JavaScript modulių federacija: revoliucinė mikro-frontend architektūra globalioms komandoms

Sparčiai besikeičiančiame web programavimo pasaulyje, didelio masto frontend aplikacijų kūrimas ir palaikymas kelia unikalius iššūkius. Augant aplikacijų sudėtingumui, funkcijų skaičiui ir prie jų dirbančių programuotojų skaičiui, tradicinės monolitinės frontend architektūros dažnai neatlaiko savo pačių svorio. Tai lemia lėtesnius programavimo ciklus, didesnes koordinavimo išlaidas, sunkumus didinant komandas ir didesnę diegimo klaidų riziką. Lankstesnių, keičiamo mastelio ir lengviau prižiūrimų frontend sprendimų paieškos daugelį organizacijų paskatino pereiti prie mikro-frontendų koncepcijos.

Nors mikro-frontendai siūlo patrauklią nepriklausomų, įdiegiamų vienetų viziją, jų praktinį įgyvendinimą dažnai apsunkindavo orkestravimo, bendrų priklausomybių ir vykdymo laiko integracijos sudėtingumas. Čia į sceną žengia JavaScript modulių federacija – novatoriška funkcija, pristatyta su Webpack 5. Modulių federacija nėra tik dar vienas kūrimo įrankio triukas; tai fundamentalus pokytis, kaip galime dalytis kodu ir kurti aplikacijas vykdymo metu, paverčiant tikras mikro-frontend architektūras ne tik įmanomomis, bet ir elegantiškomis bei itin efektyviomis. Globalioms įmonėms ir didelėms programavimo organizacijoms ši technologija siūlo kelią į neprilygstamą mastelio keitimą ir komandų autonomiją.

Šiame išsamiame gide gilinsimės į JavaScript modulių federaciją, nagrinėsime jos pagrindinius principus, praktinius pritaikymus, didžiulius privalumus, kuriuos ji siūlo, ir iššūkius, kuriuos reikia įveikti norint išnaudoti visą jos potencialą. Aptarsime geriausias praktikas, realius scenarijus ir tai, kaip ši technologija keičia didelio masto web programavimo ateitį tarptautinei auditorijai.

Frontend architektūrų evoliucijos supratimas

Norint išties įvertinti modulių federacijos galią, būtina suprasti frontend architektūrų raidą.

Monolitinis frontend: paprastumas ir jo ribos

Daugelį metų standartinis požiūris buvo frontend monolitas. Viena didelė kodo bazė apėmė visas funkcijas, komponentus ir verslo logiką. Šis požiūris suteikia paprastumo pradiniame etape, diegiant ir testuojant. Tačiau, kai aplikacijos plečiasi:

• Lėtas programavimas: Viena repozitorija reiškia daugiau sujungimo konfliktų (merge conflicts), ilgesnį kūrimo (build) laiką ir sunkumus izoliuojant pakeitimus.
• Glaudus susiejimas: Pakeitimai vienoje aplikacijos dalyje gali netyčia paveikti kitas, sukeldami baimę atlikti refaktorinimą.
• Technologijų įkalinimas: Sunku įdiegti naujas karkasus (frameworks) ar atnaujinti esamų pagrindines versijas be didžiulio refaktorinimo.
• Diegimo rizikos: Vienas diegimas reiškia, kad bet kokia problema paveikia visą aplikaciją, o tai lemia didelės rizikos išleidimus.
• Komandos plėtros iššūkiai: Didelės komandos, dirbančios su viena kodo baze, dažnai susiduria su komunikacijos kliūtimis ir sumažėjusia autonomija.

Įkvėpimas iš mikroservisų

Backend pasaulis pirmasis pasiūlė mikroservisų koncepciją – monolitinio backend suskaidymą į mažus, nepriklausomus, laisvai susietus servisus, kurių kiekvienas atsakingas už konkrečią verslo sritį. Šis modelis atnešė didžiulę naudą mastelio keitimo, atsparumo ir nepriklausomo diegimo požiūriu. Neilgai trukus programuotojai pradėjo svajoti apie panašių principų taikymą frontendui.

Mikro-frontendų iškilimas: vizija

Mikro-frontendų paradigma atsirado kaip bandymas perkelti mikroservisų privalumus į frontendą. Pagrindinė idėja yra suskaidyti didelę frontend aplikaciją į mažesnes, savarankiškai kuriamas, testuojamas ir diegiamas „mikro-aplikacijas“ arba „mikro-frontendus“. Kiekvienas mikro-frontendas idealiai būtų valdomas mažos, autonomiškos komandos, atsakingos už konkrečią verslo sritį. Ši vizija žadėjo:

• Komandų autonomija: Komandos gali pasirinkti savo technologijų rinkinį ir dirbti savarankiškai.
• Greitesni diegimai: Įdiegti mažą aplikacijos dalį yra greičiau ir mažiau rizikinga.
• Mastelio keitimas: Lengviau plėsti programuotojų komandas be papildomų koordinavimo išlaidų.
• Technologijų įvairovė: Galimybė įdiegti naujus karkasus arba palaipsniui migruoti pasenusias dalis.

Tačiau nuosekliai realizuoti šią viziją skirtinguose projektuose ir organizacijose pasirodė sudėtinga. Įprasti metodai apėmė iframe (izoliacija, bet prasta integracija), kūrimo laiko monorepozitorijas (geresnė integracija, bet vis dar kūrimo laiko susiejimas) arba sudėtingą serverio pusės kompoziciją. Šie metodai dažnai sukeldavo savo sudėtingumų, našumo problemų ar tikros vykdymo laiko integracijos apribojimų. Būtent čia modulių federacija iš esmės keičia žaidimo taisykles.

Mikro-frontendų paradigma detaliau

Prieš gilinantis į modulių federacijos specifiką, įtvirtinkime supratimą, ko siekiama mikro-frontendais ir kodėl jie yra tokie vertingi, ypač didelėms, globaliai paskirstytoms programavimo operacijoms.

Kas yra mikro-frontendai?

Savo esme, mikro-frontendų architektūra yra skirta vieningos, vientisos vartotojo sąsajos kūrimui iš kelių, nepriklausomų aplikacijų. Kiekviena nepriklausoma dalis, arba „mikro-frontendas“, gali būti:

• Kuriama autonomiškai: Skirtingos komandos gali dirbti su skirtingomis aplikacijos dalimis, netrukdydamos viena kitai.
• Diegiama savarankiškai: Pakeitimas viename mikro-frontend'e nereikalauja visos aplikacijos perdeployavimo.
• Technologiškai agnostiška: Vienas mikro-frontendas gali būti sukurtas su React, kitas su Vue, o trečias su Angular, priklausomai nuo komandos kompetencijos ar konkrečių funkcijos reikalavimų.
• Apibrėžta pagal verslo sritį: Kiekvienas mikro-frontendas paprastai apima konkrečią verslo galimybę, pvz., „produktų katalogas“, „vartotojo profilis“, „pirkinių krepšelis“.

Tikslas yra pereiti nuo vertikalaus skaidymo (frontendas ir backendas funkcijai) prie horizontalaus skaidymo (frontendas funkcijai, backendas funkcijai), leidžiant mažoms, tarpfunkcinėms komandoms valdyti visą produkto dalį.

Mikro-frontendų privalumai

Organizacijoms, veikiančioms skirtingose laiko juostose ir kultūrose, privalumai yra ypač ryškūs:

• Padidinta komandų autonomija ir greitis: Komandos gali kurti ir diegti savo funkcijas savarankiškai, mažindamos tarpkomandines priklausomybes ir komunikacijos išlaidas. Tai ypač svarbu globalioms komandoms, kur sinchronizacija realiu laiku gali būti sudėtinga.
• Pagerintas programavimo mastelio keitimas: Augant funkcijų ir programuotojų skaičiui, mikro-frontendai leidžia linijinį komandų augimą be kvadratinio koordinavimo išlaidų didėjimo, dažnai matomo monolituose.
• Technologijų laisvė ir laipsniški atnaujinimai: Komandos gali pasirinkti geriausius įrankius savo konkrečiai problemai spręsti, o naujos technologijos gali būti įdiegiamos palaipsniui. Pasenusios aplikacijos dalys gali būti refaktorinamos arba perrašomos dalimis, mažinant „didžiojo sprogimo“ perrašymo riziką.
• Greitesni ir saugesni diegimai: Įdiegti mažą, izoliuotą mikro-frontendą yra greičiau ir mažiau rizikinga nei diegti visą monolitą. Atšaukimai (rollbacks) taip pat yra lokalizuoti. Tai pagerina nuolatinio pristatymo (continuous delivery) procesų lankstumą visame pasaulyje.
• Atsparumas: Problema viename mikro-frontend'e gali nesugadinti visos aplikacijos, pagerindama bendrą sistemos stabilumą.
• Lengvesnis naujų programuotojų įvedimas: Suprasti mažesnę, konkrečiai sričiai skirtą kodo bazę yra daug lengviau nei suvokti visą monolitinę aplikaciją, kas yra naudinga geografiškai pasklidusioms komandoms, samdančioms darbuotojus vietoje.

Mikro-frontendų iššūkiai (iki modulių federacijos)

Nepaisant įtikinamų privalumų, mikro-frontendai kėlė didelių iššūkių prieš atsirandant modulių federacijai:

• Orkestravimas ir kompozicija: Kaip sujungti šias nepriklausomas dalis į vieningą, vientisą vartotojo patirtį?
• Bendros priklausomybės: Kaip išvengti didelių bibliotekų (pvz., React, Angular, Vue) dubliavimo keliuose mikro-frontenduose, kas lemia išpūstus paketus (bundles) ir prastą našumą?
• Komunikacija tarp mikro-frontendų: Kaip skirtingos UI dalys bendrauja be glaudaus susiejimo?
• Maršrutizavimas (Routing) ir navigacija: Kaip valdyti globalų maršrutizavimą tarp savarankiškai valdomų aplikacijų?
• Vientisa vartotojo patirtis: Užtikrinti vieningą išvaizdą ir jausmą tarp skirtingų komandų, naudojančių potencialiai skirtingas technologijas.
• Diegimo sudėtingumas: Valdyti CI/CD procesus daugybei mažų aplikacijų.

Šie iššūkiai dažnai priversdavo organizacijas daryti kompromisus dėl tikrosios mikro-frontendų nepriklausomybės arba daug investuoti į sudėtingus, pagal užsakymą sukurtus įrankius. Modulių federacija elegantiškai sprendžia daugelį šių kritinių kliūčių.

Pristatome JavaScript modulių federaciją: žaidimo keitėjas

Savo esme, JavaScript modulių federacija yra Webpack 5 funkcija, kuri leidžia JavaScript aplikacijoms dinamiškai įkelti kodą iš kitų aplikacijų vykdymo metu. Ji leidžia skirtingoms, savarankiškai sukurtoms ir įdiegtoms aplikacijoms dalytis moduliais, komponentais ar net ištisais puslapiais, sukuriant vieningą, vientisą aplikacijos patirtį be tradicinių sprendimų sudėtingumo.

Pagrindinė koncepcija: dalijimasis vykdymo metu

Įsivaizduokite, kad turite dvi atskiras aplikacijas: „Prieglobos“ (Host) aplikaciją (pvz., prietaisų skydelio apvalkalą) ir „Nuotolinę“ (Remote) aplikaciją (pvz., klientų aptarnavimo valdiklį). Tradiciškai, jei Priegloba norėtų naudoti komponentą iš Nuotolinės, jūs publikuotumėte komponentą kaip npm paketą ir jį įdiegtumėte. Tai sukuria kūrimo laiko priklausomybę – jei komponentas atnaujinamas, Priegloba turi būti perkurta ir perdeployuota.

Modulių federacija apverčia šį modelį. Nuotolinė aplikacija gali atskleisti (expose) tam tikrus modulius (komponentus, pagalbines funkcijas, ištisas funkcijas). Prieglobos aplikacija tada gali vartoti (consume) šiuos atskleistus modulius tiesiogiai iš Nuotolinės vykdymo metu. Tai reiškia, kad Prieglobai nereikia persikurti, kai Nuotolinė atnaujina savo atskleistą modulį. Atnaujinimas tampa aktyvus, kai tik Nuotolinė yra įdiegta, o Priegloba atsinaujina arba dinamiškai įkelia naują versiją.

Šis dalijimasis vykdymo metu yra revoliucinis, nes jis:

• Atsieja diegimus: Komandos gali diegti savo mikro-frontendus savarankiškai.
• Pašalina dubliavimą: Bendros bibliotekos (pvz., React, Vue, Lodash) gali būti tikrai bendrinamos ir nedubliuojamos tarp aplikacijų, ženkliai sumažinant bendrą paketų dydį.
• Įgalina tikrą kompoziciją: Sudėtingos aplikacijos gali būti sudarytos iš mažesnių, autonomiškų dalių be glaudaus kūrimo laiko susiejimo.

Pagrindinė terminologija modulių federacijoje

• Priegloba (Host): Aplikacija, kuri vartoja kitų aplikacijų atskleistus modulius. Tai yra „apvalkalas“ arba pagrindinė aplikacija, integruojanti įvairias nuotolines dalis.
• Nuotolinė (Remote): Aplikacija, kuri atskleidžia modulius, kad kitos aplikacijos galėtų juos vartoti. Tai yra „mikro-frontendas“ arba bendrinama komponentų biblioteka.
• Atskleidžia (Exposes): Savybė Nuotolinės aplikacijos Webpack konfigūracijoje, kuri apibrėžia, kurie moduliai yra prieinami vartojimui kitose aplikacijose.
• Nuotolinės (Remotes): Savybė Prieglobos aplikacijos Webpack konfigūracijoje, kuri apibrėžia, iš kurių nuotolinių aplikacijų ji vartos modulius, paprastai nurodant pavadinimą ir URL.
• Bendrinama (Shared): Savybė, kuri apibrėžia bendras priklausomybes (pvz., React, ReactDOM), kurios turėtų būti bendrinamos tarp Prieglobos ir Nuotolinių aplikacijų. Tai yra kritiškai svarbu siekiant išvengti kodo dubliavimo ir valdyti versijas.

Kuo tai skiriasi nuo tradicinių metodų?

Modulių federacija ženkliai skiriasi nuo kitų kodo dalijimosi strategijų:

• vs. NPM paketai: NPM paketai yra bendrinami kūrimo metu. Pakeitimas reikalauja, kad vartojančios aplikacijos atsinaujintų, persikurtų ir perdeployuotų. Modulių federacija yra pagrįsta vykdymo laiku; vartotojai gauna atnaujinimus dinamiškai.
• vs. Iframes: Iframes suteikia stiprią izoliaciją, bet turi apribojimų bendro konteksto, stilių, maršrutizavimo ir našumo atžvilgiu. Modulių federacija siūlo vientisą integraciją tame pačiame DOM ir JavaScript kontekste.
• vs. Monorepozitorijos su bendrinamomis bibliotekomis: Nors monorepozitorijos padeda valdyti bendrą kodą, jos vis tiek paprastai apima kūrimo laiko susiejimą ir gali lemti didžiulius kūrimo paketus. Modulių federacija leidžia dalytis tarp tikrai nepriklausomų repozitorijų ir diegimų.
• vs. Serverio pusės kompozicija: Serverio pusės atvaizdavimas (server-side rendering) ar krašto pusės įtraukimai (edge-side includes) sudaro HTML, o ne dinamiškus JavaScript modulius, o tai riboja interaktyvias galimybes.

Gilesnė modulių federacijos mechanikos analizė

Suprasti Webpack konfigūraciją modulių federacijai yra raktas į jos galios suvokimą. `ModuleFederationPlugin` yra viso to šerdis.

`ModuleFederationPlugin` konfigūracija

Pažvelkime į konceptualius pavyzdžius Nuotolinei ir Prieglobos aplikacijai.

Nuotolinės aplikacijos (`remote-app`) Webpack konfigūracija:

            
// webpack.config.js for remote-app
const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ... other webpack config ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'remoteApp',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './WidgetA': './src/components/WidgetA',
        './UtilityFunc': './src/utils/utilityFunc.js',
        './LoginPage': './src/pages/LoginPage.js'
      },
      shared: {
        react: { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
        // ... other shared libraries ...
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Paaiškinimas:

• `name`: Unikalus šios nuotolinės aplikacijos pavadinimas. Taip į ją kreipsis kitos aplikacijos.
• `filename`: Paketo, kuriame yra atskleistų modulių manifestas, pavadinimas. Šis failas yra labai svarbus priegloboms, kad jos galėtų atrasti, kas yra prieinama.
• `exposes`: Objektas, kuriame raktai yra vieši modulių pavadinimai, o reikšmės – vietiniai keliai iki modulių, kuriuos norite atskleisti.
• `shared`: Nurodo priklausomybes, kurios turėtų būti bendrinamos su kitomis aplikacijomis. `singleton: true` užtikrina, kad visose federuotose aplikacijose būtų įkeltas tik vienas priklausomybės (pvz., React) egzempliorius, taip išvengiant kodo dubliavimo ir galimų problemų su React kontekstu. `requiredVersion` leidžia nurodyti priimtinus versijų intervalus.

Prieglobos aplikacijos (`host-app`) Webpack konfigūracija:

            
// webpack.config.js for host-app
const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ... other webpack config ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'hostApp',
      remotes: {
        remoteApp: 'remoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        // ... other remote applications ...
      },
      shared: {
        react: { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
        // ... other shared libraries ...
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Paaiškinimas:

• `name`: Unikalus šios prieglobos aplikacijos pavadinimas.
• `remotes`: Objektas, kuriame raktai yra vietiniai pavadinimai, kuriuos naudosite moduliams iš nuotolinės aplikacijos importuoti, o reikšmės – tikrieji nuotolinių modulių įėjimo taškai (paprastai `name@url`).
• `shared`: Panašiai kaip ir nuotolinėje, čia nurodomos priklausomybės, kurias priegloba tikisi bendrinti.

Atskleistų modulių vartojimas Priegloboje

Sukonfigūravus, modulių vartojimas yra paprastas, dažnai primenantis standartinius dinaminius importus:

            
// host-app/src/App.js
import React, { Suspense, lazy } from 'react';

// Dynamically import WidgetA from remoteApp
const WidgetA = lazy(() => import('remoteApp/WidgetA'));

function App() {
  return (
    <div>
      <h1>Host Application</h1>
      <Suspense fallback={<div>Loading WidgetA...</div>}>
        <WidgetA />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

Magija vyksta vykdymo metu: kai iškviečiamas `import('remoteApp/WidgetA')`, Webpack žino, kad reikia gauti `remoteEntry.js` iš `http://localhost:3001`, surasti `WidgetA` tarp atskleistų modulių ir įkelti jį į prieglobos aplikacijos apimtį.

Vykdymo laiko elgsena ir versijavimas

Modulių federacija protingai tvarko bendras priklausomybes. Kai priegloba bando įkelti nuotolinę, ji pirmiausia patikrina, ar jau turi reikiamas bendras priklausomybes (pvz., React v18) reikiamos versijos. Jei taip, ji naudoja savo versiją. Jei ne, ji bando įkelti nuotolinės aplikacijos bendrą priklausomybę. `singleton` savybė čia yra labai svarbi, siekiant užtikrinti, kad egzistuotų tik vienas bibliotekos egzempliorius, išvengiant problemų, pavyzdžiui, React konteksto lūžimo tarp skirtingų React versijų.

Šis dinaminis versijų derinimas yra neįtikėtinai galingas, leidžiantis nepriklausomoms komandoms atnaujinti savo bibliotekas, nepriverčiant koordinuoto atnaujinimo visoje federuotoje sistemoje, tol, kol versijos išlieka suderinamos apibrėžtuose intervaluose.

Architektūros kūrimas su modulių federacija: praktiniai scenarijai

Modulių federacijos lankstumas atveria daugybę architektūrinių modelių, ypač naudingų didelėms organizacijoms su įvairiais portfeliais ir globaliomis komandomis.

1. Aplikacijos apvalkalas / prietaisų skydelis

Scenarijus: Pagrindinė prietaisų skydelio aplikacija, kuri integruoja įvairius valdiklius (widgets) ar funkcijas iš skirtingų komandų. Pavyzdžiui, įmonės portalas su moduliais personalo, finansų ir operacijų skyriams, kurių kiekvieną kuria atskira komanda.

Modulių federacijos vaidmuo: Prietaisų skydelis veikia kaip Priegloba, dinamiškai įkeldamas mikro-frontendus (valdiklius), kuriuos atskleidžia Nuotolinės aplikacijos. Priegloba suteikia bendrą išdėstymą, navigaciją ir bendrą dizaino sistemą, o nuotolinės aplikacijos prisideda specifine verslo funkcionalumu.

Privalumai: Komandos gali savarankiškai kurti ir diegti savo valdiklius. Prietaisų skydelio apvalkalas išlieka liesas ir stabilus. Naujos funkcijos gali būti integruotos neperkuriant viso portalo.

2. Centralizuotos komponentų bibliotekos / dizaino sistemos

Scenarijus: Organizacija palaiko globalią dizaino sistemą arba bendrą UI komponentų rinkinį (mygtukai, formos, navigacija), kurie turi būti nuosekliai naudojami daugelyje aplikacijų.

Modulių federacijos vaidmuo: Dizaino sistema tampa Nuotoline aplikacija, atskleidžiančia savo komponentus. Visos kitos aplikacijos (Prieglobos) vartoja šiuos komponentus tiesiogiai vykdymo metu. Kai dizaino sistemoje atnaujinamas komponentas, visos jį vartojančios aplikacijos gauna atnaujinimą atsinaujinusios, nereikia iš naujo diegti npm paketo ir persikurti.

Privalumai: Užtikrina UI nuoseklumą įvairiose aplikacijose. Supaprastina dizaino sistemos atnaujinimų palaikymą ir platinimą. Sumažina paketų dydžius, dalijantis bendra UI logika.

3. Į funkcijas orientuotos mikro-aplikacijos

Scenarijus: Didelė e. prekybos platforma, kurioje skirtingos komandos valdo skirtingas vartotojo kelionės dalis (pvz., produkto detalės, pirkinių krepšelis, atsiskaitymas, užsakymų istorija).

Modulių federacijos vaidmuo: Kiekviena kelionės dalis yra atskira Nuotolinė aplikacija. Lengvasvorė Prieglobos aplikacija (galbūt skirta tik maršrutizavimui) įkelia atitinkamą Nuotolinę aplikaciją pagal URL. Alternatyviai, viena aplikacija gali sudaryti kelias funkcijų Nuotolines aplikacijas viename puslapyje.

Privalumai: Didelė komandų autonomija, leidžianti komandoms savarankiškai kurti, testuoti ir diegti savo funkcijas. Idealiai tinka nuolatiniam pristatymui ir greitam specifinių verslo galimybių iteravimui.

4. Laipsniškas pasenusių sistemų modernizavimas (Strangler Fig Pattern)

Scenarijus: Sena, monolitinė frontend aplikacija turi būti modernizuota be visiško „didžiojo sprogimo“ perrašymo, kuris dažnai yra rizikingas ir atimantis daug laiko.

Modulių federacijos vaidmuo: Pasenusi aplikacija veikia kaip Priegloba. Naujos funkcijos kuriamos kaip nepriklausomos Nuotolinės aplikacijos, naudojant modernias technologijas. Šios naujos Nuotolinės aplikacijos palaipsniui integruojamos į pasenusį monolitą, efektyviai „smaugiant“ seną funkcionalumą dalimis. Vartotojai sklandžiai pereina tarp senų ir naujų dalių.

Privalumai: Sumažina didelio masto refaktorinimo riziką. Leidžia laipsnišką modernizavimą. Išsaugo verslo tęstinumą, įdiegiant naujas technologijas. Ypač vertinga globalioms įmonėms su didelėmis, ilgai gyvuojančiomis aplikacijomis.

5. Tarporganizacinis dalijimasis ir ekosistemos

Scenarijus: Skirtingi skyriai, verslo padaliniai ar net partnerių įmonės turi dalytis specifiniais komponentais ar aplikacijomis platesnėje ekosistemoje (pvz., bendras prisijungimo modulis, bendras analitikos prietaisų skydelio valdiklis ar partneriui skirtas portalas).

Modulių federacijos vaidmuo: Kiekvienas subjektas gali atskleisti tam tikrus modulius kaip Nuotolines aplikacijas, kurias vėliau gali vartoti kiti įgalioti subjektai, veikiantys kaip Prieglobos. Tai palengvina tarpusavyje susijusių aplikacijų ekosistemų kūrimą.

Privalumai: Skatina pakartotinį naudojimą ir standartizaciją tarp organizacinių ribų. Mažina nereikalingas programavimo pastangas. Skatina bendradarbiavimą didelėse, federuotose aplinkose.

Modulių federacijos privalumai šiuolaikiniame web programavime

Modulių federacija sprendžia kritinius skaudulius didelio masto frontend programavime, siūlydama įtikinamus privalumus:

• Tikra vykdymo laiko integracija ir atsiejimas: Skirtingai nuo tradicinių metodų, modulių federacija pasiekia dinaminį modulių įkėlimą ir integraciją vykdymo metu. Tai reiškia, kad vartojančių aplikacijų nereikia perkurti ir perdeployuoti, kai nuotolinė aplikacija atnaujina savo atskleistus modulius. Tai yra žaidimo keitėjas nepriklausomiems diegimo procesams.
• Ženklus paketų dydžio sumažinimas: `shared` savybė yra neįtikėtinai galinga. Ji leidžia programuotojams konfigūruoti bendras priklausomybes (pvz., React, Vue, Angular, Lodash ar bendrą dizaino sistemos biblioteką), kad jos būtų įkeltos tik vieną kartą, net jei nuo jų priklauso kelios federuotos aplikacijos. Tai dramatiškai sumažina bendrą paketų dydį, lemia greitesnį pradinį įkėlimo laiką ir pagerina vartotojo patirtį, ypač svarbu vartotojams su skirtingomis tinklo sąlygomis visame pasaulyje.
• Pagerinta programuotojų patirtis ir komandų autonomija: Komandos gali dirbti su savo mikro-frontendais izoliuotai, mažindamos sujungimo konfliktus ir įgalindamos greitesnius iteracijos ciklus. Jos gali pasirinkti savo technologijų rinkinį (protingose ribose) savo specifinei sričiai, skatindamos inovacijas ir išnaudodamos specializuotus įgūdžius. Ši autonomija yra gyvybiškai svarbi didelėms organizacijoms, valdančioms įvairias globalias komandas.
• Įgalina technologijų agnostiškumą ir laipsnišką migraciją: Nors tai yra Webpack 5 funkcija, modulių federacija leidžia integruoti aplikacijas, sukurtas su skirtingais JavaScript karkasais (pvz., React priegloba, vartojanti Vue komponentą, arba atvirkščiai, su tinkamu apvalkalu). Tai daro ją idealia strategija laipsniškai migruoti pasenusias aplikacijas be „didžiojo sprogimo“ perrašymo, arba organizacijoms, kurios pritaikė skirtingus karkasus įvairiuose verslo padaliniuose.
• Supaprastintas priklausomybių valdymas: `shared` konfigūracija papildinyje suteikia tvirtą mechanizmą valdyti bendrų bibliotekų versijas. Ji leidžia lanksčius versijų intervalus ir singleton modelius, užtikrinant nuoseklumą ir išvengiant „priklausomybių pragaro“, dažnai pasitaikančio sudėtingose monorepozitorijose ar tradicinėse mikro-frontendų sąrankose.
• Pagerintas mastelio keitimas didelėms organizacijoms: Leisdama programavimą tikrai paskirstyti tarp nepriklausomų komandų ir diegimų, modulių federacija suteikia organizacijoms galimybę linijiniu būdu plėsti savo frontend programavimo pastangas kartu su produkto augimu, be atitinkamo eksponentinio architektūrinio sudėtingumo ar koordinavimo išlaidų augimo.

Iššūkiai ir svarstymai su modulių federacija

Nors galinga, modulių federacija nėra sidabrinė kulka. Sėkmingas jos įgyvendinimas reikalauja kruopštaus planavimo ir galimų sudėtingumų sprendimo:

• Didesnis pradinis sudėtingumas ir mokymosi kreivė: Webpack `ModuleFederationPlugin` konfigūravimas gali būti sudėtingas, ypač suprantant `exposes`, `remotes` ir `shared` parinktis bei jų sąveiką. Komandos, naujos pažangiose Webpack konfigūracijose, susidurs su mokymosi kreive.
• Versijų nesutapimas ir bendros priklausomybės: Nors `shared` padeda, bendrų priklausomybių versijų valdymas tarp nepriklausomų komandų vis tiek reikalauja disciplinos. Nesuderinamos versijos gali sukelti vykdymo laiko klaidas ar subtilias klaidas. Būtinos aiškios gairės ir galbūt bendra infrastruktūra priklausomybių valdymui.
• Klaidų tvarkymas ir atsparumas: Kas atsitiks, jei nuotolinė aplikacija nepasiekiama, neįsikrauna arba atskleidžia sugedusį modulį? Tvirtas klaidų tvarkymas, atsarginiai variantai (fallbacks) ir vartotojui draugiškos įkėlimo būsenos yra būtinos norint išlaikyti stabilią vartotojo patirtį.
• Našumo svarstymai: Nors bendros priklausomybės sumažina bendrą paketų dydį, pradinis nuotolinių įėjimo failų ir dinamiškai importuojamų modulių įkėlimas sukuria tinklo užklausas. Tai turi būti optimizuota naudojant podėliavimą (caching), tingųjį įkėlimą (lazy loading) ir galbūt išankstinio įkėlimo strategijas, ypač vartotojams su lėtesniu tinklu ar mobiliuosiuose įrenginiuose.
• Kūrimo įrankio įkalinimas: Modulių federacija yra Webpack 5 funkcija. Nors pagrindiniai principai gali būti pritaikyti kituose paketuotojuose (bundlers), dabartinis plačiai paplitęs įgyvendinimas yra susijęs su Webpack. Tai gali būti svarstytina komandoms, stipriai investavusioms į alternatyvius kūrimo įrankius.
• Paskirstytų sistemų derinimas (debugging): Problemų derinimas tarp kelių savarankiškai įdiegtų aplikacijų gali būti sudėtingesnis nei monolite. Konsoliduoti registravimo žurnalai (logging), sekimo (tracing) ir stebėjimo (monitoring) įrankiai tampa būtini.
• Globalios būsenos valdymas ir komunikacija: Nors modulių federacija tvarko modulių įkėlimą, komunikacija tarp mikro-frontendų ir globalios būsenos valdymas vis dar reikalauja kruopščių architektūrinių sprendimų. Sprendimai, tokie kaip bendri įvykiai, pub/sub modeliai ar lengvasvorės globalios saugyklos, turi būti įgyvendinti apgalvotai.
• Maršrutizavimas ir navigacija: Vientisai vartotojo patirčiai reikalingas vieningas maršrutizavimas. Tai reiškia maršrutizavimo logikos koordinavimą tarp prieglobos ir kelių nuotolinių aplikacijų, galbūt naudojant bendrą maršrutizatoriaus egzempliorių ar įvykiais pagrįstą navigaciją.
• Vientisa vartotojo patirtis ir dizainas: Net ir su bendra dizaino sistema per modulių federaciją, vizualinio ir interaktyvaus nuoseklumo palaikymas tarp nepriklausomų komandų reikalauja stipraus valdymo, aiškių dizaino gairių ir galbūt bendrų pagalbinių modulių stiliams ar bendriems komponentams.
• CI/CD ir diegimo sudėtingumas: Nors individualūs diegimai yra paprastesni, CI/CD procesų valdymas potencialiai dešimtims mikro-frontendų ir jų suderinta išleidimo strategija gali pridėti operacinės naštos. Tam reikalingos brandžios DevOps praktikos.

Geriausios praktikos įgyvendinant modulių federaciją

Norėdami maksimaliai išnaudoti modulių federacijos privalumus ir sušvelninti jos iššūkius, apsvarstykite šias geriausias praktikas:

1. Strateginis planavimas ir ribų apibrėžimas

• Į sritį orientuotas dizainas (Domain-Driven Design): Apibrėžkite aiškias ribas kiekvienam mikro-frontendui, remiantis verslo galimybėmis, o ne techniniais sluoksniais. Kiekviena komanda turėtų valdyti vientisą, įdiegiamą vienetą.
• Pirmiausia kontraktas (Contract-First Development): Nustatykite aiškias API ir sąsajas atskleistiems moduliams. Dokumentuokite, ką kiekviena nuotolinė aplikacija atskleidžia ir kokie yra lūkesčiai dėl jos naudojimo.
• Bendras valdymas: Nors komandos yra autonomiškos, nustatykite bendrą valdymą bendroms priklausomybėms, kodavimo standartams ir komunikacijos protokolams, kad išlaikytumėte nuoseklumą visoje ekosistemoje.

2. Tvirtas klaidų tvarkymas ir atsarginiai variantai

• Suspense ir klaidų ribos (Error Boundaries): Naudokite React `Suspense` ir klaidų ribas (arba panašius mechanizmus kituose karkasuose), kad grakščiai tvarkytumėte klaidas dinaminio modulio įkėlimo metu. Pateikite vartotojui prasmingas atsargines vartotojo sąsajas.
• Atsparumo modeliai: Įgyvendinkite pakartojimus, grandinės pertraukiklius (circuit breakers) ir laiko limitus nuotolinių modulių įkėlimui, kad pagerintumėte atsparumą gedimams.

3. Optimizuotas našumas

• Tingusis įkėlimas (Lazy Loading): Visada tingiai įkelkite nuotolinius modulius, kurių nereikia iš karto. Gaukite juos tik tada, kai vartotojas pereina prie konkrečios funkcijos arba kai komponentas tampa matomas.
• Podėliavimo strategijos: Įgyvendinkite agresyvų podėliavimą `remoteEntry.js` failams ir nuotoliniams paketams, naudodami HTTP podėliavimo antraštes ir service workers.
• Išankstinis įkėlimas (Preloading): Kritiniams nuotoliniams moduliams apsvarstykite galimybę juos iš anksto įkelti fone, kad pagerintumėte suvokiamą našumą.

4. Centralizuotas ir apgalvotas bendrų priklausomybių valdymas

• Griežtas versijavimas pagrindinėms bibliotekoms: Pagrindiniams karkasams (React, Angular, Vue) taikykite `singleton: true` ir suderinkite `requiredVersion` visose federuotose aplikacijose, kad užtikrintumėte nuoseklumą.
• Sumažinkite bendrų priklausomybių skaičių: Dalinkitės tik tikrai bendromis, didelėmis bibliotekomis. Per didelis dalijimasis mažomis pagalbinėmis funkcijomis gali pridėti sudėtingumo be didelės naudos.
• Automatizuokite priklausomybių skenavimą: Naudokite įrankius, kad aptiktumėte galimus versijų konfliktus ar pasikartojančias bendras bibliotekas visose savo federuotose aplikacijose.

5. Išsami testavimo strategija

• Vienetų ir integraciniai testai: Kiekvienas mikro-frontendas turėtų turėti savo išsamius vienetų ir integracinius testus.
• Vientisumo (End-to-End, E2E) testavimas: Kritiškai svarbus užtikrinant, kad integruota aplikacija veiktų sklandžiai. Šie testai turėtų apimti kelis mikro-frontendus ir bendrus vartotojų srautus. Apsvarstykite įrankius, kurie gali simuliuoti federuotą aplinką.

6. Supaprastintas CI/CD ir diegimo automatizavimas

• Nepriklausomi procesai (Pipelines): Kiekvienas mikro-frontendas turėtų turėti savo nepriklausomą kūrimo ir diegimo procesą.
• Atominiai diegimai: Užtikrinkite, kad naujos nuotolinės aplikacijos versijos įdiegimas nesugadintų esamų prieglobų (pvz., išlaikant API suderinamumą arba naudojant versijuotus įėjimo taškus).
• Stebėjimas ir matomumas (Observability): Įgyvendinkite tvirtą registravimą, sekimą ir stebėjimą visuose mikro-frontenduose, kad greitai nustatytumėte ir diagnozuotumėte problemas paskirstytoje aplinkoje.

7. Vieningas maršrutizavimas ir navigacija

• Centralizuotas maršrutizatorius: Apsvarstykite bendrą maršrutizavimo biblioteką ar modelį, kuris leistų prieglobai valdyti globalius maršrutus ir deleguoti pomaršrutus specifiniams mikro-frontendams.
• Įvykiais pagrįsta komunikacija: Naudokite globalią įvykių magistralę (event bus) arba būsenos valdymo sprendimą, kad palengvintumėte komunikaciją ir navigaciją tarp skirtingų mikro-frontendų be glaudaus susiejimo.

8. Dokumentacija ir žinių dalijimasis

• Aiški dokumentacija: Palaikykite išsamią dokumentaciją kiekvienam atskleistam moduliui, jo API ir naudojimui.
• Vidiniai mokymai: Organizuokite mokymus ir dirbtuves programuotojams, pereinantiems prie modulių federacijos architektūros, ypač globalioms komandoms, kurioms reikia greitai įsivažiuoti.

Anapus Webpack 5: Komponuojamo web ateitis

Nors Webpack 5 modulių federacija yra novatoriškiausias ir brandžiausias šios koncepcijos įgyvendinimas, idėja dalytis moduliais vykdymo metu populiarėja visoje JavaScript ekosistemoje.

Kiti paketuotojai ir karkasai tyrinėja arba įgyvendina panašias galimybes. Tai rodo platesnį filosofinį poslinkį, kaip kuriame web aplikacijas: judame link tikrai komponuojamo web, kur savarankiškai sukurti ir įdiegti vienetai gali sklandžiai integruotis į didesnes aplikacijas. Modulių federacijos principai greičiausiai paveiks ateities web standartus ir architektūrinius modelius, padarydami frontend programavimą labiau paskirstytą, lankstų ir atsparų.

Išvada

JavaScript modulių federacija yra reikšmingas žingsnis į priekį praktiškai įgyvendinant mikro-frontendų architektūras. Įgalindama tikrą vykdymo laiko kodo dalijimąsi ir priklausomybių dubliavimo panaikinimą, ji sprendžia kai kuriuos iš labiausiai įsisenėjusių iššūkių, su kuriais susiduria didelės programavimo organizacijos ir globalios komandos, kuriančios sudėtingas web aplikacijas. Ji suteikia komandoms didesnę autonomiją, pagreitina programavimo ciklus ir palengvina lanksčių, lengvai prižiūrimų frontend sistemų kūrimą.

Nors modulių federacijos pritaikymas sukelia savo sudėtingumų, susijusių su sąranka, klaidų tvarkymu ir paskirstytu derinimu, jos teikiami privalumai, tokie kaip sumažinti paketų dydžiai, pagerinta programuotojų patirtis ir padidintas organizacinis lankstumas, yra gilūs. Įmonėms, norinčioms išsivaduoti iš frontend monolitų, priimti tikrą lankstumą ir valdyti vis sudėtingesnius skaitmeninius produktus įvairiose komandose, modulių federacijos įvaldymas yra ne tik galimybė, bet ir strateginis imperatyvas.

Priimkite komponuojamų web aplikacijų ateitį. Tyrinėkite JavaScript modulių federaciją ir atraskite naujus efektyvumo bei inovacijų lygius savo frontend architektūroje.