JavaScript Module Federation：バージョン競合を解決戦略で乗り越える

JavaScript Module Federationは、独立してデプロイされたJavaScriptアプリケーション間でコードを共有できるwebpackの強力な機能です。これにより、マイクロフロントエンドアーキテクチャの作成が可能になり、異なるチームが大規模なアプリケーションの個々の部分を所有し、デプロイできます。しかし、この分散型の性質は、共有依存関係間でのバージョン競合の可能性をもたらします。この記事では、これらの競合の根本原因を探り、それらを解決するための効果的な戦略を提供します。

Module Federationにおけるバージョン競合の理解

Module Federationのセットアップでは、異なるアプリケーション（ホストとリモート）が同じライブラリ（例：React、Lodash）に依存する可能性があります。これらのアプリケーションが独立して開発・デプロイされると、共有ライブラリの異なるバージョンを使用する可能性があります。これにより、ホストとリモートのアプリケーションが互換性のないバージョンの同じライブラリを使用しようとすると、実行時エラーや予期しない動作につながる可能性があります。以下は、一般的な原因の内訳です：

• 異なるバージョン要件： 各アプリケーションが、そのpackage.jsonファイルで共有依存関係に対して異なるバージョン範囲を指定する可能性があります。例えば、あるアプリケーションはreact: ^16.0.0を要求し、別のアプリケーションはreact: ^17.0.0を要求する場合があります。
• 推移的な依存関係： トップレベルの依存関係が一貫していても、推移的な依存関係（依存関係の依存関係）がバージョン競合を引き起こす可能性があります。
• 一貫性のないビルドプロセス： 異なるビルド構成やビルドツールが、最終的なバンドルに含まれる共有ライブラリの異なるバージョンにつながる可能性があります。
• 非同期読み込み： Module Federationは、リモートモジュールの非同期読み込みを伴うことがよくあります。ホストアプリケーションが共有ライブラリの異なるバージョンに依存するリモートモジュールを読み込むと、リモートモジュールが共有ライブラリにアクセスしようとしたときに競合が発生する可能性があります。

シナリオ例

2つのアプリケーションがあると想像してください：

• ホストアプリケーション（アプリA）： React バージョン 17.0.2 を使用。
• リモートアプリケーション（アプリB）： React バージョン 16.8.0 を使用。

アプリAはアプリBをリモートモジュールとして消費します。アプリAが、React 16.8.0の機能に依存するアプリBのコンポーネントをレンダリングしようとすると、アプリAがReact 17.0.2を実行しているため、エラーや予期しない動作に遭遇する可能性があります。

バージョン競合を解決するための戦略

Module Federationにおけるバージョン競合に対処するために、いくつかの戦略を採用できます。最適なアプローチは、アプリケーションの特定の要件と競合の性質に依存します。

1. 依存関係の明示的な共有

最も基本的なステップは、ホストとリモートのアプリケーション間でどの依存関係を共有するかを明示的に宣言することです。これは、ホストとリモートの両方のwebpack設定でsharedオプションを使用して行います。

// webpack.config.js (ホストとリモート)
module.exports = {
  // ... 他の設定
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      // ... 他の設定
      shared: {
        react: {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^17.0.0', // またはより具体的なバージョン範囲
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^17.0.0',
        },
        // その他の共有依存関係
      },
    }),
  ],
};

shared設定オプションを詳しく見ていきましょう：

• singleton: true： これにより、すべてのアプリケーションで共有モジュールのインスタンスが1つだけ使用されることが保証されます。これはReactのようなライブラリにとって非常に重要で、複数のインスタンスがあるとエラーにつながる可能性があります。これをtrueに設定すると、共有モジュールの異なるバージョンに互換性がない場合にModule Federationがエラーをスローします。
• eager: true： デフォルトでは、共有モジュールは遅延読み込みされます。eagerをtrueに設定すると、共有モジュールが即座に読み込まれるようになり、バージョン競合による実行時エラーを防ぐのに役立ちます。
• requiredVersion: '^17.0.0'： これは、必要とされる共有モジュールの最小バージョンを指定します。これにより、アプリケーション間でバージョンの互換性を強制できます。パッチアップデートを許可するために、単一のバージョン番号ではなく、特定のバージョン範囲（例：^17.0.0や>=17.0.0 <18.0.0）を使用することを強くお勧めします。これは、複数のチームが同じ依存関係の異なるパッチバージョンを使用する可能性がある大規模な組織では特に重要です。

2. セマンティックバージョニング（SemVer）とバージョン範囲

セマンティックバージョニング（SemVer）の原則に従うことは、依存関係を効果的に管理するために不可欠です。SemVerは3部構成のバージョン番号（MAJOR.MINOR.PATCH）を使用し、各部分をインクリメントするためのルールを定義します：

• MAJOR： 互換性のないAPI変更を行った場合にインクリメントします。
• MINOR： 後方互換性のある方法で機能を追加した場合にインクリメントします。
• PATCH： 後方互換性のあるバグ修正を行った場合にインクリメントします。

package.jsonファイルやshared設定でバージョン要件を指定する際は、バージョン範囲（例：^17.0.0, >=17.0.0 <18.0.0, ~17.0.2）を使用して、破壊的な変更を避けつつ互換性のある更新を許可します。以下は、一般的なバージョン範囲演算子の簡単なリマインダーです：

• ^（キャレット）： 左端のゼロでない数値を変更しない更新を許可します。例えば、^1.2.3はバージョン1.2.4、1.3.0を許可しますが、2.0.0は許可しません。^0.2.3はバージョン0.2.4を許可しますが、0.3.0は許可しません。
• ~（チルダ）： パッチ更新を許可します。例えば、~1.2.3はバージョン1.2.4を許可しますが、1.3.0は許可しません。
• >=： 以上。
• <=： 以下。
• >： より大きい。
• <： より小さい。
• =： 等しい。
• *： 任意のバージョン。本番環境では予測不能な動作につながる可能性があるため、*の使用は避けてください。

3. 依存関係の重複排除

npm dedupeやyarn dedupeのようなツールは、node_modulesディレクトリ内の重複した依存関係を特定し、削除するのに役立ちます。これにより、各依存関係のバージョンが1つだけインストールされるようにすることで、バージョン競合の可能性を減らすことができます。

プロジェクトディレクトリでこれらのコマンドを実行してください：

npm dedupe
yarn dedupe

4. Module Federationの高度な共有設定の活用

Module Federationは、共有依存関係を設定するためのより高度なオプションを提供します。これらのオプションにより、依存関係がどのように共有され、解決されるかを微調整できます。

• version： 共有モジュールの正確なバージョンを指定します。
• import： 共有するモジュールへのパスを指定します。
• shareKey： モジュールを共有するために異なるキーを使用できます。これは、同じモジュールの複数のバージョンを異なる名前で共有する必要がある場合に便利です。
• shareScope： モジュールを共有するスコープを指定します。
• strictVersion： trueに設定すると、共有モジュールのバージョンが指定されたバージョンと完全に一致しない場合にModule Federationがエラーをスローします。

shareKeyとimportオプションを使用した例です：

// webpack.config.js (ホストとリモート)
module.exports = {
  // ... 他の設定
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      // ... 他の設定
      shared: {
        react16: {
          import: 'react',
          shareKey: 'react',
          singleton: true,
          requiredVersion: '^16.0.0',
        },
        react17: {
          import: 'react',
          shareKey: 'react',
          singleton: true,
          requiredVersion: '^17.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

この例では、React 16とReact 17の両方が同じshareKey（'react'）で共有されます。これにより、ホストとリモートのアプリケーションは競合を引き起こすことなく異なるバージョンのReactを使用できます。ただし、このアプローチはバンドルサイズが増加し、異なるReactバージョンが本当に互換性がない場合にランタイムの問題を引き起こす可能性があるため、注意して使用する必要があります。通常は、すべてのマイクロフロントエンドで単一のReactバージョンに標準化する方が良いです。

5. 一元化された依存関係管理システムの使用

マイクロフロントエンドに取り組む複数のチームを持つ大規模な組織では、一元化された依存関係管理システムが非常に価値があります。このシステムを使用して、共有依存関係の一貫したバージョン要件を定義し、強制することができます。pnpm（共有node_modules戦略を持つ）やカスタムソリューションのようなツールは、すべてのアプリケーションが共有ライブラリの互換性のあるバージョンを使用することを保証するのに役立ちます。

例：pnpm

pnpmは、パッケージを保存するためにコンテンツアドレス可能なファイルシステムを使用します。パッケージをインストールすると、pnpmはそのストア内のパッケージへのハードリンクを作成します。これは、複数のプロジェクトがファイルを複製することなく同じパッケージを共有できることを意味します。これにより、ディスクスペースを節約し、インストール速度を向上させることができます。さらに重要なことに、プロジェクト間の一貫性を確保するのに役立ちます。

pnpmで一貫したバージョンを強制するには、pnpmfile.jsファイルを使用できます。このファイルを使用すると、プロジェクトの依存関係がインストールされる前に変更することができます。例えば、共有依存関係のバージョンを上書きして、すべてのプロジェクトが同じバージョンを使用するようにすることができます。

// pnpmfile.js
module.exports = {
  hooks: {
    readPackage(pkg) {
      if (pkg.dependencies && pkg.dependencies.react) {
        pkg.dependencies.react = '^17.0.0';
      }
      if (pkg.devDependencies && pkg.devDependencies.react) {
        pkg.devDependencies.react = '^17.0.0';
      }
      return pkg;
    },
  },
};

6. ランタイムバージョンチェックとフォールバック

場合によっては、ビルド時にバージョン競合を完全に排除することが不可能な場合があります。このような状況では、ランタイムバージョンチェックとフォールバックを実装できます。これには、実行時に共有ライブラリのバージョンを確認し、バージョンに互換性がない場合に代替のコードパスを提供することが含まれます。これは複雑でオーバーヘッドを追加しますが、特定のシナリオでは必要な戦略となることがあります。

// 例：ランタイムバージョンチェック
import React from 'react';

function MyComponent() {
  if (React.version && React.version.startsWith('16')) {
    // React 16 固有のコードを使用
    return <div>React 16 Component</div>;
  } else if (React.version && React.version.startsWith('17')) {
    // React 17 固有のコードを使用
    return <div>React 17 Component</div>;
  } else {
    // フォールバックを提供
    return <div>Unsupported React version</div>;
  }
}

export default MyComponent;

重要な考慮事項：

• パフォーマンスへの影響： ランタイムチェックはオーバーヘッドを追加します。控えめに使用してください。
• 複雑さ： 複数のコードパスを管理すると、コードの複雑さとメンテナンスの負担が増加する可能性があります。
• テスト： すべてのコードパスを徹底的にテストして、アプリケーションが共有ライブラリの異なるバージョンで正しく動作することを確認してください。

7. テストと継続的インテグレーション

包括的なテストは、バージョン競合を特定し、解決するために不可欠です。ホストとリモートのアプリケーション間の相互作用をシミュレートする統合テストを実装します。これらのテストは、共有ライブラリの異なるバージョンを含む、さまざまなシナリオをカバーする必要があります。堅牢な継続的インテグレーション（CI）システムは、コードに変更が加えられるたびにこれらのテストを自動的に実行する必要があります。これにより、開発プロセスの早い段階でバージョン競合を捉えることができます。

CIパイプラインのベストプラクティス：

• 異なる依存関係バージョンでテストを実行： 共有依存関係の異なるバージョンでテストを実行するようにCIパイプラインを設定します。これにより、本番環境に到達する前に互換性の問題を特定できます。
• 自動化された依存関係の更新： RenovateやDependabotなどのツールを使用して、依存関係を自動的に更新し、プルリクエストを作成します。これにより、依存関係を最新の状態に保ち、バージョン競合を回避できます。
• 静的解析： 静的解析ツールを使用して、コード内の潜在的なバージョン競合を特定します。

実世界の例とベストプラクティス

これらの戦略がどのように適用されるか、いくつかの実世界の例を考えてみましょう：

• シナリオ1：大規模Eコマースプラットフォーム

  大規模なEコマースプラットフォームは、Module Federationを使用してストアフロントを構築しています。異なるチームが、商品一覧ページ、ショッピングカート、チェックアウトページなど、ストアフロントの異なる部分を所有しています。バージョン競合を避けるため、プラットフォームはpnpmに基づいた一元化された依存関係管理システムを使用しています。pnpmfile.jsファイルを使用して、すべてのマイクロフロントエンドで共有依存関係の一貫したバージョンを強制します。また、プラットフォームには、異なるマイクロフロントエンド間の相互作用をシミュレートする統合テストを含む包括的なテストスイートがあります。Dependabotによる自動化された依存関係の更新も、依存関係のバージョンを積極的に管理するために使用されています。

• シナリオ2：金融サービスアプリケーション

  金融サービスアプリケーションは、Module Federationを使用してユーザーインターフェースを構築しています。アプリケーションは、アカウント概要ページ、取引履歴ページ、投資ポートフォリオページなど、いくつかのマイクロフロントエンドで構成されています。厳しい規制要件のため、アプリケーションは一部の依存関係の古いバージョンをサポートする必要があります。これに対処するため、アプリケーションはランタイムバージョンチェックとフォールバックを使用しています。また、アプリケーションには、異なるブラウザやデバイスでの手動テストを含む厳格なテストプロセスがあります。

• シナリオ3：グローバルコラボレーションプラットフォーム

  北米、ヨーロッパ、アジアのオフィスで使用されているグローバルコラボレーションプラットフォームは、Module Federationを使用しています。コアプラットフォームチームは、ロックされたバージョンを持つ厳格な共有依存関係のセットを定義します。リモートモジュールを開発する個々の機能チームは、これらの共有依存関係のバージョンに従う必要があります。ビルドプロセスは、すべてのチームで一貫したビルド環境を確保するためにDockerコンテナを使用して標準化されています。CI/CDパイプラインには、異なる地域の開発環境から生じる可能性のあるバージョン競合や互換性の問題を捉えるために、さまざまなブラウザバージョンやオペレーティングシステムに対して実行される広範な統合テストが含まれています。

結論

JavaScript Module Federationは、スケーラブルで保守可能なマイクロフロントエンドアーキテクチャを構築するための強力な方法を提供します。しかし、共有依存関係間のバージョン競合の可能性に対処することが不可欠です。依存関係を明示的に共有し、セマンティックバージョニングに従い、依存関係の重複排除ツールを使用し、Module Federationの高度な共有設定を活用し、堅牢なテストと継続的インテグレーションの実践を実装することで、バージョン競合を効果的に乗り越え、回復力のある堅牢なマイクロフロントエンドアプリケーションを構築できます。組織の規模、複雑さ、および特定のニーズに最も適した戦略を選択することを忘れないでください。Module Federationの利点をうまく活用するためには、依存関係管理に対する積極的で明確に定義されたアプローチが不可欠です。