitur yang lebih kecil dan mudah dikelola.

Manfaat Micro-Frontend:

• Peningkatan Skalabilitas: Deployment independen dari micro-frontend memungkinkan tim untuk menskalakan bagian aplikasi mereka tanpa memengaruhi tim lain atau seluruh aplikasi.
• Peningkatan Maintainabilitas: Basis kode yang lebih kecil lebih mudah dipahami, diuji, dan dipelihara. Setiap tim bertanggung jawab atas micro-frontend-nya sendiri, membuatnya lebih mudah untuk mengidentifikasi dan memperbaiki masalah.
• Keberagaman Teknologi: Tim dapat memilih tumpukan teknologi terbaik untuk micro-frontend spesifik mereka, memungkinkan fleksibilitas dan inovasi yang lebih besar. Ini bisa sangat penting di organisasi besar di mana tim yang berbeda mungkin memiliki keahlian dalam kerangka kerja yang berbeda.
• Deployment Independen: Micro-frontend dapat di-deploy secara independen, memungkinkan siklus rilis yang lebih cepat dan mengurangi risiko. Ini sangat penting untuk aplikasi besar di mana pembaruan yang sering diperlukan.
• Otonomi Tim: Tim memiliki kepemilikan penuh atas micro-frontend mereka, menumbuhkan rasa tanggung jawab dan akuntabilitas. Ini memberdayakan tim untuk membuat keputusan dan beriterasi dengan cepat.
• Ketergunaan Ulang Kode (Code Reusability): Komponen dan pustaka umum dapat dibagikan di seluruh micro-frontend, mendorong penggunaan ulang kode dan konsistensi.

Tantangan Micro-Frontend:

• Peningkatan Kompleksitas: Menerapkan arsitektur micro-frontend menambah kompleksitas pada sistem secara keseluruhan. Mengoordinasikan beberapa tim dan mengelola komunikasi antar-micro-frontend bisa menjadi tantangan.
• Tantangan Integrasi: Memastikan integrasi yang mulus antara micro-frontend memerlukan perencanaan dan koordinasi yang cermat. Masalah seperti dependensi bersama, routing, dan styling perlu ditangani.
• Overhead Kinerja: Memuat beberapa micro-frontend dapat menimbulkan overhead kinerja, terutama jika tidak dioptimalkan. Perhatian cermat perlu diberikan pada waktu muat dan penggunaan sumber daya.
• Manajemen State Bersama: Mengelola state bersama di seluruh micro-frontend bisa jadi rumit. Strategi seperti pustaka bersama, event bus, atau solusi manajemen state terpusat sering kali diperlukan.
• Overhead Operasional: Mengelola infrastruktur untuk beberapa micro-frontend bisa lebih kompleks daripada mengelola satu aplikasi monolitik.
• Masalah Lintas Sektor (Cross-Cutting Concerns): Menangani masalah lintas sektor seperti otentikasi, otorisasi, dan analitik memerlukan perencanaan dan koordinasi yang cermat di seluruh tim.

Apa itu Module Federation?

Module federation adalah arsitektur JavaScript, yang diperkenalkan di Webpack 5, yang memungkinkan Anda berbagi kode antara aplikasi yang dibangun dan di-deploy secara terpisah. Ini memungkinkan Anda membuat micro-frontend dengan memuat dan mengeksekusi kode dari aplikasi lain secara dinamis saat runtime. Pada dasarnya, ini memungkinkan aplikasi JavaScript yang berbeda untuk bertindak sebagai blok bangunan satu sama lain.

Berbeda dengan pendekatan micro-frontend tradisional yang sering kali mengandalkan iframe atau web component, module federation memungkinkan integrasi yang mulus dan state bersama antara micro-frontend. Ini memungkinkan Anda untuk mengekspos komponen, fungsi, atau bahkan seluruh modul dari satu aplikasi ke aplikasi lain, tanpa harus mempublikasikannya ke registri paket bersama.

Konsep Kunci Module Federation:

• Host: Aplikasi yang mengonsumsi modul dari aplikasi lain (remote).
• Remote: Aplikasi yang mengekspos modul untuk dikonsumsi oleh aplikasi lain (host).
• Dependensi Bersama: Dependensi yang dibagikan antara aplikasi host dan remote. Module federation memungkinkan Anda menghindari duplikasi dependensi bersama, meningkatkan kinerja, dan mengurangi ukuran bundel.
• Konfigurasi Webpack: Module federation dikonfigurasi melalui file konfigurasi Webpack, di mana Anda menentukan modul mana yang akan diekspos dan remote mana yang akan dikonsumsi.

Manfaat Module Federation:

• Berbagi Kode: Module federation memungkinkan Anda berbagi kode antara aplikasi yang dibangun dan di-deploy secara terpisah, mengurangi duplikasi kode dan meningkatkan penggunaan ulang kode.
• Deployment Independen: Micro-frontend dapat di-deploy secara independen, memungkinkan siklus rilis yang lebih cepat dan mengurangi risiko. Perubahan pada satu micro-frontend tidak memerlukan deployment ulang micro-frontend lainnya.
• Agnostik Teknologi (sampai batas tertentu): Meskipun terutama digunakan dengan aplikasi berbasis Webpack, module federation dapat diintegrasikan dengan alat build dan kerangka kerja lain dengan sedikit usaha.
• Peningkatan Kinerja: Dengan berbagi dependensi dan memuat modul secara dinamis, module federation dapat meningkatkan kinerja aplikasi dan mengurangi ukuran bundel.
• Pengembangan yang Disederhanakan: Module federation menyederhanakan proses pengembangan dengan memungkinkan tim untuk bekerja pada micro-frontend independen tanpa harus khawatir tentang masalah integrasi.

Tantangan Module Federation:

• Ketergantungan pada Webpack: Module federation terutama merupakan fitur Webpack, yang berarti Anda perlu menggunakan Webpack sebagai alat build Anda.
• Kompleksitas Konfigurasi: Mengonfigurasi module federation bisa jadi rumit, terutama untuk aplikasi besar dengan banyak micro-frontend.
• Manajemen Versi: Mengelola versi dependensi bersama dan modul yang diekspos bisa menjadi tantangan. Perencanaan dan koordinasi yang cermat diperlukan untuk menghindari konflik dan memastikan kompatibilitas.
• Kesalahan Runtime: Masalah dengan modul remote dapat menyebabkan kesalahan runtime di aplikasi host. Penanganan kesalahan dan pemantauan yang tepat sangat penting.
• Pertimbangan Keamanan: Mengekspos modul ke aplikasi lain menimbulkan pertimbangan keamanan. Anda perlu mempertimbangkan dengan cermat modul mana yang akan diekspos dan bagaimana melindunginya dari akses yang tidak sah.

Arsitektur Micro-Frontend: Berbagai Pendekatan

Ada beberapa pendekatan berbeda untuk mengimplementasikan arsitektur micro-frontend, masing-masing dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri. Berikut adalah beberapa pendekatan yang paling umum:

• Integrasi Waktu Build (Build-time Integration): Micro-frontend dibangun dan diintegrasikan ke dalam satu aplikasi pada waktu build. Pendekatan ini sederhana untuk diimplementasikan tetapi kurang fleksibel dibandingkan pendekatan lain.
• Integrasi Waktu Jalan melalui Iframe (Run-time Integration via Iframes): Micro-frontend dimuat ke dalam iframe saat runtime. Pendekatan ini memberikan isolasi yang kuat tetapi dapat menyebabkan masalah kinerja dan kesulitan dalam komunikasi antar-micro-frontend.
• Integrasi Waktu Jalan melalui Web Component (Run-time Integration via Web Components): Micro-frontend dikemas sebagai web component dan dimuat ke dalam aplikasi utama saat runtime. Pendekatan ini memberikan isolasi dan ketergunaan ulang yang baik tetapi bisa lebih kompleks untuk diimplementasikan.
• Integrasi Waktu Jalan melalui JavaScript (Run-time Integration via JavaScript): Micro-frontend dimuat sebagai modul JavaScript saat runtime. Pendekatan ini menawarkan fleksibilitas dan kinerja terbesar tetapi memerlukan perencanaan dan koordinasi yang cermat. Module federation termasuk dalam kategori ini.
• Edge Side Includes (ESI): Pendekatan sisi server di mana fragmen HTML dirakit di tepi CDN.

Strategi Implementasi untuk Micro-Frontend dengan Module Federation

Mengimplementasikan micro-frontend dengan module federation memerlukan perencanaan dan eksekusi yang cermat. Berikut adalah beberapa strategi utama yang perlu dipertimbangkan:

1. Tentukan Batasan yang Jelas: Tentukan dengan jelas batasan antara micro-frontend. Setiap micro-frontend harus bertanggung jawab atas domain atau fitur tertentu.
2. Buat Pustaka Komponen Bersama: Buat pustaka komponen bersama yang dapat digunakan oleh semua micro-frontend. Ini mendorong konsistensi dan mengurangi duplikasi kode. Pustaka komponen itu sendiri dapat menjadi modul terfederasi.
3. Implementasikan Sistem Routing Terpusat: Implementasikan sistem routing terpusat yang menangani navigasi antar-micro-frontend. Ini memastikan pengalaman pengguna yang mulus.
4. Pilih Strategi Manajemen State: Pilih strategi manajemen state yang berfungsi baik untuk aplikasi Anda. Pilihan termasuk pustaka bersama, event bus, atau solusi manajemen state terpusat seperti Redux atau Vuex.
5. Implementasikan Pipeline Build dan Deployment yang Kuat: Implementasikan pipeline build dan deployment yang kuat yang mengotomatiskan proses membangun, menguji, dan men-deploy micro-frontend.
6. Tetapkan Saluran Komunikasi yang Jelas: Tetapkan saluran komunikasi yang jelas antara tim yang mengerjakan micro-frontend yang berbeda. Ini memastikan bahwa semua orang berada di halaman yang sama dan masalah diselesaikan dengan cepat.
7. Pantau dan Ukur Kinerja: Pantau dan ukur kinerja arsitektur micro-frontend Anda. Ini memungkinkan Anda untuk mengidentifikasi dan mengatasi hambatan kinerja.

Contoh: Mengimplementasikan Micro-Frontend Sederhana dengan Module Federation (React)

Mari kita ilustrasikan contoh sederhana menggunakan React dan Webpack module federation. Kita akan memiliki dua aplikasi: aplikasi Host dan aplikasi Remote.

Aplikasi Remote (RemoteApp) - Mengekspos Komponen

1. Instal Dependensi:

            npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

2. Buat Komponen Sederhana (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;
            

              
                Copy
              
            
          

3. Buat index.js:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import RemoteComponent from './RemoteComponent';

ReactDOM.render(<RemoteComponent />, document.getElementById('root'));
            

              
                Copy
              
            
          

4. Buat 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',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

5. Buat index.html:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Remote App</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

6. Tambahkan konfigurasi Babel (.babelrc atau babel.config.js):

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

7. Jalankan Aplikasi Remote:

            npx webpack serve
            

              
                Copy
              
            
          

Aplikasi Host (HostApp) - Mengonsumsi Komponen Remote

1. Instal Dependensi:

            npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

2. Buat Komponen Sederhana (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;
            

              
                Copy
              
            
          

3. Buat index.js:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import Home from './Home';

ReactDOM.render(<Home />, document.getElementById('root'));
            

              
                Copy
              
            
          

4. Buat 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',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

5. Buat index.html:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Host App</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

6. Tambahkan konfigurasi Babel (.babelrc atau babel.config.js):

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

7. Jalankan Aplikasi Host:

            npx webpack serve
            

              
                Copy
              
            
          

Contoh ini menunjukkan bagaimana Host App dapat mengonsumsi RemoteComponent dari Remote App saat runtime. Aspek kuncinya termasuk mendefinisikan titik masuk remote di konfigurasi webpack Host dan menggunakan React.lazy dan Suspense untuk memuat komponen remote secara asinkron.

Kapan Harus Memilih Micro-Frontend dan Module Federation

Micro-frontend dan module federation bukanlah solusi yang cocok untuk semua situasi. Keduanya paling cocok untuk aplikasi besar dan kompleks dengan beberapa tim yang bekerja secara paralel. Berikut adalah beberapa skenario di mana micro-frontend dan module federation dapat bermanfaat:

• Tim Besar: Ketika beberapa tim bekerja pada aplikasi yang sama, micro-frontend dapat membantu mengisolasi kode dan mengurangi konflik.
• Aplikasi Warisan (Legacy): Micro-frontend dapat digunakan untuk secara bertahap memigrasikan aplikasi warisan ke arsitektur modern.
• Deployment Independen: Ketika Anda perlu men-deploy pembaruan secara sering tanpa memengaruhi bagian lain dari aplikasi, micro-frontend dapat memberikan isolasi yang diperlukan.
• Keberagaman Teknologi: Ketika Anda ingin menggunakan teknologi yang berbeda untuk bagian yang berbeda dari aplikasi, micro-frontend memungkinkan Anda untuk melakukannya.
• Kebutuhan Skalabilitas: Ketika Anda perlu menskalakan bagian yang berbeda dari aplikasi secara independen, micro-frontend dapat memberikan fleksibilitas yang diperlukan.

Namun, micro-frontend dan module federation tidak selalu menjadi pilihan terbaik. Untuk aplikasi kecil dan sederhana, kompleksitas tambahan mungkin tidak sebanding dengan manfaatnya. Dalam kasus seperti itu, arsitektur monolitik mungkin lebih tepat.

Pendekatan Alternatif untuk Micro-Frontend

Meskipun module federation adalah alat yang ampuh untuk membangun micro-frontend, itu bukan satu-satunya pendekatan. Berikut adalah beberapa strategi alternatif:

• Iframe: Pendekatan sederhana tetapi seringkali kurang berkinerja, memberikan isolasi yang kuat tetapi dengan tantangan dalam komunikasi dan styling.
• Web Component: Pendekatan berbasis standar untuk membuat elemen UI yang dapat digunakan kembali. Dapat digunakan untuk membangun micro-frontend yang agnostik terhadap kerangka kerja.
• Single-SPA: Kerangka kerja untuk mengatur beberapa aplikasi JavaScript dalam satu halaman.
• Server-Side Includes (SSI) / Edge-Side Includes (ESI): Teknik sisi server untuk menyusun fragmen HTML.

Praktik Terbaik untuk Arsitektur Micro-Frontend

Menerapkan arsitektur micro-frontend secara efektif memerlukan kepatuhan pada praktik terbaik:

• Prinsip Tanggung Jawab Tunggal (Single Responsibility Principle): Setiap micro-frontend harus memiliki tanggung jawab yang jelas dan terdefinisi dengan baik.
• Kemampuan Deploy Independen (Independent Deployability): Setiap micro-frontend harus dapat di-deploy secara independen.
• Agnostik Teknologi (jika memungkinkan): Berusahalah untuk agnostik teknologi agar tim dapat memilih alat terbaik untuk pekerjaan itu.
• Komunikasi Berbasis Kontrak: Tentukan kontrak yang jelas untuk komunikasi antar-micro-frontend.
• Pengujian Otomatis: Terapkan pengujian otomatis yang komprehensif untuk memastikan kualitas setiap micro-frontend dan sistem secara keseluruhan.
• Logging dan Pemantauan Terpusat: Terapkan logging dan pemantauan terpusat untuk melacak kinerja dan kesehatan arsitektur micro-frontend.

Kesimpulan

Micro-frontend dan module federation menawarkan pendekatan yang kuat untuk membangun aplikasi frontend yang skalabel, mudah dipelihara, dan fleksibel. Dengan memecah aplikasi besar menjadi unit-unit yang lebih kecil dan independen, tim dapat bekerja lebih efisien, merilis pembaruan lebih sering, dan berinovasi lebih cepat. Meskipun ada tantangan yang terkait dengan penerapan arsitektur micro-frontend, manfaatnya sering kali lebih besar daripada biayanya, terutama untuk aplikasi besar dan kompleks. Module federation memberikan solusi yang sangat elegan dan efisien untuk berbagi kode dan komponen antara micro-frontend. Dengan merencanakan dan melaksanakan strategi micro-frontend Anda dengan cermat, Anda dapat menciptakan arsitektur frontend yang sangat sesuai dengan kebutuhan organisasi dan pengguna Anda.

Seiring lanskap pengembangan web terus berkembang, micro-frontend dan module federation kemungkinan akan menjadi pola arsitektur yang semakin penting. Dengan memahami konsep, manfaat, dan tantangan dari pendekatan ini, Anda dapat memposisikan diri Anda untuk membangun generasi aplikasi web berikutnya.