JavaScript Modulių Federacija: Mikro-priekinių sistemų diegimo strategijos globalioms komandoms

Šiuolaikiniame sparčiai besivystančiame interneto svetainių kūrimo pasaulyje, didelio masto aplikacijų kūrimas ir diegimas gali būti didelis iššūkis. Mikro-priekinės sistemos (angl. micro-frontends), architektūrinis stilius, kai priekinės sistemos aplikacija yra suskaidoma į mažesnius, nepriklausomai diegiamus vienetus, siūlo patrauklų sprendimą. JavaScript Modulių Federacija (angl. Module Federation), Webpack 5 funkcija, suteikia galimybę programuotojams kurti tikrai nepriklausomas mikro-priekines sistemas, kurias galima dinamiškai sujungti vykdymo metu. Šis požiūris skatina didesnę komandų autonomiją, pagreitina kūrimo ciklus ir padidina aplikacijų mastelio keitimo galimybes. Šiame tinklaraščio įraše gilinamasi į pagrindines Modulių Federacijos sąvokas, nagrinėjamos įvairios mikro-priekinių sistemų diegimo strategijos ir pateikiamos praktinės įžvalgos, kaip kurti tvirtas ir lengvai prižiūrimas aplikacijas globalioms komandoms.

Kas yra Modulių Federacija?

Modulių Federacija leidžia JavaScript aplikacijai dinamiškai įkelti kodą iš kitos aplikacijos – vykdymo metu. Tai reiškia, kad skirtingos jūsų aplikacijos dalys gali būti kuriamos ir diegiamos nepriklausomai, o vėliau surenkamos naršyklėje. Užuot kūrę vieną monolitinę aplikaciją, galite sukurti mažesnių, lengviau valdomų mikro-priekinių sistemų rinkinį.

Pagrindiniai Modulių Federacijos privalumai:

• Nepriklausomas diegimas: Kiekviena mikro-priekinė sistema gali būti diegiama ir atnaujinama nepaveikiant kitų aplikacijos dalių. Tai sumažina diegimo riziką ir pagreitina kūrimo ciklus.
• Kodo bendrinimas: Mikro-priekinės sistemos gali bendrinti kodą ir priklausomybes, taip sumažinant pertekliškumą ir pagerinant nuoseklumą.
• Komandų autonomija: Skirtingos komandos gali būti atsakingos už atskirų mikro-priekinių sistemų kūrimą ir vystymą, taip skatinant didesnę autonomiją ir atskaitomybę.
• Mastelio keitimas: Modulių Federacija palengvina horizontalaus aplikacijų mastelio keitimą, prireikus pridedant ar pašalinant mikro-priekines sistemas.
• Technologijų agnostiškumas: Nors dažniausiai naudojama su React, Angular ir Vue.js, Modulių Federacija nėra susieta su konkrečia karkasu, todėl galima integruoti įvairias technologijas.

Pagrindinės Modulių Federacijos sąvokos

Norint sėkmingai įdiegti Modulių Federaciją, būtina suprasti jos pagrindines sąvokas:

• Priimančioji aplikacija (Host): Pagrindinė aplikacija, kuri naudoja federuotus modulius iš kitų aplikacijų. Priimančioji aplikacija yra atsakinga už mikro-priekinių sistemų atvaizdavimo orkestravimą.
• Nuotolinė aplikacija (Remote): Mikro-priekinė sistema, kuri atveria modulius naudojimui kitoms aplikacijoms (įskaitant priimančiąją).
• Bendrinamos priklausomybės (Shared Dependencies): Bibliotekos ir komponentai, kurie yra bendrinami tarp priimančiosios ir nuotolinės aplikacijų. Webpack automatiškai tvarko versijavimą ir užtikrina, kad būtų įkelta tik viena kiekvienos bendrinamos priklausomybės versija.
• Modulių Federacijos papildinys (Module Federation Plugin): Webpack papildinys, kuris konfigūruoja aplikaciją kaip priimančiąją arba nuotolinę.
• `exposes` ir `remotes` konfigūracijos: Webpack konfigūracijoje `exposes` apibrėžia, kuriuos modulius atveria nuotolinė aplikacija, o `remotes` nurodo, kuriuos nuotolinius modulius gali naudoti priimančioji aplikacija.

Mikro-priekinių sistemų diegimo strategijos su Modulių Federacija

Tinkamos diegimo strategijos pasirinkimas yra labai svarbus sėkmingam mikro-priekinių sistemų architektūros įgyvendinimui. Egzistuoja keli požiūriai, kiekvienas turintis savo privalumų ir trūkumų. Štai kelios įprastos strategijos:

1. Integravimas kūrimo metu (Build-Time Integration)

Taikant šį požiūrį, mikro-priekinės sistemos yra sukuriamos ir integruojamos į priimančiąją aplikaciją kūrimo metu. Tai reiškia, kad priimančiąją aplikaciją reikia iš naujo sukurti ir įdiegti kiekvieną kartą, kai atnaujinama mikro-priekinė sistema. Konceptualiai tai yra paprasčiau, tačiau prarandamas mikro-priekinių sistemų nepriklausomo diegimo pranašumas.

Privalumai:

• Paprastesnis įgyvendinimas.
• Geresnis našumas dėl išankstinio kompiliavimo ir optimizavimo.

Trūkumai:

• Sumažėja nepriklausomo diegimo galimybė. Atnaujinus mikro-priekinę sistemą, reikia iš naujo įdiegti visą priimančiąją aplikaciją.
• Glaudesnis ryšys tarp mikro-priekinių sistemų ir priimančiosios aplikacijos.

Panaudojimo atvejis: Tinka mažoms ir vidutinėms aplikacijoms, kurioms nereikia dažnų atnaujinimų, o našumas yra pagrindinis prioritetas.

2. Integravimas vykdymo metu su CDN

Ši strategija apima mikro-priekinių sistemų diegimą į turinio pristatymo tinklą (CDN) ir jų dinamišką įkėlimą vykdymo metu. Priimančioji aplikacija gauna mikro-priekinės sistemos modulių aprašus iš CDN ir integruoja juos į puslapį. Tai leidžia vykdyti tikrai nepriklausomus diegimus.

Privalumai:

• Tikrai nepriklausomi diegimai. Mikro-priekines sistemas galima atnaujinti nepaveikiant priimančiosios aplikacijos.
• Pagerintas mastelio keitimas ir našumas dėl CDN podėliavimo.
• Didesnė komandų autonomija, nes komandos gali diegti savo mikro-priekines sistemas nepriklausomai.

Trūkumai:

• Didesnis sudėtingumas diegiant ir valdant CDN.
• Galimos tinklo delsos problemos, ypač vartotojams, esantiems geografiškai skirtingose vietovėse.
• Reikalingas tvirtas versijavimas ir priklausomybių valdymas, siekiant išvengti konfliktų.

Pavyzdys:

Įsivaizduokite pasaulinę el. prekybos platformą. Produktų katalogo mikro-priekinė sistema galėtų būti įdiegta į CDN. Kai vartotojas Japonijoje apsilanko svetainėje, jam artimiausias CDN serveris pateikia produktų katalogą, užtikrindamas greitą įkėlimo laiką ir optimalų našumą.

Panaudojimo atvejis: Puikiai tinka didelio masto aplikacijoms, kurios dažnai atnaujinamos ir turi geografiškai išsibarsčiusius vartotojus. El. prekybos platformos, naujienų svetainės ir socialinių tinklų aplikacijos yra geri kandidatai.

3. Integravimas vykdymo metu su Modulių Federacijos registru

Modulių Federacijos registras veikia kaip centrinė mikro-priekinių sistemų metaduomenų saugykla. Priimančioji aplikacija siunčia užklausą į registrą, kad atrastų prieinamas mikro-priekines sistemas ir jų vietas. Šis požiūris suteikia dinamiškesnį ir lankstesnį būdą valdyti mikro-priekines sistemas.

Privalumai:

• Dinamiškas mikro-priekinių sistemų atradimas.
• Centralizuotas mikro-priekinių sistemų valdymas ir versijavimas.
• Pagerintas lankstumas ir prisitaikymas prie besikeičiančių aplikacijos reikalavimų.

Trūkumai:

• Reikia sukurti ir prižiūrėti Modulių Federacijos registrą.
• Prideda papildomą sudėtingumo lygį diegimo procesui.
• Galimas vienas gedimo taškas, jei registras nėra itin patikimas (angl. highly available).

Pavyzdys:

Finansinių paslaugų įmonė, turinti kelis verslo padalinius (pvz., bankininkystė, investicijos, draudimas), galėtų naudoti Modulių Federacijos registrą kiekvieno padalinio mikro-priekinėms sistemoms valdyti. Tai leidžia vykdyti nepriklausomą kūrimą ir diegimą, išlaikant nuoseklią vartotojo patirtį visoje platformoje. Registras galėtų būti geografiškai replikuojamas, siekiant sumažinti delsą vartotojams skirtinguose regionuose (pvz., Frankfurte, Singapūre, Niujorke).

Panaudojimo atvejis: Idealiai tinka sudėtingoms aplikacijoms su dideliu mikro-priekinių sistemų skaičiumi ir poreikiu centralizuotam valdymui bei dinamiškam atradimui.

4. Komponavimas serverio pusėje (Backend for Frontend - BFF)

Taikant šį požiūrį, „Backend for Frontend“ (BFF) sluoksnis agreguoja ir komponuoja mikro-priekines sistemas serverio pusėje, prieš siunčiant galutinį HTML klientui. Tai gali pagerinti našumą ir sumažinti JavaScript kodo, kurį reikia atsisiųsti ir įvykdyti naršyklėje, kiekį.

Privalumai:

• Pagerintas našumas ir sumažintas kliento pusės JavaScript kodas.
• Padidintas saugumas kontroliuojant klientui atveriamus duomenis ir logiką.
• Centralizuotas klaidų tvarkymas ir registravimas.

Trūkumai:

• Didesnis sudėtingumas diegiant ir prižiūrint BFF sluoksnį.
• Galimybė padidinti serverio apkrovą.
• Gali pridėti delsos, jei nėra efektyviai įgyvendinta.

Panaudojimo atvejis: Tinka aplikacijoms su sudėtingais atvaizdavimo reikalavimais, našumui jautrioms aplikacijoms ir aplikacijoms, kurioms reikalingas padidintas saugumas. Pavyzdys galėtų būti sveikatos priežiūros portalas, kuriam reikia saugiai ir našiai rodyti duomenis iš kelių šaltinių.

5. Atvaizdavimas pakraščio serveriuose (Edge-Side Rendering)

Panašiai kaip ir komponavimas serverio pusėje, atvaizdavimas pakraščio serveriuose perkelia komponavimo logiką arčiau vartotojo, vykdant ją pakraščio serveriuose (pvz., naudojant „Cloudflare Workers“ ar „AWS Lambda@Edge“). Tai dar labiau sumažina delsą ir pagerina našumą, ypač vartotojams, esantiems geografiškai skirtingose vietovėse.

Privalumai:

• Mažiausia įmanoma delsa dėl atvaizdavimo pakraščio serveriuose.
• Pagerintas našumas geografiškai išsibarsčiusiems vartotojams.
• Mastelio keitimas ir patikimumas, kurį suteikia pakraščio kompiuterijos platformos.

Trūkumai:

• Didesnis sudėtingumas diegiant ir valdant pakraščio funkcijas.
• Reikalingos žinios apie pakraščio kompiuterijos platformas.
• Ribota prieiga prie serverio pusės resursų.

Panaudojimo atvejis: Geriausiai tinka globaliai paskirstytoms aplikacijoms, kuriose našumas yra kritiškai svarbus, pvz., medijos transliavimo paslaugoms, internetinių žaidimų platformoms ir realaus laiko duomenų skydeliams. Pasaulinė naujienų organizacija galėtų pasinaudoti atvaizdavimu pakraščio serveriuose, kad personalizuotų turinį ir pateiktų jį su minimalia delsa skaitytojams visame pasaulyje.

Orkestravimo strategijos

Be diegimo, labai svarbu orkestruoti mikro-priekines sistemas priimančiojoje aplikacijoje. Štai keletas orkestravimo strategijų:

• Maršrutizavimas kliento pusėje: Kiekviena mikro-priekinė sistema tvarko savo maršrutizavimą ir navigaciją jai skirtoje puslapio srityje. Priimančioji aplikacija valdo bendrą išdėstymą ir pradinį įkėlimą.
• Maršrutizavimas serverio pusėje: Serveris tvarko maršrutizavimo užklausas ir nustato, kurią mikro-priekinę sistemą atvaizduoti. Šiam požiūriui reikalingas mechanizmas, skirtas maršrutams susieti su mikro-priekinėmis sistemomis.
• Orkestravimo sluoksnis: Specialus orkestravimo sluoksnis (pvz., naudojant karkasą, kaip Luigi ar single-spa) valdo mikro-priekinių sistemų gyvavimo ciklą, įskaitant įkėlimą, atvaizdavimą ir komunikaciją.

Našumo optimizavimas

Našumas yra pagrindinis aspektas, įgyvendinant mikro-priekinių sistemų architektūrą. Štai keletas patarimų, kaip optimizuoti našumą:

• Kodo skaidymas: Suskaidykite kodą į mažesnes dalis, kad sumažintumėte pradinį įkėlimo laiką. Tai galima pasiekti naudojant Webpack kodo skaidymo funkcijas.
• Atidėtas įkėlimas (Lazy Loading): Įkelkite mikro-priekines sistemas tik tada, kai jų prireikia. Tai gali žymiai pagerinti pradinį aplikacijos įkėlimo laiką.
• Podėliavimas (Caching): Naudokite naršyklės ir CDN podėliavimą, kad sumažintumėte užklausų skaičių į serverį.
• Bendrinamos priklausomybės: Sumažinkite bendrinamų priklausomybių skaičių ir užtikrinkite, kad jos būtų tinkamai versijuojamos, siekiant išvengti konfliktų.
• Suspaudimas: Naudokite Gzip arba Brotli suspaudimą, kad sumažintumėte perduodamų failų dydį.
• Paveikslėlių optimizavimas: Optimizuokite paveikslėlius, kad sumažintumėte jų failų dydį nepakenkiant kokybei.

Dažniausių iššūkių sprendimas

Modulių Federacijos ir mikro-priekinių sistemų įgyvendinimas nėra be iššūkių. Štai keletas dažniausių problemų ir kaip jas spręsti:

• Priklausomybių valdymas: Užtikrinkite, kad bendrinamos priklausomybės būtų tinkamai versijuojamos ir valdomos, siekiant išvengti konfliktų. Tam gali padėti įrankiai, tokie kaip npm ar yarn.
• Komunikacija tarp mikro-priekinių sistemų: Sukurkite aiškius komunikacijos kanalus tarp mikro-priekinių sistemų. Tai galima pasiekti naudojant įvykius (events), bendrinamas paslaugas (shared services) ar pranešimų magistralę (message bus).
• Būsenos valdymas: Įgyvendinkite nuoseklią būsenos valdymo strategiją visose mikro-priekinėse sistemose. Aplikacijos būsenai valdyti galima naudoti įrankius, tokius kaip Redux ar Zustand.
• Testavimas: Sukurkite išsamią testavimo strategiją, apimančią tiek atskiras mikro-priekines sistemas, tiek visą aplikaciją.
• Saugumas: Įgyvendinkite tvirtas saugumo priemones, siekiant apsaugoti aplikaciją nuo pažeidžiamumų. Tai apima įvesties patvirtinimą, išvesties kodavimą ir autentifikavimą/autorizavimą.

Aspektai dirbant su globaliomis komandomis

Dirbant su globaliomis komandomis, mikro-priekinių sistemų privalumai tampa dar ryškesni. Štai keletas aspektų, į kuriuos reikia atsižvelgti:

• Laiko juostos: Koordinuokite diegimus ir išleidimus skirtingose laiko juostose. Naudokite automatizuotus diegimo procesus, kad sumažintumėte trikdžius.
• Komunikacija: Sukurkite aiškius komunikacijos kanalus ir protokolus, kad palengvintumėte bendradarbiavimą tarp komandų skirtingose vietovėse.
• Kultūriniai skirtumai: Būkite sąmoningi dėl kultūrinių skirtumų ir atitinkamai pritaikykite savo bendravimo stilių.
• Dokumentacija: Palaikykite išsamią dokumentaciją, prieinamą visiems komandos nariams, nepriklausomai nuo jų buvimo vietos.
• Kodo nuosavybė: Aiškiai apibrėžkite kodo nuosavybę ir atsakomybes, kad išvengtumėte konfliktų ir užtikrintumėte atskaitomybę.

Pavyzdys: Tarptautinė įmonė, turinti kūrėjų komandas Indijoje, Vokietijoje ir Jungtinėse Valstijose, gali pasinaudoti Modulių Federacija, leisdama kiekvienai komandai nepriklausomai kurti ir diegti savo mikro-priekines sistemas. Tai sumažina didelio kodo valdymo sudėtingumą ir leidžia kiekvienai komandai susitelkti į savo specifinę kompetencijos sritį.

Pavyzdžiai iš realaus pasaulio

Keletas įmonių sėkmingai įdiegė Modulių Federaciją ir mikro-priekines sistemas:

• IKEA: Naudoja mikro-priekines sistemas kurdama modulinę ir mastelio keitimui pritaikytą el. prekybos platformą.
• Spotify: Taiko mikro-priekines sistemas, kad pateiktų personalizuotą turinį ir funkcijas savo vartotojams.
• OpenTable: Pasitelkia mikro-priekines sistemas savo sudėtingai rezervacijų sistemai valdyti.

Išvados

JavaScript Modulių Federacija siūlo galingą būdą kurti ir diegti mikro-priekines sistemas, suteikiant didesnę komandų autonomiją, greitesnius kūrimo ciklus ir geresnį aplikacijų mastelio keitimą. Atidžiai apsvarsčius įvairias diegimo strategijas ir sprendžiant dažniausiai pasitaikančius iššūkius, globalios komandos gali pasinaudoti Modulių Federacija kurdamos tvirtas ir lengvai prižiūrimas aplikacijas, atitinkančias įvairių vartotojų poreikius. Tinkamos strategijos pasirinkimas labai priklauso nuo jūsų konkretaus konteksto, komandos struktūros, aplikacijos sudėtingumo ir našumo reikalavimų. Atidžiai įvertinkite savo poreikius ir eksperimentuokite, kad rastumėte geriausiai jūsų organizacijai tinkantį požiūrį.

Praktinės įžvalgos:

1. Pradėkite nuo paprastos mikro-priekinių sistemų architektūros ir palaipsniui didinkite sudėtingumą pagal poreikį.
2. Investuokite į automatizavimą, kad supaprastintumėte diegimo procesą.
3. Sukurkite aiškius komunikacijos kanalus ir protokolus tarp komandų.
4. Stebėkite aplikacijos našumą ir nustatykite tobulintinas sritis.
5. Nuolat mokykitės ir prisitaikykite prie besikeičiančios mikro-priekinių sistemų kūrimo aplinkos.