フロントエンドマイクロフロントエンドの分離：アプリケーション境界の強制

マイクロフロントエンドは、スケーラブルで保守性の高いフロントエンドアプリケーションを構築するための強力なアプローチを提供します。ただし、このアーキテクチャパターンを正常に採用するには、アプリケーション境界の強制を慎重に検討する必要があります。適切な分離がなければ、マイクロフロントエンドは簡単に密結合になり、モジュール性と独立したデプロイメントの利点が損なわれます。この記事では、マイクロフロントエンドアーキテクチャにおけるアプリケーション境界の強制の重要な役割を掘り下げ、さまざまな分離手法と、保守性、拡張性、セキュリティへの影響について探ります。堅牢なマイクロフロントエンドシステムを設計および実装するのに役立つ実践的な洞察と例を提供します。

マイクロフロントエンドとは？

マイクロフロントエンドは、単一のフロントエンドアプリケーションが複数の小さく独立したアプリケーションで構成され、それぞれが個別のチームによって開発およびデプロイされるアーキテクチャスタイルを表します。フロントエンドに適用されるマイクロサービスアーキテクチャと考えてください。各マイクロフロントエンドは特定の機能またはドメインを担当し、さまざまなテクノロジーとフレームワークを使用して開発できます。

マイクロフロントエンドの主な利点：

• 独立した開発とデプロイメント：チームは、他のチームに影響を与えることなく、それぞれのマイクロフロントエンドで自律的に作業できます。
• テクノロジーの多様性：各マイクロフロントエンドは、特定のニーズに最適なテクノロジースタックを選択できるため、実験と革新が可能です。たとえば、あるマイクロフロントエンドはReactを使用し、別のマイクロフロントエンドはVue.jsを使用し、さらに別のマイクロフロントエンドはAngularを使用する場合があります。
• スケーラビリティとパフォーマンス：マイクロフロントエンドは、特定のトラフィックパターンに基づいて個別にスケーリングできます。また、個々の要件に基づいてパフォーマンスを最適化することもできます。たとえば、検索マイクロフロントエンドでは、アカウント管理マイクロフロントエンドとは異なるキャッシング戦略が必要になる場合があります。
• 保守性の向上：より小さく、より焦点を絞ったコードベースは、理解、テスト、および保守が容易です。
• 回復力の向上：1つのマイクロフロントエンドが失敗しても、必ずしもアプリケーション全体がダウンするとは限りません。

アプリケーション境界の強制が重要なのはなぜですか？

マイクロフロントエンドには大きな利点がありますが、新しい課題も生じます。最も重要なことの1つは、マイクロフロントエンド間の適切な分離を確保することです。明確な境界がないと、マイクロフロントエンドが密結合になり、次のようになります。

• コードの競合：別のチームが誤って競合するスタイルまたはJavaScriptコードを導入し、他のマイクロフロントエンドを破損させる可能性があります。
• パフォーマンスの問題：パフォーマンスの低いマイクロフロントエンドは、アプリケーション全体のパフォーマンスに悪影響を与える可能性があります。
• セキュリティの脆弱性：1つのマイクロフロントエンドのセキュリティの脆弱性は、アプリケーション全体を危険にさらす可能性があります。
• デプロイメントの依存関係：1つのマイクロフロントエンドの変更により、他のマイクロフロントエンドを再デプロイする必要が生じ、独立したデプロイメントの利点が損なわれます。
• 複雑さの増大：マイクロフロントエンド間の相互依存関係により、アプリケーションがより複雑になり、理解が難しくなる可能性があります。

アプリケーション境界の強制とは、これらの問題を回避するために、マイクロフロントエンド間の明確な境界を定義および強制するプロセスです。これにより、各マイクロフロントエンドが独立して動作し、アプリケーションの他の部分に悪影響を与えないことが保証されます。

マイクロフロントエンドの分離手法

マイクロフロントエンドアーキテクチャでアプリケーション境界を強制するために、いくつかの手法を使用できます。各手法には、複雑さ、パフォーマンス、および柔軟性の点で独自のトレードオフがあります。最も一般的なアプローチの概要を次に示します。

1. IFrame分離

説明：IFrameは、各マイクロフロントエンドを独自の独立したブラウザコンテキスト内に埋め込むことにより、最強の形式の分離を提供します。これにより、各マイクロフロントエンドが独自の個別のDOM、JavaScript環境、およびCSSスタイルを持つことが保証されます。

長所：

• 強力な分離：IFrameは完全な分離を提供し、コードの競合やパフォーマンスの問題を防ぎます。
• テクノロジーに依存しない：IFrame内のマイクロフロントエンドは、互いに影響を与えることなく、任意のテクノロジースタックを使用できます。
• レガシー統合：IFrameを使用して、レガシーアプリケーションをマイクロフロントエンドアーキテクチャに統合できます。古いJavaアプレットをIFrameでラップして、最新のReactアプリケーションに取り込むことを想像してみてください。

短所：

• 通信オーバーヘッド：IFrame内のマイクロフロントエンド間の通信では、`postMessage` APIを使用する必要があります。これは複雑になり、パフォーマンスオーバーヘッドが発生する可能性があります。
• SEOの課題：IFrame内のコンテンツは、検索エンジンがインデックスを作成するのが難しい場合があります。
• アクセシビリティに関する懸念：IFrameは、慎重に実装しないと、アクセシビリティに関する課題が生じる可能性があります。
• ユーザーエクスペリエンスの制限：特にナビゲーションと共有状態を扱う場合、IFrame間でシームレスなユーザーエクスペリエンスを作成することは困難です。

例：大規模なeコマースプラットフォームでは、IFrameを使用して、チェックアウトプロセスをアプリケーションの他の部分から分離する場合があります。これにより、チェックアウトプロセスの問題が、メインの製品カタログやブラウジングエクスペリエンスに影響を与えないことが保証されます。

2. Webコンポーネント

説明：Webコンポーネントは、カプセル化されたスタイルと動作を備えた再利用可能なカスタムHTML要素を作成できるWeb標準のセットです。分離と相互運用性の間で適切なバランスを提供します。

長所：

• カプセル化：Webコンポーネントは、内部スタイルと動作をカプセル化し、他のコンポーネントとの競合を防ぎます。シャドウDOMは、これの重要な部分です。
• 再利用性：Webコンポーネントは、異なるマイクロフロントエンドや、異なるアプリケーションでも再利用できます。
• 相互運用性：Webコンポーネントは、任意のJavaScriptフレームワークまたはライブラリで使用できます。
• パフォーマンス：Webコンポーネントは、一般的にIFrameと比較して優れたパフォーマンスを提供します。

短所：

• 複雑さ：Webコンポーネントの開発は、従来のJavaScriptコンポーネントの開発よりも複雑になる可能性があります。
• ブラウザのサポート：サポートは広範ですが、古いブラウザではポリフィルが必要になる場合があります。
• スタイルの課題：シャドウDOMはスタイルのカプセル化を提供しますが、グローバルスタイルまたはテーマの適用をより困難にする可能性もあります。CSS変数をご検討ください。

例：金融サービス会社は、Webコンポーネントを使用して、財務データを表示するために異なるマイクロフロントエンドで使用できる再利用可能なチャートコンポーネントを作成する場合があります。これにより、一貫性が確保され、コードの重複が削減されます。

3. モジュールフェデレーション

説明：Webpack 5の機能であるモジュールフェデレーションを使用すると、JavaScriptモジュールをランタイム時に他のアプリケーションから動的にロードできます。これにより、マイクロフロントエンドは、一緒にビルドする必要なく、コードと依存関係を共有できます。

長所：

• コードの共有：モジュールフェデレーションを使用すると、マイクロフロントエンドはコードと依存関係を共有できるため、コードの重複が減り、パフォーマンスが向上します。
• 動的な更新：マイクロフロントエンドは、アプリケーション全体を再デプロイしなくても、個別に更新できます。
• 簡素化された通信：モジュールフェデレーションを使用すると、マイクロフロントエンドは、複雑な通信メカニズムに依存せずに、互いに直接通信できます。

短所：

• 複雑さ：モジュールフェデレーションの構成は、特に大規模で複雑なアプリケーションでは複雑になる可能性があります。
• 依存関係の管理：共有の依存関係の管理は、異なるマイクロフロントエンドが同じ依存関係の異なるバージョンを必要とする可能性があるため、困難になる可能性があります。慎重なバージョンの固定とセマンティックバージョニングが重要です。
• ランタイムオーバーヘッド：モジュールを動的にロードすると、特に適切に最適化されていない場合、ランタイムオーバーヘッドが発生する可能性があります。

例：大規模なメディア会社は、モジュールフェデレーションを使用して、異なるチームが異なるコンテンツカテゴリ（ニュース、スポーツ、エンターテイメントなど）の独立したマイクロフロントエンドを開発およびデプロイできるようにする場合があります。これらのマイクロフロントエンドは、ユーザー認証モジュールなどの共通コンポーネントとサービスを共有できます。

4. Single-SPA

説明：Single-SPAは、単一のページ内で複数のJavaScriptフレームワークを調整できるJavaScriptフレームワークです。URLルートまたはその他の基準に基づいて、マイクロフロントエンドを登録およびアンマウントするメカニズムを提供します。

長所：

• フレームワークに依存しない：Single-SPAは、任意のJavaScriptフレームワークまたはライブラリで使用できます。
• 段階的な採用：Single-SPAを使用すると、既存のモノリシックアプリケーションをマイクロフロントエンドアーキテクチャに徐々に移行できます。
• 集中型ルーティング：Single-SPAは、マイクロフロントエンド間のナビゲーションを管理するための集中型ルーティングメカニズムを提供します。

短所：

• 複雑さ：Single-SPAのセットアップと構成は、特に大規模なアプリケーションでは複雑になる可能性があります。
• 共有ランタイム：Single-SPAは共有ランタイム環境に依存しているため、慎重に管理しないと、マイクロフロントエンド間で潜在的な競合が発生する可能性があります。
• パフォーマンスオーバーヘッド：複数のJavaScriptフレームワークを調整すると、特に初期ページロード時にパフォーマンスオーバーヘッドが発生する可能性があります。

例：大規模な教育プラットフォームは、Single-SPAを使用して、異なるテクノロジーを使用して異なるチームによって開発された異なる学習モジュールを統合する場合があります。これにより、ユーザーエクスペリエンスを中断することなく、既存のプラットフォームをマイクロフロントエンドアーキテクチャに徐々に移行できます。

5. ビルド時の統合（npmパッケージの使用など）

説明：このアプローチでは、マイクロフロントエンドを再利用可能なコンポーネントまたはライブラリ（npmパッケージなど）として公開し、ビルド時にメインアプリケーションにインポートします。技術的にはマイクロフロントエンドのアプローチですが、他の方法のランタイム分離の利点が欠けていることがよくあります。

長所：

• シンプルさ：特にチームがすでにパッケージ管理に精通している場合は、実装が比較的簡単です。
• コードの再利用：コードの再利用とコンポーネント化を促進します。

短所：

• 分離の制限：他の方法よりもランタイム分離が少なくなります。1つのマイクロフロントエンドへの変更では、メインアプリケーションの再構築と再デプロイが必要になります。
• 潜在的な依存関係の競合：競合を回避するために、共有の依存関係の慎重な管理が必要です。

例：一連の内部ツールを開発している会社は、一般的なUIコンポーネント（ボタン、フォーム、データグリッドなど）をnpmパッケージとして作成する場合があります。その後、各ツールはこれらのコンポーネントをインポートして使用できるため、スイート全体で一貫したルックアンドフィールが保証されます。

適切な分離手法の選択

マイクロフロントエンドアーキテクチャに最適な分離手法は、次のようないくつかの要因によって異なります。

• 必要な分離のレベル：マイクロフロントエンドを互いに完全に分離することがどれほど重要ですか？
• アプリケーションの複雑さ：マイクロフロントエンドはいくつあり、それらはどれほど複雑ですか？
• テクノロジースタック：マイクロフロントエンドの開発に使用されているテクノロジーは何ですか？
• チームの経験：チームはさまざまな分離手法でどのような経験を持っていますか？
• パフォーマンス要件：アプリケーションのパフォーマンス要件は何ですか？

各手法のトレードオフをまとめた表を次に示します。

手法	分離レベル	複雑さ	パフォーマンス	柔軟性
IFrames	高	中	低	高
Webコンポーネント	中	中	中	中
モジュールフェデレーション	低～中	高	中～高	中
Single-SPA	低～中	高	中	高
ビルド時の統合	低	低	高	低

アプリケーション境界の強制に関するベストプラクティス

選択する分離手法に関係なく、適切なアプリケーション境界の強制を保証するのに役立ついくつかのベストプラクティスがあります。

• 明確な境界を定義する：各マイクロフロントエンドの責任と境界を明確に定義します。これにより、重複や混乱を防ぐことができます。ドメイン駆動設計（DDD）の原則の使用をご検討ください。
• 通信プロトコルを確立する：マイクロフロントエンド間の明確な通信プロトコルを定義します。直接的な依存関係を回避し、適切に定義されたAPIまたはイベントベースの通信を使用します。
• 厳密なバージョニングを実装する：共有コンポーネントと依存関係に厳密なバージョニングを使用します。これにより、マイクロフロントエンドが個別に更新されたときの互換性の問題を回避できます。セマンティックバージョニング（SemVer）を強くお勧めします。
• 自動テスト：マイクロフロントエンドが適切に分離されており、アプリケーションの他の部分に回帰が発生しないことを確認するために、自動テストを実装します。単体テスト、統合テスト、およびエンドツーエンドテストを含めます。
• パフォーマンスの監視：各マイクロフロントエンドのパフォーマンスを監視して、潜在的なパフォーマンスボトルネックを特定して対処します。Google PageSpeed Insights、WebPageTest、またはNew Relicなどのツールを使用します。
• コードスタイルの整合性の強制：リンターとフォーマッター（ESLintやPrettierなど）を使用して、すべてのマイクロフロントエンドで一貫したコードスタイルを強制します。これにより、保守性が向上し、競合のリスクが軽減されます。
• 堅牢なCI/CDパイプラインの実装：各マイクロフロントエンドのビルド、テスト、およびデプロイメントプロセスを自動化して、独立した信頼性の高いリリースを保証します。
• ガバナンスモデルの確立：組織全体で一貫性と品質を確保するために、マイクロフロントエンドの開発とデプロイに関する明確なガイドラインとポリシーを定義します。

マイクロフロントエンドアーキテクチャの実際の例

いくつかの大企業が、スケーラブルで保守性の高いフロントエンドアプリケーションを構築するために、マイクロフロントエンドアーキテクチャを正常に採用しています。いくつかの例を次に示します。

• Spotify：Spotifyは、マイクロフロントエンドアーキテクチャを使用してデスクトップアプリケーションを構築しています。さまざまなチームが、音楽再生、ポッドキャストの閲覧、ユーザープロファイルの管理などのさまざまな機能を担当しています。
• IKEA：IKEAはマイクロフロントエンドを使用して、製品ページ、ショッピングカート、チェックアウトなど、eコマースWebサイトのさまざまなセクションを管理しています。
• DAZN：スポーツストリーミングサービスのDAZNは、マイクロフロントエンドを使用してWebおよびモバイルアプリケーションを構築しています。さまざまなチームが、さまざまなスポーツリーグと地域を担当しています。
• Klarna：マイクロフロントエンドアーキテクチャを使用して、柔軟でスケーラブルな決済ソリューションを世界中の加盟店と消費者に提供しています。

マイクロフロントエンド分離の将来

マイクロフロントエンドの状況は常に進化しており、新しいツールと手法が常に登場しています。注目すべき主要なトレンドのいくつかを次に示します。

• 改善されたツール：マイクロフロントエンドアプリケーションの構築と管理のための、より堅牢でユーザーフレンドリーなツールが登場することが予想されます。
• 標準化：マイクロフロントエンド間の通信に使用されるAPIとプロトコルを標準化する取り組みが進められています。
• サーバー側のレンダリング：サーバー側のレンダリングは、マイクロフロントエンドアプリケーションのパフォーマンスとSEOを向上させるためにますます重要になっています。
• エッジコンピューティング：エッジコンピューティングは、マイクロフロントエンドアプリケーションをユーザーの近くに分散させることで、パフォーマンスとスケーラビリティを向上させるために使用できます。

結論

アプリケーション境界の強制は、マイクロフロントエンドアーキテクチャを正常に構築するための重要な側面です。適切な分離手法を慎重に選択し、ベストプラクティスに従うことで、マイクロフロントエンドが独立して動作し、アプリケーションの他の部分に悪影響を与えないようにすることができます。これにより、よりスケーラブルで、保守しやすく、回復力のあるフロントエンドアプリケーションを構築できます。

マイクロフロントエンドは、複雑なフロントエンドアプリケーションを構築するための説得力のあるアプローチを提供しますが、慎重な計画と実行が必要です。さまざまな分離手法とそのトレードオフを理解することは、成功に不可欠です。マイクロフロントエンドの状況が進化し続けるにつれて、最新のトレンドとベストプラクティスに関する情報を常に把握しておくことが、将来性のあるフロントエンドアーキテクチャを構築するために不可欠になります。