JavaScript Module Federationの共有スコープの複雑さを探ります。これはマイクロフロントエンドやアプリケーション間で効率的な依存関係共有を実現する重要な機能です。パフォーマンスと保守性を向上させる活用方法を学びましょう。
JavaScript Module Federationをマスターする：共有スコープと依存関係共有の力
急速に進化するウェブ開発の世界では、スケーラブルで保守性の高いアプリケーションを構築するために、洗練されたアーキテクチャパターンを採用することがしばしば求められます。その中でも、マイクロフロントエンドという概念が大きな注目を集めており、チームがアプリケーションの一部を独立して開発・デプロイすることを可能にしています。これらの独立したユニット間のシームレスな統合と効率的なコード共有を可能にする中心にあるのが、WebpackのModule Federationプラグインであり、その力の重要な要素が共有スコープです。
この包括的なガイドでは、JavaScript Module Federation内の共有スコープの仕組みを深く掘り下げます。それが何であるか、なぜ依存関係の共有に不可欠なのか、どのように機能するのか、そしてそれを効果的に実装するための実践的な戦略を探ります。私たちの目的は、多様なグローバル開発チーム全体で、パフォーマンスの向上、バンドルサイズの削減、開発者体験の改善のためにこの強力な機能を活用する知識を開発者に提供することです。
JavaScript Module Federationとは？
共有スコープに飛び込む前に、Module Federationの基本的な概念を理解することが重要です。Webpack 5で導入されたModule Federationは、JavaScriptアプリケーションが別々にコンパイルされたアプリケーション間でコード（ライブラリ、フレームワーク、さらにはコンポーネント全体など）を動的に共有できるようにする、ビルド時および実行時のソリューションです。これは、複数の異なるアプリケーション（しばしば「リモート」または「コンシューマー」と呼ばれる）が、「コンテナ」または「ホスト」アプリケーションからコードをロードできることを意味し、その逆も可能です。
Module Federationの主な利点は次のとおりです：
- コード共有：複数のアプリケーションにまたがる冗長なコードを排除し、全体のバンドルサイズを削減し、ロード時間を改善します。
- 独立したデプロイ：チームは大規模なアプリケーションの異なる部分を独立して開発・デプロイできるため、アジリティと迅速なリリースサイクルが促進されます。
- 技術的非依存性：主にWebpackで使用されますが、ある程度は異なるビルドツールやフレームワーク間での共有を促進し、柔軟性を高めます。
- ランタイム統合：アプリケーションは実行時に構成できるため、動的な更新と柔軟なアプリケーション構造が可能になります。
問題点：マイクロフロントエンドにおける冗長な依存関係
複数のマイクロフロントエンドがすべて、Reactのような人気のあるUIライブラリやReduxのような状態管理ライブラリの同じバージョンに依存しているシナリオを考えてみましょう。共有の仕組みがなければ、各マイクロフロントエンドはこれらの依存関係の独自のコピーをバンドルすることになります。これにより、以下の問題が発生します：
- 肥大化したバンドルサイズ：各アプリケーションが共通のライブラリを不必要に複製するため、ユーザーのダウンロードサイズが大きくなります。
- メモリ消費量の増加：ブラウザに同じライブラリの複数のインスタンスがロードされると、より多くのメモリを消費する可能性があります。
- 一貫性のない動作：アプリケーション間で共有ライブラリのバージョンが異なると、微妙なバグや互換性の問題が発生する可能性があります。
- ネットワークリソースの浪費：ユーザーが異なるマイクロフロントエンド間を移動する場合、同じライブラリを複数回ダウンロードする可能性があります。
ここでModule Federationの共有スコープが活躍し、これらの課題に対するエレガントな解決策を提供します。
Module Federationの共有スコープを理解する
共有スコープは、Module Federationプラグイン内のsharedオプションを介して設定されることが多く、独立してデプロイされた複数のアプリケーションが依存関係を共有できるようにするメカニズムです。設定されると、Module Federationは指定された依存関係の単一インスタンスがロードされ、それを必要とするすべてのアプリケーションで利用可能になることを保証します。
その核となるのは、共有スコープが共有モジュールのためのグローバルなレジストリまたはコンテナを作成することです。アプリケーションが共有依存関係を要求すると、Module Federationはこのレジストリをチェックします。依存関係がすでに存在する場合（つまり、別のアプリケーションまたはホストによってロードされている場合）、その既存のインスタンスを使用します。それ以外の場合は、依存関係をロードし、将来の使用のために共有スコープに登録します。
設定は通常次のようになります：
// webpack.config.js
const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack');
module.exports = {
// ... other webpack configurations
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',
},
},
}),
],
};
共有依存関係の主要な設定オプション：
singleton: true：これはおそらく最も重要なオプションです。trueに設定すると、すべてのコンシューマーアプリケーションで共有依存関係の単一インスタンスのみがロードされることが保証されます。複数のアプリケーションが同じシングルトン依存関係をロードしようとすると、Module Federationはそれらに同じインスタンスを提供します。eager: true：デフォルトでは、共有依存関係は遅延ロードされます。つまり、明示的にインポートまたは使用されたときにのみフェッチされます。eager: trueを設定すると、すぐには使用されなくても、アプリケーションの起動と同時に依存関係が強制的にロードされます。これは、フレームワークのような重要なライブラリが最初から利用可能であることを保証するのに役立ちます。requiredVersion: '...'：このオプションは、共有依存関係の必須バージョンを指定します。Module Federationは要求されたバージョンとの一致を試みます。複数のアプリケーションが異なるバージョンを要求する場合、Module Federationにはこれを処理するメカニズムがあります（後述）。version: '...'：共有スコープに公開される依存関係のバージョンを明示的に設定できます。import: false：この設定は、Module Federationに共有依存関係を自動的にバンドルしないように指示します。代わりに、外部から提供されることを期待します（これは共有時のデフォルトの動作です）。packageDir: '...'：共有依存関係を解決するパッケージディレクトリを指定します。モノレポで便利です。
共有スコープがどのように依存関係共有を可能にするか
実践的な例でプロセスを分解してみましょう。メインの「コンテナ」アプリケーションと2つの「リモート」アプリケーション、`app1`と`app2`があるとします。3つのアプリケーションはすべて`react`と`react-dom`のバージョン18に依存しています。
シナリオ1：コンテナアプリケーションが依存関係を共有する場合
この一般的な設定では、コンテナアプリケーションが共有依存関係を定義します。Module Federationによって生成される`remoteEntry.js`ファイルは、これらの共有モジュールを公開します。
コンテナのWebpack設定 (`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',
},
},
}),
],
};
これで、`app1`と`app2`はこれらの共有依存関係を使用します。
`app1`のWebpack設定 (`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',
},
},
}),
],
};
`app2`のWebpack設定 (`app2/webpack.config.js`):
`app2`の設定は`app1`と似ており、`react`と`react-dom`を同じバージョン要件で共有として宣言します。
実行時の動作：
- コンテナアプリケーションが最初にロードされ、そのModule Federationスコープ内で共有の`react`と`react-dom`インスタンスを利用可能にします。
- `app1`がロードされると、`react`と`react-dom`を要求します。`app1`内のModule Federationは、これらが共有かつ`singleton: true`としてマークされていることを確認します。グローバルスコープで既存のインスタンスをチェックします。コンテナがすでにそれらをロードしている場合、`app1`はそれらのインスタンスを再利用します。
- 同様に、`app2`がロードされると、それも同じ`react`と`react-dom`インスタンスを再利用します。
これにより、ブラウザには`react`と`react-dom`のコピーが1つだけロードされ、総ダウンロードサイズが大幅に削減されます。
シナリオ2：リモートアプリケーション間で依存関係を共有する場合
Module Federationは、リモートアプリケーションが互いに依存関係を共有することも可能です。`app1`と`app2`の両方が、コンテナによって共有されて*いない*ライブラリを使用している場合でも、両方がそれぞれの設定でそれを共有として宣言すれば、共有することができます。
例： `app1`と`app2`の両方がユーティリティライブラリ`lodash`を使用しているとします。
`app1`のWebpack設定（lodashを追加）：
// ... within ModuleFederationPlugin for app1
shared: {
// ... react, react-dom
'lodash': {
singleton: true,
requiredVersion: '^4.17.21',
},
},
`app2`のWebpack設定（lodashを追加）：
// ... within ModuleFederationPlugin for app2
shared: {
// ... react, react-dom
'lodash': {
singleton: true,
requiredVersion: '^4.17.21',
},
},
この場合、コンテナが`lodash`を明示的に共有していなくても、`app1`と`app2`は、同じブラウザコンテキストでロードされれば、`lodash`の単一インスタンスを互いに共有することができます。
バージョン不一致の処理
依存関係共有における最も一般的な課題の1つは、バージョンの互換性です。`app1`が`react` v18.1.0を要求し、`app2`が`react` v18.2.0を要求した場合はどうなるでしょうか？Module Federationは、これらのシナリオを管理するための堅牢な戦略を提供します。
1. 厳密なバージョンマッチング（`requiredVersion`のデフォルト動作）
正確なバージョン（例：'18.1.0'）や厳密な範囲（例：'^18.1.0'）を指定すると、Module Federationはこれを強制します。アプリケーションが、すでにそれを使用している別のアプリケーションの要件を満たさないバージョンの共有依存関係をロードしようとすると、エラーにつながる可能性があります。
2. バージョン範囲とフォールバック
requiredVersionオプションは、セマンティックバージョニング（SemVer）の範囲をサポートしています。たとえば、'^18.0.0'は、18.0.0から19.0.0（ただし19.0.0は含まない）までの任意のバージョンを意味します。複数のアプリケーションがこの範囲内のバージョンを要求する場合、Module Federationは通常、すべての要件を満たす最も高い互換性のあるバージョンを使用します。
これを考慮してください：
- コンテナ：
shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.0.0' } } - `app1`：
shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.1.0' } } - `app2`：
shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.2.0' } }
コンテナが最初にロードされると、`react` v18.0.0（または実際にバンドルされているバージョン）を確立します。`app1`が`^18.1.0`で`react`を要求すると、コンテナのバージョンが18.1.0未満の場合、失敗する可能性があります。しかし、`app1`が最初にロードされ、`react` v18.1.0を提供し、その後`app2`が`^18.2.0`で`react`を要求すると、Module Federationは`app2`の要件を満たそうとします。`react` v18.1.0のインスタンスがすでにロードされている場合、v18.1.0は`^18.2.0`を満たさないため、エラーをスローする可能性があります。
これを軽減するために、通常はコンテナアプリケーションで、最も広い許容バージョン範囲で共有依存関係を定義することがベストプラクティスです。たとえば、'^18.0.0'を使用すると柔軟性が得られます。特定のリモートアプリケーションが新しいパッチバージョンにハードな依存関係を持っている場合は、そのバージョンを明示的に提供するように設定する必要があります。
3. `shareKey`と`shareScope`の使用
Module Federationでは、モジュールが共有されるキーと、それが存在するスコープを制御することもできます。これは、同じライブラリの異なるバージョンを異なるキーで共有するなど、高度なシナリオで役立ちます。
4. `strictVersion`オプション
strictVersionが有効な場合（これはrequiredVersionのデフォルトです）、依存関係が満たされない場合にModule Federationはエラーをスローします。strictVersion: falseを設定すると、より緩やかなバージョン処理が可能になり、Module Federationは新しいバージョンが利用できない場合に古いバージョンを使用しようとするかもしれませんが、これは実行時エラーにつながる可能性があります。
共有スコープを使用するためのベストプラクティス
Module Federationの共有スコープを効果的に活用し、一般的な落とし穴を避けるために、これらのベストプラクティスを考慮してください：
- 共有依存関係を中央集権化する：フレームワーク（React, Vue, Angular）、UIコンポーネントライブラリ、状態管理ライブラリなど、共通で安定した依存関係の信頼できる情報源として、プライマリアプリケーション（多くの場合、コンテナまたは専用の共有ライブラリアプリケーション）を指定します。
- 広範なバージョン範囲を定義する：プライマリ共有アプリケーションの共有依存関係には、SemVerの範囲（例：
'^18.0.0'）を使用します。これにより、他のアプリケーションがエコシステム全体で厳密な更新を強制することなく、互換性のあるバージョンを使用できます。 - 共有依存関係を明確に文書化する：どの依存関係が共有されているか、そのバージョン、およびどのアプリケーションがそれらを共有する責任があるかについて、明確なドキュメントを維持します。これにより、チームは依存関係グラフを理解しやすくなります。
- バンドルサイズを監視する：アプリケーションのバンドルサイズを定期的に分析します。Module Federationの共有スコープは、共通の依存関係が外部化されるにつれて、動的にロードされるチャンクのサイズの削減につながるはずです。
- 非決定的な依存関係を管理する：頻繁に更新される、または不安定なAPIを持つ依存関係には注意してください。そのような依存関係を共有するには、より慎重なバージョン管理とテストが必要になる場合があります。
- `eager: true`を慎重に使用する：`eager: true`は依存関係が早期にロードされることを保証しますが、使いすぎると初期ロードが大きくなる可能性があります。アプリケーションの起動に不可欠な重要なライブラリにのみ使用してください。
- テストは不可欠です：マイクロフロントエンドの統合を徹底的にテストします。共有依存関係が正しくロードされ、バージョン競合が適切に処理されることを確認します。統合テストやエンドツーエンドテストを含む自動テストが不可欠です。
- シンプルさのためにモノレポを検討する：Module Federationを使い始めるチームにとって、モノレポ（LernaやYarn Workspacesなどのツールを使用）内で共有依存関係を管理すると、セットアップが簡素化され、一貫性が保証されます。`packageDir`オプションはここで特に役立ちます。
- `shareKey`と`shareScope`でエッジケースを処理する：複雑なバージョニングシナリオに遭遇した場合や、同じライブラリの異なるバージョンを公開する必要がある場合は、より詳細な制御のために`shareKey`と`shareScope`オプションを検討してください。
- セキュリティに関する考慮事項：共有依存関係が信頼できるソースから取得されていることを確認します。ビルドパイプラインとデプロイプロセスにセキュリティのベストプラクティスを実装します。
グローバルな影響と考慮事項
グローバルな開発チームにとって、Module Federationとその共有スコープは大きな利点を提供します：
- 地域間の一貫性：地理的な場所に関係なく、すべてのユーザーが同じコア依存関係でアプリケーションを体験できるようにし、地域的な不一致を減らします。
- 迅速なイテレーションサイクル：異なるタイムゾーンのチームが、共通のライブラリの重複や依存関係のバージョンに関するお互いの干渉を常に心配することなく、独立した機能やマイクロフロントエンドに取り組むことができます。
- 多様なネットワークに最適化：共有依存関係を通じて全体のダウンロードサイズを削減することは、世界の多くの地域で一般的な、低速または従量制のインターネット接続を使用しているユーザーにとって特に有益です。
- オンボーディングの簡素化：大規模なプロジェクトに参加する新しい開発者は、共通のライブラリが明確に定義され共有されている場合、アプリケーションのアーキテクチャと依存関係管理をより簡単に理解できます。
しかし、グローバルチームは以下の点にも注意する必要があります：
- CDN戦略：共有依存関係がCDNでホストされている場合、CDNがすべての対象地域で良好なグローバルリーチと低レイテンシを持っていることを確認します。
- オフラインサポート：オフライン機能を必要とするアプリケーションの場合、共有依存関係とそのキャッシングの管理がより複雑になります。
- 規制遵守：ライブラリの共有が、異なる法域における関連するソフトウェアライセンスやデータプライバシー規制に準拠していることを確認します。
よくある落とし穴とその回避方法
1. `singleton`の不適切な設定
問題点：単一のインスタンスのみを持つべきライブラリに対してsingleton: trueを設定し忘れること。
解決策：アプリケーション間で一意に共有するつもりのフレームワーク、ライブラリ、ユーティリティには、常にsingleton: trueを設定します。
2. 一貫性のないバージョン要件
問題点：異なるアプリケーションが同じ共有依存関係に対して、大幅に異なる、互換性のないバージョン範囲を指定すること。
解決策：特にコンテナアプリでバージョン要件を標準化します。広範なSemVer範囲を使用し、例外があれば文書化します。
3. 重要でないライブラリの過剰な共有
問題点：すべての小さなユーティリティライブラリを共有しようとすると、設定が複雑になり、競合の可能性があります。
解決策：大規模で、共通で、安定した依存関係の共有に集中します。小さく、めったに使用されないユーティリティは、複雑さを避けるためにローカルにバンドルする方が良い場合があります。
4. `remoteEntry.js`ファイルを正しく扱わない
問題点：`remoteEntry.js`ファイルがアクセスできない、またはコンシューマーアプリケーションに正しく提供されていないこと。
解決策：リモートエントリのホスティング戦略が堅牢であり、`remotes`設定で指定されたURLが正確でアクセス可能であることを確認します。
5. `eager: true`の影響を無視する
問題点：あまりにも多くの依存関係にeager: trueを設定すると、初期ロード時間が遅くなります。
解決策：アプリケーションの初期レンダリングやコア機能に絶対的に不可欠な依存関係にのみeager: trueを使用します。
結論
JavaScript Module Federationの共有スコープは、特にマイクロフロントエンドアーキテクチャ内で、現代的でスケーラブルなウェブアプリケーションを構築するための強力なツールです。効率的な依存関係共有を可能にすることで、コードの重複、肥大化、不整合の問題に取り組み、パフォーマンスと保守性の向上につながります。これらの利点を引き出す鍵は、sharedオプション、特にsingletonとrequiredVersionプロパティを理解し、正しく設定することです。
グローバルな開発チームがますますマイクロフロントエンド戦略を採用するにつれて、Module Federationの共有スコープをマスターすることが最重要になります。ベストプラクティスを遵守し、バージョニングを慎重に管理し、徹底的なテストを行うことで、この技術を活用して、多様な国際的なユーザーベースに効果的にサービスを提供する、堅牢で高性能、かつ保守性の高いアプリケーションを構築できます。
共有スコープの力を活用し、組織全体でより効率的で協調的なウェブ開発への道を切り開いてください。