Frontend mikroservisų architektūros modulių rezoliucija: tarpaplikacinių priklausomybių valdymas

Mikroservisų architektūros (angl. micro-frontends) pritaikymas iš esmės pakeitė didelių interneto programų kūrimo ir palaikymo būdus. Skaidant monolitines frontend programas į mažesnius, savarankiškai diegiamus vienetus, kūrėjų komandos gali pasiekti didesnį lankstumą, mastelio keitimo galimybes ir komandos autonomiją. Tačiau, augant mikroservisų skaičiui, didėja ir priklausomybių tarp šių nepriklausomų programų valdymo sudėtingumas. Būtent čia frontend mikroservisų modulių rezoliucija ir tvirtas tarpaplikacinių priklausomybių valdymas tampa itin svarbūs.

Pasaulinei auditorijai šių koncepcijų supratimas yra labai svarbus. Skirtinguose regionuose, rinkose ir komandose gali būti naudojami įvairūs technologiniai sprendimai, taikomi skirtingi reguliavimo reikalavimai ir kūrimo metodikos. Efektyvi modulių rezoliucija užtikrina, kad, nepriklausomai nuo geografinio pasiskirstymo ar komandos specializacijos, mikroservisai galėtų sklandžiai sąveikauti ir dalytis ištekliais, nesukeldami konfliktų ar našumo problemų.

Mikroservisų architektūros aplinka ir priklausomybių iššūkiai

Mikroservisai iš esmės traktuoja kiekvieną frontend programą kaip atskirą, savarankiškai diegiamą vienetą. Šis architektūrinis stilius atspindi mikroservisų principus backend kūrime. Tikslas yra:

• Pagerinti mastelio keitimą: Atskiros komandos gali dirbti su savo mikroservisais ir juos diegti nepaveikdamos kitų.
• Palengvinti palaikymą: Mažesnės kodo bazės yra lengviau suprantamos, testuojamos ir perdaromos.
• Padidinti komandos autonomiją: Komandos gali pasirinkti savo technologijų rinkinius ir kūrimo ciklus.
• Užtikrinti greitesnes iteracijas: Nepriklausomi diegimai sumažina riziką ir laiką, reikalingą naujų funkcijų išleidimui.

Nepaisant šių privalumų, iškyla didelis iššūkis, kai šiems savarankiškai sukurtiems vienetams reikia bendrauti arba dalytis bendrais komponentais, pagalbinėmis funkcijomis ar verslo logika. Tai sukelia pagrindinę tarpaplikacinių priklausomybių valdymo problemą. Įsivaizduokite e. prekybos platformą su atskirais mikroservisais produktų sąrašui, krepšeliui, atsiskaitymui ir vartotojo profiliui. Produktų sąrašui gali prireikti prieigos prie bendrų UI komponentų, pavyzdžiui, mygtukų ar piktogramų, o krepšelis ir atsiskaitymas gali dalytis valiutos formatavimo ar pristatymo skaičiavimo logika. Jei kiekvienas mikroservisas valdo šias priklausomybes atskirai, tai gali sukelti:

• Priklausomybių pragarą: Į paketus įtraukiamos skirtingos tos pačios bibliotekos versijos, o tai sukelia konfliktus ir padidina paketų dydį.
• Kodo dubliavimą: Bendros funkcijos iš naujo įgyvendinamos keliuose mikroservisuose.
• Nenuoseklias vartotojo sąsajas: Bendrų komponentų įgyvendinimo skirtumai sukelia vizualinius neatitikimus.
• Palaikymo košmarus: Atnaujinant bendrą priklausomybę, reikia atlikti pakeitimus daugybėje programų.

Modulių rezoliucijos supratimas mikroservisų architektūros kontekste

Modulių rezoliucija – tai procesas, kurio metu JavaScript vykdymo aplinka (arba kūrimo įrankis, pvz., Webpack ar Rollup) suranda ir įkelia kito modulio užklaustą specifinio modulio kodą. Tradicinėje frontend programoje šis procesas yra gana paprastas. Tačiau mikroservisų architektūroje, kur integruojamos kelios programos, rezoliucijos procesas tampa sudėtingesnis.

Pagrindiniai aspektai, į kuriuos reikia atsižvelgti sprendžiant modulių rezoliucijos klausimus mikroservisuose:

• Bendros bibliotekos: Kaip keli mikroservisai gali pasiekti ir naudoti tą pačią bibliotekos versiją (pvz., React, Vue, Lodash), neįtraukdami kiekvienas savo kopijos į paketą?
• Bendri komponentai: Kaip vienam mikroservisui sukurti UI komponentai gali būti prieinami ir nuosekliai naudojami kitų?
• Bendros pagalbinės funkcijos: Kaip bendros funkcijos, pvz., API klientai ar duomenų formatavimo įrankiai, yra atveriamos ir naudojamos?
• Versijų konfliktai: Kokios strategijos yra taikomos siekiant išvengti arba valdyti situacijas, kai skirtingiems mikroservisams reikalingos nesuderinamos tos pačios priklausomybės versijos?

Tarpaplikacinių priklausomybių valdymo strategijos

Efektyvus tarpaplikacinių priklausomybių valdymas yra sėkmingo mikroservisų architektūros įgyvendinimo pagrindas. Galima taikyti kelias strategijas, kurių kiekviena turi savų kompromisų. Šios strategijos dažnai apima kūrimo metu (build-time) ir vykdymo metu (runtime) taikomų metodų derinį.

1. Bendras priklausomybių valdymas (išorinių priklausomybių naudojimas)

Viena iš labiausiai paplitusių ir efektyviausių strategijų yra bendrų priklausomybių iškėlimas į išorę. Tai reiškia, kad vietoj to, kad kiekvienas mikroservisas į savo paketą įtrauktų savo bendrų bibliotekų kopiją, šios bibliotekos yra prieinamos globaliai arba konteinerio lygmeniu.

Kaip tai veikia:

• Kūrimo įrankių konfigūravimas: Kūrimo įrankius, tokius kaip Webpack ar Rollup, galima sukonfigūruoti taip, kad tam tikrus modulius jie traktuotų kaip „išorinius“ (externals). Kai mikroservisas paprašo tokio modulio, kūrimo įrankis neįtraukia jo į paketą. Vietoj to, daroma prielaida, kad modulį pateiks vykdymo aplinka.
• Konteinerio programa: Tėvinė arba „konteinerio“ programa (arba specialus apvalkalas) yra atsakinga už šių bendrų priklausomybių įkėlimą ir pateikimą. Šis konteineris gali būti paprastas HTML puslapis, kuriame yra script žymės bendroms bibliotekoms, arba sudėtingesnis programos apvalkalas, kuris dinamiškai įkelia priklausomybes.
• Module Federation (Webpack 5+): Tai galinga Webpack 5 funkcija, leidžianti JavaScript programoms dinamiškai įkelti kodą iš kitų programų vykdymo metu. Ji puikiai tinka dalytis priklausomybėmis ir net komponentais tarp savarankiškai sukurtų programų. Ji suteikia aiškius mechanizmus dalytis priklausomybėmis, leidžiant nuotolinėms programoms naudoti pagrindinės programos (host) atvertus modulius ir atvirkščiai. Tai ženkliai sumažina pasikartojančias priklausomybes ir užtikrina nuoseklumą.

Pavyzdys:

Panagrinėkime du mikroservisus, 'ProductPage' ir 'UserProfile', abu sukurtus su React. Jei abu mikroservisai į savo paketus įtrauks savo React versiją, galutinis programos paketo dydis bus žymiai didesnis. Iškėlus React į išorę ir padarius jį prieinamą per konteinerio programą (pvz., per CDN nuorodą arba konteinerio įkeltą bendrą paketą), abu mikroservisai galės dalytis vienu React egzemplioriumi, taip sumažindami įkėlimo laiką ir atminties naudojimą.

Privalumai:

• Sumažinti paketų dydžiai: Ženkliai sumažina bendrą JavaScript krūvį vartotojams.
• Pagerintas našumas: Greitesnis pradinis įkėlimo laikas, nes reikia atsisiųsti ir apdoroti mažiau išteklių.
• Nuoseklios bibliotekų versijos: Užtikrina, kad visi mikroservisai naudotų tą pačią bendrų bibliotekų versiją, išvengiant vykdymo metu kylančių konfliktų.

Iššūkiai:

• Versijų valdymas: Norint išlaikyti bendras priklausomybes atnaujintas visuose mikroservisuose, reikalinga kruopšti koordinacija. Kritinis pakeitimas bendroje bibliotekoje gali turėti platų poveikį.
• Priklausomybė nuo konteinerio: Konteinerio programa tampa centriniu priklausomybių tašku, kuris, netinkamai valdomas, gali sukelti tam tikrą susiejimo formą.
• Pradinės sąrankos sudėtingumas: Kūrimo įrankių ir konteinerio programos konfigūravimas gali būti painus.

2. Bendrų komponentų bibliotekos

Be bibliotekų, komandos dažnai kuria daugkartinio naudojimo UI komponentus (pvz., mygtukus, modalinius langus, formos elementus), kurie turėtų būti nuoseklūs visoje programoje. Jų kūrimas kaip atskiro, versijuoto paketo („dizaino sistemos“ arba „komponentų bibliotekos“) yra patikimas metodas.

Kaip tai veikia:

• Paketų valdymas: Komponentų biblioteka yra kuriama ir publikuojama kaip paketas privačiame arba viešame paketų registre (pvz., npm, Yarn).
• Įdiegimas: Kiekvienas mikroservisas, kuriam reikia šių komponentų, įdiegia biblioteką kaip įprastą priklausomybę.
• Nuoseklus API ir stilius: Biblioteka užtikrina nuoseklų savo komponentų API ir dažnai apima bendrus stiliaus mechanizmus, užtikrinančius vizualinį vienodumą.

Pavyzdys:

Tarptautinė mažmeninės prekybos įmonė gali turėti „mygtukų“ komponentų biblioteką. Ši biblioteka galėtų apimti skirtingus variantus (pirminis, antrinis, išjungtas), dydžius ir prieinamumo funkcijas. Kiekvienas mikroservisas – ar tai būtų produktų rodymas Azijoje, atsiskaitymas Europoje, ar vartotojų atsiliepimai Šiaurės Amerikoje – importuotų ir naudotų tą patį 'Button' komponentą iš šios bendros bibliotekos. Tai užtikrina prekės ženklo nuoseklumą ir sumažina perteklinį UI kūrimo darbą.

Privalumai:

• UI nuoseklumas: Užtikrina vieningą išvaizdą ir pojūtį visuose mikroservisuose.
• Kodo pakartotinis naudojimas: Leidžia išvengti „dviračio išradinėjimo“ kuriant bendrus UI elementus.
• Greitesnis kūrimas: Kūrėjai gali pasinaudoti jau sukurtais ir išbandytais komponentais.

Iššūkiai:

• Versijos kėlimas: Atnaujinant komponentų biblioteką reikia kruopštaus planavimo, nes tai gali sukelti kritinių pakeitimų ją naudojančiuose mikroservisuose. Būtina semantinio versijavimo strategija.
• Technologinis prisirišimas: Jei komponentų biblioteka sukurta naudojant specifinę karkasą (pvz., React), visi ją naudojantys mikroservisai gali turėti priimti tą karkasą arba pasikliauti nuo karkaso nepriklausomais sprendimais.
• Kūrimo laikas: Jei komponentų biblioteka yra didelė arba turi daug priklausomybių, tai gali pailginti atskirų mikroservisų kūrimo laiką.

3. Integracija vykdymo metu per Module Federation

Kaip minėta anksčiau, Webpack Module Federation yra revoliucinis sprendimas mikroservisų architektūroms. Jis leidžia dinamiškai dalytis kodu tarp nepriklausomai sukurtų ir įdiegtų programų.

Kaip tai veikia:

• Modulių atvėrimas: Vienas mikroservisas („šeimininkas“, angl. host) gali „atverti“ (expose) tam tikrus modulius (komponentus, pagalbines funkcijas), kuriuos kiti mikroservisai („nuotoliniai“, angl. remotes) gali naudoti vykdymo metu.
• Dinaminis įkėlimas: Nuotoliniai mikroservisai gali dinamiškai įkelti šiuos atvertus modulius pagal poreikį, neįtraukdami jų į savo pradinį paketą.
• Bendros priklausomybės: Module Federation turi įdiegtus mechanizmus, leidžiančius protingai dalytis priklausomybėmis. Kai kelios programos priklauso nuo tos pačios priklausomybės, Module Federation užtikrina, kad būtų įkeltas ir bendrinamas tik vienas egzempliorius.

Pavyzdys:

Įsivaizduokite kelionių užsakymo platformą. „Skrydžių“ mikroservisas gali atverti `SkrydziuPaieskosValdiklis` komponentą. „Viešbučių“ mikroservisas, kuriam taip pat reikia panašios paieškos funkcijos, gali dinamiškai importuoti ir naudoti šį `SkrydziuPaieskosValdiklis` komponentą. Be to, jei abu mikroservisai naudoja tą pačią datos parinkiklio bibliotekos versiją, Module Federation užtikrins, kad abiejose programose būtų įkeltas tik vienas datos parinkiklio egzempliorius.

Privalumai:

• Tikras dinaminis dalijimasis: Leidžia vykdymo metu dalytis tiek kodu, tiek priklausomybėmis, net ir tarp skirtingų kūrimo procesų.
• Lanksti integracija: Leidžia sudėtingus integracijos modelius, kai mikroservisai gali priklausyti vienas nuo kito.
• Sumažintas dubliavimas: Efektyviai valdo bendras priklausomybes, sumažindamas paketų dydžius.

Iššūkiai:

• Sudėtingumas: Module Federation sąranka ir valdymas gali būti sudėtingi, reikalaujantys kruopštaus tiek šeimininko, tiek nuotolinių programų konfigūravimo.
• Klaidos vykdymo metu: Jei modulių rezoliucija nepavyksta vykdymo metu, gali būti sunku derinti klaidas, ypač paskirstytose sistemose.
• Versijų neatitikimai: Nors tai padeda dalytis, vis tiek labai svarbu užtikrinti suderinamas atvertų modulių ir jų priklausomybių versijas.

4. Centralizuotas modulių registras/katalogas

Labai didelėms organizacijoms su daugybe mikroservisų gali būti sudėtinga išlaikyti aiškią prieinamų bendrų modulių ir jų versijų apžvalgą. Centralizuotas registras arba katalogas gali veikti kaip vienintelis tiesos šaltinis.

Kaip tai veikia:

• Atradimas: Sistema, kurioje komandos gali registruoti savo bendrus modulius, komponentus ar pagalbines funkcijas kartu su metaduomenimis, tokiais kaip versija, priklausomybės ir naudojimo pavyzdžiai.
• Valdymas: Suteikia sistemą bendrų išteklių peržiūrai ir patvirtinimui prieš juos padarant prieinamus kitoms komandoms.
• Standartizavimas: Skatina bendrų modelių ir geriausių praktikų taikymą kuriant bendrinamus modulius.

Pavyzdys:

Tarptautinė finansinių paslaugų įmonė galėtų turėti „Komponentų katalogo“ programą. Kūrėjai gali ieškoti UI elementų, API klientų ar pagalbinių funkcijų. Kiekviename įraše būtų nurodytas paketo pavadinimas, versija, kūrėjų komanda ir instrukcijos, kaip jį integruoti į savo mikroservisą. Tai ypač naudinga tarptautinėms komandoms, kur žinių dalijimasis tarp žemynų yra gyvybiškai svarbus.

Privalumai:

• Geresnis atrandamumas: Leidžia kūrėjams lengviau rasti ir pakartotinai naudoti esamus bendrus išteklius.
• Patobulintas valdymas: Palengvina kontrolę, kokie bendri moduliai yra įvedami į ekosistemą.
• Žinių dalijimasis: Skatina bendradarbiavimą ir mažina pasikartojančias pastangas paskirstytose komandose.

Iššūkiai:

• Papildomos išlaidos: Tokio registro kūrimas ir palaikymas prideda papildomų išlaidų kūrimo procesui.
• Pritaikymas: Reikalauja aktyvaus visų kūrėjų komandų dalyvavimo ir disciplinos, kad registras būtų nuolat atnaujinamas.
• Įrankiai: Gali prireikti specialių įrankių arba integracijos su esamomis paketų valdymo sistemomis.

Geriausios praktikos tarptautiniam mikroservisų priklausomybių valdymui

Įgyvendinant mikroservisų architektūras įvairiose tarptautinėse komandose, būtina laikytis kelių geriausių praktikų:

• Nustatykite aiškią atsakomybę: Apibrėžkite, kurios komandos yra atsakingos už kuriuos bendrus modulius ar bibliotekas. Tai padeda išvengti dviprasmybių ir užtikrina atskaitomybę.
• Taikykite semantinį versijavimą: Griežtai laikykitės semantinio versijavimo (SemVer) visiems bendriems paketams ir moduliams. Tai leidžia vartotojams suprasti galimą priklausomybių atnaujinimo poveikį.
• Automatizuokite priklausomybių patikrinimus: Integruokite į savo CI/CD procesus įrankius, kurie automatiškai tikrina versijų konfliktus ar pasenusias bendras priklausomybes visuose mikroservisuose.
• Ruoškite išsamią dokumentaciją: Palaikykite išsamią visų bendrų modulių dokumentaciją, įskaitant jų API, naudojimo pavyzdžius ir versijavimo strategijas. Tai labai svarbu tarptautinėms komandoms, dirbančioms skirtingose laiko juostose ir turinčioms skirtingą susipažinimo lygį.
• Investuokite į tvirtą CI/CD procesą: Gerai veikiantis CI/CD procesas yra esminis valdant mikroservisų ir jų bendrų priklausomybių diegimus ir atnaujinimus. Automatizuokite testavimą, kūrimą ir diegimą, kad sumažintumėte rankinių klaidų skaičių.
• Apsvarstykite karkaso pasirinkimo poveikį: Nors mikroservisai leidžia technologinę įvairovę, dideli pagrindinių karkasų skirtumai (pvz., React vs. Angular) gali apsunkinti bendrų priklausomybių valdymą. Kur įmanoma, siekite suderinamumo arba naudokite nuo karkaso nepriklausomus metodus pagrindiniams bendriems ištekliams.
• Teikite pirmenybę našumui: Nuolat stebėkite paketų dydžius ir programos našumą. Įrankiai, tokie kaip Webpack Bundle Analyzer, gali padėti nustatyti sritis, kuriose priklausomybės yra nereikalingai dubliuojamos.
• Skatinkite komunikaciją: Sukurkite aiškius komunikacijos kanalus tarp komandų, atsakingų už skirtingus mikroservisus ir bendrus modulius. Reguliarūs susitikimai gali padėti išvengti nesuderintų priklausomybių atnaujinimų.
• Taikykite laipsniško gerinimo principą: Svarbioms funkcijoms apsvarstykite galimybę jas sukurti taip, kad jos galėtų sklandžiai veikti su apribojimais, jei tam tikros bendros priklausomybės nėra prieinamos arba sugenda vykdymo metu.
• Naudokite Monorepo sanglaudai (nebūtina, bet rekomenduojama): Daugeliui organizacijų mikroservisų ir jų bendrų priklausomybių valdymas vienoje repozitorijoje (monorepo, pvz., naudojant Lerna ar Nx) gali supaprastinti versijavimą, vietinį kūrimą ir priklausomybių susiejimą. Tai suteikia vieną vietą visai frontend ekosistemai valdyti.

Priklausomybių valdymo aspektai dirbant tarptautiniu mastu

Dirbant su tarptautinėmis komandomis, atsiranda papildomų veiksnių:

• Laiko juostų skirtumai: Bendrų priklausomybių atnaujinimų koordinavimas tarp kelių laiko juostų reikalauja kruopštaus planavimo ir aiškių komunikacijos protokolų. Automatizuoti procesai čia yra neįkainojami.
• Tinklo delsa: Mikroservisams, kurie dinamiškai įkelia priklausomybes (pvz., per Module Federation), tinklo delsa tarp vartotojo ir serverių, kuriuose talpinamos šios priklausomybės, gali paveikti našumą. Apsvarstykite bendrų modulių diegimą į globalų CDN arba kraštinės spartinančiosios atminties (edge caching) naudojimą.
• Lokalizavimas ir internacionalizavimas (i18n/l10n): Bendros bibliotekos ir komponentai turėtų būti kuriami atsižvelgiant į internacionalizavimą. Tai reiškia UI teksto atskyrimą nuo kodo ir tvirtų i18n bibliotekų, kurias galėtų naudoti visi mikroservisai, naudojimą.
• Kultūriniai UI/UX niuansai: Nors bendra komponentų biblioteka skatina nuoseklumą, svarbu leisti nedidelius pakeitimus ten, kur to reikalauja kultūrinės preferencijos ar reguliavimo reikalavimai (pvz., duomenų privatumas ES su GDPR). Tai gali apimti konfigūruojamus komponentų aspektus arba atskirus, konkrečiam regionui skirtus komponentus labai lokalizuotoms funkcijoms.
• Kūrėjų įgūdžių rinkiniai: Užtikrinkite, kad bendrų modulių dokumentacija ir mokymo medžiaga būtų prieinama ir suprantama įvairių techninių žinių ir patirties lygių kūrėjams.

Įrankiai ir technologijos

Keletas įrankių ir technologijų yra labai svarbūs valdant mikroservisų priklausomybes:

• Module Federation (Webpack 5+): Kaip aptarta, galingas sprendimas vykdymo metu.
• Lerna / Nx: Monorepo įrankiai, padedantys valdyti kelis paketus vienoje repozitorijoje, supaprastinant priklausomybių valdymą, versijavimą ir publikavimą.
• npm / Yarn / pnpm: Paketų tvarkyklės, būtinos priklausomybių diegimui, publikavimui ir valdymui.
• Bit: Įrankių rinkinys komponentais grįstam kūrimui, leidžiantis komandoms kurti, dalytis ir naudoti komponentus tarp projektų nepriklausomai.
• Single-SPA / FrintJS: Karkasai, padedantys organizuoti mikroservisus, dažnai suteikiantys mechanizmus bendroms priklausomybėms valdyti programos lygmeniu.
• Storybook: Puikus įrankis UI komponentų kūrimui, dokumentavimui ir testavimui atskirai, dažnai naudojamas kuriant bendras komponentų bibliotekas.

Išvada

Frontend mikroservisų modulių rezoliucija ir tarpaplikacinių priklausomybių valdymas nėra trivialūs iššūkiai. Jiems reikia kruopštaus architektūrinio planavimo, tvirtų įrankių ir disciplinuotų kūrimo praktikų. Pasaulinėms organizacijoms, taikančioms mikroservisų paradigmą, šių aspektų įvaldymas yra raktas į mastelį keičiančių, palaikomų ir našiai veikiančių programų kūrimą.

Taikydamos tokias strategijas kaip bendrų bibliotekų iškėlimas į išorę, bendrų komponentų bibliotekų kūrimas, vykdymo metu veikiančių sprendimų, tokių kaip Module Federation, naudojimas ir aiškaus valdymo bei dokumentacijos nustatymas, kūrėjų komandos gali efektyviai įveikti tarpaplikacinių priklausomybių sudėtingumą. Investicijos į šias praktikas atsipirks kūrimo greičiu, programos stabilumu ir bendra jūsų mikroservisų kelionės sėkme, nepriklausomai nuo jūsų komandos geografinio pasiskirstymo.