Padroneggiare la Module Federation di JavaScript: La Potenza dello Scope Condiviso e della Condivisione delle Dipendenze

Nel panorama in rapida evoluzione dello sviluppo web, la creazione di applicazioni scalabili e manutenibili spesso comporta l'adozione di modelli architetturali sofisticati. Tra questi, il concetto di microfrontend ha guadagnato una notevole trazione, consentendo ai team di sviluppare e distribuire parti di un'applicazione in modo indipendente. Al centro della perfetta integrazione e dell'efficiente condivisione del codice tra queste unità indipendenti si trova il plugin Module Federation di Webpack, e un componente critico della sua potenza è lo scope condiviso.

Questa guida completa approfondisce il meccanismo dello scope condiviso all'interno di JavaScript Module Federation. Esploreremo cos'è, perché è essenziale per la condivisione delle dipendenze, come funziona e le strategie pratiche per implementarlo efficacemente. Il nostro obiettivo è fornire agli sviluppatori le conoscenze per sfruttare questa potente funzionalità per migliorare le prestazioni, ridurre le dimensioni dei bundle e migliorare l'esperienza degli sviluppatori in team di sviluppo globali e diversificati.

Cos'è la Module Federation di JavaScript?

Prima di immergerci nello scope condiviso, è fondamentale comprendere il concetto fondamentale di Module Federation. Introdotta con Webpack 5, la Module Federation è una soluzione a tempo di compilazione e a tempo di esecuzione che consente alle applicazioni JavaScript di condividere dinamicamente codice (come librerie, framework o persino interi componenti) tra applicazioni compilate separatamente. Ciò significa che è possibile avere più applicazioni distinte (spesso definite 'remotes' o 'consumers') che possono caricare codice da un'applicazione 'container' o 'host', e viceversa.

I principali vantaggi della Module Federation includono:

• Condivisione del Codice: Elimina il codice ridondante tra più applicazioni, riducendo le dimensioni complessive dei bundle e migliorando i tempi di caricamento.
• Deployment Indipendente: I team possono sviluppare e distribuire diverse parti di una grande applicazione in modo indipendente, favorendo l'agilità e cicli di rilascio più rapidi.
• Agnosticismo Tecnologico: Sebbene utilizzata principalmente con Webpack, facilita in una certa misura la condivisione tra diversi strumenti di compilazione o framework, promuovendo la flessibilità.
• Integrazione a Runtime: Le applicazioni possono essere composte a tempo di esecuzione, consentendo aggiornamenti dinamici e strutture applicative flessibili.

Il Problema: Dipendenze Ridondanti nei Microfrontend

Consideriamo uno scenario in cui si hanno più microfrontend che dipendono tutti dalla stessa versione di una popolare libreria UI come React, o di una libreria di gestione dello stato come Redux. Senza un meccanismo di condivisione, ogni microfrontend includerebbe nel proprio bundle una copia di queste dipendenze. Questo porta a:

• Dimensioni dei Bundle Gonfiate: Ogni applicazione duplica inutilmente le librerie comuni, portando a dimensioni di download maggiori per gli utenti.
• Aumento del Consumo di Memoria: Più istanze della stessa libreria caricate nel browser possono consumare più memoria.
• Comportamento Incoerente: Versioni diverse di librerie condivise tra le applicazioni possono portare a bug sottili e problemi di compatibilità.
• Spreco di Risorse di Rete: Gli utenti potrebbero scaricare la stessa libreria più volte se navigano tra diversi microfrontend.

È qui che entra in gioco lo scope condiviso della Module Federation, offrendo una soluzione elegante a queste sfide.

Comprendere lo Scope Condiviso della Module Federation

Lo scope condiviso, spesso configurato tramite l'opzione shared all'interno del plugin Module Federation, è il meccanismo che consente a più applicazioni distribuite in modo indipendente di condividere le dipendenze. Quando configurata, la Module Federation garantisce che una singola istanza di una dipendenza specificata venga caricata e resa disponibile a tutte le applicazioni che la richiedono.

Fondamentalmente, lo scope condiviso funziona creando un registro o un contenitore globale per i moduli condivisi. Quando un'applicazione richiede una dipendenza condivisa, la Module Federation controlla questo registro. Se la dipendenza è già presente (cioè caricata da un'altra applicazione o dall'host), utilizza l'istanza esistente. Altrimenti, carica la dipendenza e la registra nello scope condiviso per un uso futuro.

La configurazione tipicamente si presenta così:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... altre configurazioni di webpack
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'container',
      remotes: {
        'app1': 'app1@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        'app2': 'app2@http://localhost:3002/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Opzioni di Configurazione Chiave per le Dipendenze Condivise:

• singleton: true: Questa è forse l'opzione più critica. Se impostata su true, garantisce che venga caricata una sola istanza della dipendenza condivisa tra tutte le applicazioni che la consumano. Se più applicazioni tentano di caricare la stessa dipendenza singleton, la Module Federation fornirà loro la stessa istanza.
• eager: true: Per impostazione predefinita, le dipendenze condivise vengono caricate in modo lazy, il che significa che vengono recuperate solo quando vengono importate o utilizzate esplicitamente. Impostare eager: true forza il caricamento della dipendenza non appena l'applicazione si avvia, anche se non viene utilizzata immediatamente. Questo può essere vantaggioso per le librerie critiche come i framework per garantire che siano disponibili fin dall'inizio.
• requiredVersion: '...': Questa opzione specifica la versione richiesta della dipendenza condivisa. La Module Federation tenterà di soddisfare la versione richiesta. Se più applicazioni richiedono versioni diverse, la Module Federation ha meccanismi per gestire questa situazione (discussi più avanti).
• version: '...': È possibile impostare esplicitamente la versione della dipendenza che verrà pubblicata nello scope condiviso.
• import: false: Questa impostazione dice a Module Federation di non includere automaticamente nel bundle la dipendenza condivisa. Si aspetta invece che venga fornita esternamente (che è il comportamento predefinito quando si condivide).
• packageDir: '...': Specifica la directory del pacchetto da cui risolvere la dipendenza condivisa, utile nei monorepo.

Come lo Scope Condiviso Abilita la Condivisione delle Dipendenze

Analizziamo il processo con un esempio pratico. Immaginiamo di avere un'applicazione principale 'container' e due applicazioni 'remote', `app1` e `app2`. Tutte e tre le applicazioni dipendono da `react` e `react-dom` versione 18.

Scenario 1: L'Applicazione Contenitore Condivide le Dipendenze

In questa configurazione comune, l'applicazione contenitore definisce le dipendenze condivise. Il file `remoteEntry.js`, generato da Module Federation, espone questi moduli condivisi.

Configurazione Webpack del Contenitore (`container/webpack.config.js`):

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'container',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './App': './src/App',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ora, `app1` e `app2` consumeranno queste dipendenze condivise.

Configurazione Webpack di `app1` (`app1/webpack.config.js`):

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'app1',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './Feature1': './src/Feature1',
      },
      remotes: {
        'container': 'container@http://localhost:3000/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Configurazione Webpack di `app2` (`app2/webpack.config.js`):

La configurazione per `app2` sarebbe simile a quella di `app1`, dichiarando anche `react` e `react-dom` come condivisi con gli stessi requisiti di versione.

Come funziona a runtime:

1. L'applicazione contenitore si carica per prima, rendendo le sue istanze condivise di `react` e `react-dom` disponibili nel suo scope di Module Federation.
2. Quando `app1` si carica, richiede `react` e `react-dom`. La Module Federation in `app1` vede che sono contrassegnati come condivisi e `singleton: true`. Controlla lo scope globale per le istanze esistenti. Se il contenitore le ha già caricate, `app1` riutilizza quelle istanze.
3. Allo stesso modo, quando `app2` si carica, riutilizza anche le stesse istanze di `react` e `react-dom`.

Ciò si traduce nel caricamento di una sola copia di `react` e `react-dom` nel browser, riducendo significativamente la dimensione totale del download.

Scenario 2: Condivisione di Dipendenze tra Applicazioni Remote

La Module Federation consente anche alle applicazioni remote di condividere dipendenze tra di loro. Se `app1` e `app2` utilizzano entrambe una libreria che *non* è condivisa dal contenitore, possono comunque condividerla se entrambe la dichiarano come condivisa nelle rispettive configurazioni.

Esempio: Supponiamo che `app1` e `app2` utilizzino entrambe una libreria di utilità `lodash`.

Configurazione Webpack di `app1` (aggiungendo lodash):

            
// ... all'interno di ModuleFederationPlugin per app1
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

Configurazione Webpack di `app2` (aggiungendo lodash):

            
// ... all'interno di ModuleFederationPlugin per app2
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

In questo caso, anche se il contenitore non condivide esplicitamente `lodash`, `app1` e `app2` riusciranno a condividere una singola istanza di `lodash` tra di loro, a condizione che vengano caricate nello stesso contesto del browser.

Gestione delle Mancate Corrispondenze di Versione

Una delle sfide più comuni nella condivisione delle dipendenze è la compatibilità delle versioni. Cosa succede quando `app1` richiede `react` v18.1.0 e `app2` richiede `react` v18.2.0? La Module Federation fornisce strategie robuste per la gestione di questi scenari.

1. Corrispondenza di Versione Rigida (Comportamento predefinito per `requiredVersion`)

Quando si specifica una versione precisa (es. '18.1.0') o un intervallo rigido (es. '^18.1.0'), la Module Federation lo imporrà. Se un'applicazione tenta di caricare una dipendenza condivisa con una versione che non soddisfa il requisito di un'altra applicazione che la sta già utilizzando, ciò potrebbe causare errori.

2. Intervalli di Versione e Fallback

L'opzione requiredVersion supporta gli intervalli del versionamento semantico (SemVer). Ad esempio, '^18.0.0' significa qualsiasi versione da 18.0.0 fino a (ma non inclusa) 19.0.0. Se più applicazioni richiedono versioni all'interno di questo intervallo, la Module Federation utilizzerà tipicamente la versione compatibile più alta che soddisfa tutti i requisiti.

Consideriamo questo:

• Contenitore: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.0.0' } }
• `app1`: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.1.0' } }
• `app2`: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.2.0' } }

Se il contenitore si carica per primo, stabilisce `react` v18.0.0 (o qualsiasi versione effettivamente includa). Quando `app1` richiede `react` con `^18.1.0`, potrebbe fallire se la versione del contenitore è inferiore a 18.1.0. Tuttavia, se `app1` si carica per primo e fornisce `react` v18.1.0, e poi `app2` richiede `react` con `^18.2.0`, la Module Federation cercherà di soddisfare il requisito di `app2`. Se l'istanza di `react` v18.1.0 è già caricata, potrebbe generare un errore perché v18.1.0 non soddisfa `^18.2.0`.

Per mitigare questo, è buona pratica definire le dipendenze condivise con l'intervallo di versioni accettabile più ampio, di solito nell'applicazione contenitore. Ad esempio, l'uso di '^18.0.0' consente flessibilità. Se un'applicazione remota specifica ha una dipendenza rigida da una versione di patch più recente, dovrebbe essere configurata per fornire esplicitamente quella versione.

3. Utilizzo di `shareKey` e `shareScope`

La Module Federation consente anche di controllare la chiave con cui un modulo viene condiviso e lo scope in cui risiede. Questo può essere utile per scenari avanzati, come la condivisione di versioni diverse della stessa libreria sotto chiavi diverse.

4. L'opzione `strictVersion`

Quando `strictVersion` è abilitato (che è il comportamento predefinito per `requiredVersion`), la Module Federation genera un errore se una dipendenza non può essere soddisfatta. Impostare strictVersion: false può consentire una gestione delle versioni più tollerante, in cui la Module Federation potrebbe tentare di utilizzare una versione più vecchia se una più recente non è disponibile, ma questo può portare a errori a runtime.

Best Practice per l'Uso dello Scope Condiviso

Per sfruttare efficacemente lo scope condiviso della Module Federation ed evitare le trappole comuni, considerate queste best practice:

1. Centralizzare le Dipendenze Condivise: Designare un'applicazione principale (spesso il contenitore o un'applicazione di librerie condivise dedicata) come fonte di verità per le dipendenze comuni e stabili come framework (React, Vue, Angular), librerie di componenti UI e librerie di gestione dello stato.
2. Definire Intervalli di Versione Ampi: Utilizzare intervalli SemVer (es. '^18.0.0') per le dipendenze condivise nell'applicazione di condivisione primaria. Ciò consente ad altre applicazioni di utilizzare versioni compatibili senza forzare aggiornamenti rigidi in tutto l'ecosistema.
3. Documentare Chiaramente le Dipendenze Condivise: Mantenere una documentazione chiara su quali dipendenze sono condivise, le loro versioni e quali applicazioni sono responsabili della loro condivisione. Questo aiuta i team a comprendere il grafo delle dipendenze.
4. Monitorare le Dimensioni dei Bundle: Analizzare regolarmente le dimensioni dei bundle delle vostre applicazioni. Lo scope condiviso della Module Federation dovrebbe portare a una riduzione delle dimensioni dei chunk caricati dinamicamente, poiché le dipendenze comuni vengono esternalizzate.
5. Gestire le Dipendenze Non Deterministiche: Fate attenzione alle dipendenze che vengono aggiornate frequentemente o che hanno API instabili. La condivisione di tali dipendenze potrebbe richiedere una gestione delle versioni e test più attenti.
6. Usare `eager: true` con Criterio: Sebbene `eager: true` garantisca che una dipendenza venga caricata in anticipo, un uso eccessivo può portare a carichi iniziali più grandi. Usatelo per le librerie critiche che sono essenziali per l'avvio dell'applicazione.
7. Il Testing è Cruciale: Testare a fondo l'integrazione dei vostri microfrontend. Assicurarsi che le dipendenze condivise vengano caricate correttamente e che i conflitti di versione vengano gestiti con grazia. I test automatizzati, inclusi i test di integrazione e end-to-end, sono vitali.
8. Considerare i Monorepo per Semplicità: Per i team che iniziano con la Module Federation, la gestione delle dipendenze condivise all'interno di un monorepo (utilizzando strumenti come Lerna o Yarn Workspaces) può semplificare la configurazione e garantire la coerenza. L'opzione `packageDir` è particolarmente utile in questo caso.
9. Gestire i Casi Limite con `shareKey` e `shareScope`: Se si incontrano scenari di versioning complessi o si ha la necessità di esporre versioni diverse della stessa libreria, esplorare le opzioni `shareKey` e `shareScope` per un controllo più granulare.
10. Considerazioni sulla Sicurezza: Assicurarsi che le dipendenze condivise vengano recuperate da fonti attendibili. Implementare le migliori pratiche di sicurezza per la vostra pipeline di build e il processo di deployment.

Impatto Globale e Considerazioni

Per i team di sviluppo globali, la Module Federation e il suo scope condiviso offrono vantaggi significativi:

• Coerenza tra Regioni: Assicura che tutti gli utenti, indipendentemente dalla loro posizione geografica, sperimentino l'applicazione con le stesse dipendenze di base, riducendo le incoerenze regionali.
• Cicli di Iterazione più Rapidi: I team in fusi orari diversi possono lavorare su funzionalità o microfrontend indipendenti senza doversi costantemente preoccupare di duplicare librerie comuni o di intralciarsi a vicenda per quanto riguarda le versioni delle dipendenze.
• Ottimizzato per Reti Diverse: Ridurre la dimensione complessiva del download attraverso le dipendenze condivise è particolarmente vantaggioso per gli utenti con connessioni internet più lente o a consumo, che sono prevalenti in molte parti del mondo.
• Onboarding Semplificato: I nuovi sviluppatori che si uniscono a un grande progetto possono comprendere più facilmente l'architettura dell'applicazione e la gestione delle dipendenze quando le librerie comuni sono chiaramente definite e condivise.

Tuttavia, i team globali devono anche essere consapevoli di:

• Strategie CDN: Se le dipendenze condivise sono ospitate su una CDN, assicurarsi che la CDN abbia una buona portata globale e una bassa latenza per tutte le regioni target.
• Supporto Offline: Per le applicazioni che richiedono funzionalità offline, la gestione delle dipendenze condivise e della loro cache diventa più complessa.
• Conformità Normativa: Assicurarsi che la condivisione di librerie sia conforme a qualsiasi licenza software o regolamento sulla privacy dei dati pertinente nelle diverse giurisdizioni.

Trappole Comuni e Come Evitarle

1. `singleton` Configurato In modo Errato

Problema: Dimenticare di impostare singleton: true per le librerie che dovrebbero avere una sola istanza.

Soluzione: Impostare sempre singleton: true per framework, librerie e utilità che si intende condividere in modo univoco tra le applicazioni.

2. Requisiti di Versione Incoerenti

Problema: Diverse applicazioni specificano intervalli di versione molto diversi e incompatibili per la stessa dipendenza condivisa.

Soluzione: Standardizzare i requisiti di versione, specialmente nell'app contenitore. Utilizzare ampi intervalli SemVer e documentare eventuali eccezioni.

3. Condivisione Eccessiva di Librerie Non Essenziali

Problema: Tentare di condividere ogni singola piccola libreria di utilità, portando a una configurazione complessa e potenziali conflitti.

Soluzione: Concentrarsi sulla condivisione di dipendenze grandi, comuni e stabili. Le piccole utilità usate raramente potrebbero essere meglio incluse localmente nel bundle per evitare complessità.

4. Non Gestire Correttamente il File `remoteEntry.js`

Problema: Il file `remoteEntry.js` non è accessibile o non viene servito correttamente alle applicazioni che lo consumano.

Soluzione: Assicurarsi che la strategia di hosting per le entry remote sia robusta e che gli URL specificati nella configurazione `remotes` siano accurati e accessibili.

5. Ignorare le Implicazioni di `eager: true`

Problema: Impostare eager: true su troppe dipendenze, portando a un tempo di caricamento iniziale lento.

Soluzione: Usare eager: true solo per le dipendenze che sono assolutamente critiche per il rendering iniziale o la funzionalità principale delle vostre applicazioni.

Conclusione

Lo scope condiviso di JavaScript Module Federation è uno strumento potente per la creazione di applicazioni web moderne e scalabili, in particolare all'interno di un'architettura a microfrontend. Abilitando un'efficiente condivisione delle dipendenze, affronta i problemi di duplicazione del codice, gonfiore e incoerenza, portando a prestazioni e manutenibilità migliorate. Comprendere e configurare correttamente l'opzione shared, in particolare le proprietà singleton e requiredVersion, è la chiave per sbloccare questi benefici.

Man mano che i team di sviluppo globali adottano sempre più strategie a microfrontend, padroneggiare lo scope condiviso della Module Federation diventa fondamentale. Aderendo alle best practice, gestendo attentamente il versioning e conducendo test approfonditi, è possibile sfruttare questa tecnologia per costruire applicazioni robuste, ad alte prestazioni e manutenibili che servono efficacemente una base di utenti internazionale diversificata.

Abbracciate la potenza dello scope condiviso e spianate la strada per uno sviluppo web più efficiente e collaborativo in tutta la vostra organizzazione.