Mikro-priekšgala arhitektūra: Neatkarīgi izvietojamu komponentu veidošana

Pastāvīgi mainīgajā tīmekļa izstrādes vidē liela mēroga priekšgala lietojumprogrammu izveide un uzturēšana var kļūt par sarežģītu un izaicinošu uzdevumu. Monolītas priekšgala arhitektūras bieži noved pie koda bāzēm, kuras ir grūti saprotamas, lēni būvējamas un izvietojamas, un kuras ir grūti mainīt. Ienāk mikro-priekšgala arhitektūra – dizaina pieeja, kuras mērķis ir sadalīt šos monolītos priekšgalus mazākos, vieglāk pārvaldāmos un neatkarīgi izvietojamos komponentos.

Kas ir mikro-priekšgali?

Mikro-priekšgali, iedvesmojoties no mikropakalpojumu principiem aizmugures (backend) pasaulē, pārstāv arhitektūras stilu, kurā priekšgala lietojumprogramma sastāv no vairākām mazākām lietojumprogrammām, katru no kurām pieder un pārvalda neatkarīgas komandas. Šīs mazākās lietojumprogrammas jeb mikro-priekšgali var tikt izstrādāti, testēti un izvietoti neatkarīgi, nodrošinot lielāku elastību, mērogojamību un ātrākus izstrādes ciklus.

Iedomājieties to kā mājaslapas veidošanu no neatkarīgiem Lego klucīšiem. Katrs klucītis (mikro-priekšgals) ir autonoma vienība ar savu funkcionalitāti. Šos klucīšus var kombinēt dažādos veidos, lai radītu dažādus izkārtojumus un lietotāja pieredzes, neietekmējot citu klucīšu stabilitāti vai funkcionalitāti.

Mikro-priekšgala arhitektūras priekšrocības

Mikro-priekšgala arhitektūras ieviešana piedāvā daudzas priekšrocības, īpaši lielām un sarežģītām tīmekļa lietojumprogrammām:

• Neatkarīga izvietošana: Šis ir mikro-priekšgalu stūrakmens. Komandas var izvietot savas izmaiņas, neietekmējot citas lietojumprogrammas daļas, ievērojami samazinot izvietošanas riskus un paātrinot laidienu ciklu. Piemēram, mārketinga komanda varētu izvietot jaunu galvenās lapas mikro-priekšgalu, nesaskaņojot to ar komandu, kas strādā pie produkta pamatfunkcijām.
• Tehnoloģiju daudzveidība: Mikro-priekšgali ļauj komandām izvēlēties tehnoloģiju kopumu, kas vislabāk atbilst viņu specifiskajām vajadzībām. Viena komanda var izmantot React, bet cita – Angular vai Vue.js. Šī elastība veicina inovāciju un ļauj komandām izmantot jaunākās tehnoloģijas, neesot ierobežotām ar kopējo arhitektūru.
• Mērogojamība: Lietojumprogrammai augot, mikro-priekšgali ļauj neatkarīgi mērogot atsevišķas lietojumprogrammas daļas. Tas var būt īpaši noderīgi funkcijām, kurām ir liela datplūsma vai nepieciešama specifiska resursu piešķiršana. Iedomājieties globālu e-komercijas platformu: norēķinu mikro-priekšgalam varētu būt nepieciešams vairāk resursu iepirkšanās pīķa sezonās, piemēram, Melnajā piektdienā, kamēr produktu kataloga mikro-priekšgals paliek relatīvi stabils.
• Uzlabota komandas autonomija: Mikro-priekšgali dod komandām iespēju strādāt neatkarīgi, veicinot īpašnieka sajūtu un atbildību. Katra komanda ir atbildīga par savu mikro-priekšgalu, no izstrādes līdz izvietošanai, kas noved pie paaugstinātas efektivitātes un ātrākas lēmumu pieņemšanas.
• Koda atkārtota izmantošana: Lai gan ne vienmēr tas ir galvenais mērķis, mikro-priekšgali var veicināt koda atkārtotu izmantošanu dažādās komandās un lietojumprogrammās. Kopīgus komponentus vai funkcionalitātes var izdalīt koplietojamās bibliotēkās vai dizaina sistēmās, samazinot dublēšanos un uzlabojot konsekvenci.
• Vienkāršāki atjauninājumi: Tehnoloģiju vai ietvaru atjaunināšana monolītā priekšgalā var būt biedējošs uzdevums. Ar mikro-priekšgaliem jūs varat atjaunināt atsevišķus mikro-priekšgalus pakāpeniski, samazinot atjaunināšanas procesa risku un sarežģītību. Piemēram, komanda varētu migrēt savu mikro-priekšgalu no Angular 1 uz Angular 17 (vai jebkuru modernu ietvaru), neprasot visas lietojumprogrammas pilnīgu pārrakstīšanu.
• Noturība: Ja viens mikro-priekšgals piedzīvo kļūmi, ideālā gadījumā tam nevajadzētu apturēt visu lietojumprogrammu. Pareiza izolācija un kļūdu apstrāde var nodrošināt, ka pārējā lietojumprogrammas daļa paliek funkcionāla, sniedzot noturīgāku lietotāja pieredzi.

Mikro-priekšgala arhitektūras izaicinājumi

Lai gan mikro-priekšgali piedāvā daudzas priekšrocības, tie arī rada noteiktus izaicinājumus, kas ir rūpīgi jāapsver:

• Paaugstināta sarežģītība: Priekšgala sadalīšana vairākās mazākās lietojumprogrammās pēc būtības palielina sarežģītību. Jums ir jāpārvalda komunikācija starp mikro-priekšgaliem, jānodrošina konsekvents stils un zīmols, kā arī jārisina šķērsgriezuma jautājumi, piemēram, autentifikācija un autorizācija.
• Darbības papildu slogs: Vairāku izvietošanu, būvēšanas procesu un infrastruktūras komponentu pārvaldība var palielināt darbības papildu slogu. Jums ir jāiegulda robustos CI/CD cauruļvados un uzraudzības rīkos, lai nodrošinātu netraucētu darbību.
• Veiktspējas apsvērumi: Vairāku mikro-priekšgalu ielāde var ietekmēt veiktspēju, ja tā netiek pareizi īstenota. Jums ir jāoptimizē ielādes stratēģijas, jāsamazina pakotņu izmēri un jāizmanto kešatmiņas mehānismi, lai nodrošinātu ātru un atsaucīgu lietotāja pieredzi.
• Šķērsgriezuma jautājumi: Tādu šķērsgriezuma jautājumu kā autentifikācija, autorizācija un tematizēšana ieviešana vairākos mikro-priekšgalos var būt izaicinoša. Jums ir jāizveido skaidras vadlīnijas un koplietojamas bibliotēkas, lai nodrošinātu konsekvenci un izvairītos no dublēšanās.
• Komunikācijas papildu slogs: Skaidru komunikācijas kanālu un protokolu izveide starp dažādām komandām ir būtiska veiksmīgai mikro-priekšgalu ieviešanai. Regulāra komunikācija un sadarbība ir būtiska, lai izvairītos no konfliktiem un nodrošinātu saskaņotību.
• Integrācijas testēšana: Rūpīga integrācijas testēšana ir būtiska, lai nodrošinātu, ka mikro-priekšgali nevainojami darbojas kopā. Tam nepieciešama labi definēta testēšanas stratēģija un automatizēti testēšanas rīki.

Mikro-priekšgalu ieviešanas stratēģijas

Ir vairākas pieejas mikro-priekšgalu ieviešanai, katrai no tām ir savi kompromisi. Šeit ir dažas no visbiežāk sastopamajām stratēģijām:

1. Integrācija būvēšanas laikā

Šajā pieejā mikro-priekšgali tiek publicēti kā pakotnes (piemēram, npm pakotnes) un integrēti konteinera lietojumprogrammā būvēšanas procesa laikā. Konteinera lietojumprogramma darbojas kā orķestrators, importējot un attēlojot mikro-priekšgalus.

Plusi:

• Vienkārši īstenojams.
• Laba veiktspēja, jo viss tiek integrēts būvēšanas laikā.

Mīnusi:

• Nepieciešama konteinera lietojumprogrammas pārbūvēšana un atkārtota izvietošana ikreiz, kad mainās kāds mikro-priekšgals.
• Cieša saikne starp mikro-priekšgaliem un konteinera lietojumprogrammu.

Piemērs: Iedomājieties mārketinga vietni, kur dažādas komandas pārvalda dažādas sadaļas (piem., emuārs, produktu lapas, karjera). Katra sadaļa tiek izstrādāta kā atsevišķa npm pakotne un importēta galvenajā vietnes lietojumprogrammā būvēšanas procesa laikā.

2. Izpildlaika integrācija, izmantojot Iframe

Iframe nodrošina vienkāršu veidu, kā izolēt mikro-priekšgalus. Katrs mikro-priekšgals darbojas savā iframe, ar savu neatkarīgu vidi. Komunikāciju starp iframe var panākt, izmantojot `postMessage` API.

Plusi:

• Spēcīga izolācija starp mikro-priekšgaliem.
• Vienkārši īstenojams.

Mīnusi:

• Slikta SEO iframe satura dēļ.
• Sarežģīti pārvaldīt komunikāciju un stilu starp iframe.
• Veiktspējas papildu slogs vairāku iframe dēļ.

Piemērs: Sarežģīta informācijas paneļa lietojumprogramma, kurā dažādus logrīkus pārvalda dažādas komandas. Katru logrīku var attēlot atsevišķā iframe, nodrošinot izolāciju un novēršot konfliktus.

3. Izpildlaika integrācija, izmantojot tīmekļa komponentus (Web Components)

Tīmekļa komponenti nodrošina standarta veidu, kā izveidot atkārtoti lietojamus pielāgotus HTML elementus. Mikro-priekšgalus var veidot kā tīmekļa komponentus un dinamiski ielādēt un attēlot pārlūkprogrammā.

Plusi:

• Standartizēta pieeja atkārtoti lietojamu komponentu veidošanai.
• Laba izolācija starp mikro-priekšgaliem.
• Neatkarīgs no ietvara.

Mīnusi:

• Nepieciešams pārlūkprogrammas atbalsts tīmekļa komponentiem (vecākām pārlūkprogrammām var izmantot poliaizpildes).
• Var būt sarežģīti īstenot dinamisku ielādi un komunikāciju.

Piemērs: E-komercijas platforma, kurā dažādas funkcijas (piem., produktu saraksts, iepirkumu grozs, norēķini) tiek īstenotas kā tīmekļa komponenti. Šos komponentus var dinamiski ielādēt un attēlot dažādās lapās.

4. Izpildlaika integrācija, izmantojot JavaScript moduļus

Mikro-priekšgalus var piedāvāt kā JavaScript moduļus un dinamiski ielādēt un attēlot, izmantojot moduļu ielādētāju. Šī pieeja nodrošina lielāku elastību un kontroli pār ielādes procesu.

Plusi:

• Elastīgs un pielāgojams ielādes process.
• Laba veiktspēja, pateicoties slinkajai ielādei (lazy loading).

Mīnusi:

• Nepieciešama moduļu ielādētāja bibliotēka.
• Var būt sarežģīti pārvaldīt atkarības un komunikāciju.

Piemērs: Ziņu vietne, kurā dažādas sadaļas (piem., sports, politika, bizness) tiek īstenotas kā atsevišķi JavaScript moduļi. Šos moduļus var dinamiski ielādēt un attēlot, pamatojoties uz lietotāja navigāciju.

5. Edge Side Includes (ESI)

ESI ir servera puses tehnoloģija, kas ļauj jums salikt tīmekļa lapas no dažādiem fragmentiem tīkla malā (piem., CDN). Mikro-priekšgalus var attēlot kā atsevišķus fragmentus un iekļaut galvenajā lapā, izmantojot ESI tagus.

Plusi:

• Laba veiktspēja, pateicoties kešatmiņai malā (edge caching).
• Vienkārši īstenojams.

Mīnusi:

• Nepieciešams ESI atbalsts servera pusē.
• Ierobežota elastība attiecībā uz klienta puses mijiedarbību.

Piemērs: Liela e-komercijas vietne, kurā dažādas produktu kategorijas pārvalda dažādas komandas. Katru kategoriju var attēlot kā atsevišķu fragmentu un iekļaut galvenajā lapā, izmantojot ESI tagus.

6. Pakalpojumu kompozīcija (Backend for Frontend)

Šī stratēģija ietver Backend for Frontend (BFF) izmantošanu, lai orķestrētu vairākus mikro-priekšgalus. BFF darbojas kā starpnieks, apkopojot datus no dažādiem aizmugures pakalpojumiem un piegādājot tos klientam formātā, kas optimizēts katram mikro-priekšgalam.

Plusi:

• Uzlabota veiktspēja, pateicoties datu agregācijai.
• Vienkāršota klienta puses loģika.

Mīnusi:

• Pievieno sarežģītību aizmugures arhitektūrai.
• Nepieciešama rūpīga koordinācija starp priekšgala un aizmugures komandām.

Piemērs: Sociālo mediju platforma, kurā dažādas funkcijas (piem., ziņu plūsma, profila lapa, ziņapmaiņa) tiek īstenotas kā atsevišķi mikro-priekšgali. BFF apkopo datus no dažādiem aizmugures pakalpojumiem (piem., lietotāju pakalpojums, satura pakalpojums, ziņapmaiņas pakalpojums) un piegādā tos klientam formātā, kas optimizēts katram mikro-priekšgalam.

Pareizās stratēģijas izvēle

Labākā ieviešanas stratēģija ir atkarīga no jūsu lietojumprogrammas specifiskajām prasībām, jūsu komandas pieredzes un kompromisiem, kurus esat gatavs pieņemt. Izvēloties stratēģiju, apsveriet šādus faktorus:

• Sarežģītība: Cik sarežģīta ir jūsu lietojumprogramma un cik mikro-priekšgalu jums ir jāpārvalda?
• Veiktspēja: Cik svarīga ir veiktspēja jūsu lietojumprogrammai?
• Komandas autonomija: Cik daudz autonomijas jūs vēlaties dot savām komandām?
• Tehnoloģiju daudzveidība: Vai jums ir nepieciešams atbalstīt dažādas tehnoloģijas un ietvarus?
• Izvietošanas biežums: Cik bieži jums ir nepieciešams izvietot izmaiņas jūsu lietojumprogrammā?
• Esošā infrastruktūra: Kāda ir jūsu esošā infrastruktūra un kādas tehnoloģijas jūs jau izmantojat?

Labākās prakses mikro-priekšgala arhitektūrā

Lai nodrošinātu veiksmīgu mikro-priekšgala ieviešanu, ievērojiet šīs labākās prakses:

• Definējiet skaidras robežas: Skaidri definējiet robežas starp mikro-priekšgaliem, lai izvairītos no pārklāšanās un konfliktiem.
• Izveidojiet kopīgu dizaina sistēmu: Izveidojiet kopīgu dizaina sistēmu, lai nodrošinātu stila un zīmola konsekvenci visos mikro-priekšgalos.
• Ieviesiet robustus komunikācijas mehānismus: Izveidojiet skaidrus komunikācijas mehānismus starp mikro-priekšgaliem, piemēram, notikumus vai koplietojamas bibliotēkas.
• Automatizējiet izvietošanu un testēšanu: Ieguldiet robustos CI/CD cauruļvados un automatizētos testēšanas rīkos, lai nodrošinātu netraucētu darbību un augstu kvalitāti.
• Uzraugiet veiktspēju un kļūdas: Ieviesiet visaptverošu uzraudzību un kļūdu izsekošanu, lai ātri identificētu un atrisinātu problēmas.
• Veiciniet sadarbību un komunikāciju: Veiciniet sadarbību un komunikāciju starp komandām, lai nodrošinātu saskaņotību un izvairītos no konfliktiem.
• Dokumentējiet visu: Dokumentējiet savu arhitektūru, ieviešanas stratēģijas un labākās prakses, lai nodrošinātu, ka visi ir vienisprātis.
• Apsveriet centralizētu maršrutēšanas risinājumu: Ieviesiet centralizētu maršrutēšanas risinājumu, lai pārvaldītu navigāciju starp mikro-priekšgaliem un nodrošinātu konsekventu lietotāja pieredzi.
• Pieņemiet "līgums vispirms" pieeju: Definējiet skaidrus līgumus starp mikro-priekšgaliem, lai nodrošinātu saderību un izvairītos no kritiski svarīgām izmaiņām.

Mikro-priekšgala arhitektūras piemēri praksē

Vairāki uzņēmumi ir veiksmīgi ieviesuši mikro-priekšgala arhitektūras, lai izveidotu lielas un sarežģītas tīmekļa lietojumprogrammas. Šeit ir daži piemēri:

• Spotify: Spotify plaši izmanto mikro-priekšgalus savā tīmekļa atskaņotājā un darbvirsmas lietojumprogrammā. Dažādas komandas ir atbildīgas par dažādām funkcijām, piemēram, meklēšanu, pārlūkošanu un atskaņošanu.
• IKEA: IKEA izmanto mikro-priekšgalus, lai izveidotu savu e-komercijas platformu. Dažādas komandas ir atbildīgas par dažādām vietnes daļām, piemēram, produktu lapām, iepirkumu grozu un norēķiniem.
• OpenTable: OpenTable izmanto mikro-priekšgalus, lai izveidotu savu restorānu rezervēšanas platformu. Dažādas komandas ir atbildīgas par dažādām funkcijām, piemēram, restorānu meklēšanu, galdiņu rezervēšanu un klientu atsauksmēm.
• Klarna: Klarna, zviedru fintech uzņēmums, izmanto mikro-priekšgalus, lai strukturētu savu globālo platformu. Tas ļauj neatkarīgām komandām strādāt pie dažādām produkta sadaļām, nodrošinot ātrākus izstrādes ciklus un inovācijas.

Noslēgums

Mikro-priekšgala arhitektūra piedāvā jaudīgu pieeju mērogojamu, uzturējamu un noturīgu tīmekļa lietojumprogrammu veidošanai. Lai gan tā rada noteiktus izaicinājumus, neatkarīgas izvietošanas, tehnoloģiju daudzveidības un komandas autonomijas priekšrocības var būt ievērojamas, īpaši lielos un sarežģītos projektos. Rūpīgi apsverot šajā ceļvedī izklāstītās ieviešanas stratēģijas un labākās prakses, jūs varat veiksmīgi ieviest mikro-priekšgalus un pilnībā atraisīt sava priekšgala izstrādes potenciālu. Atcerieties izvēlēties pareizo stratēģiju, kas atbilst jūsu komandas prasmēm, resursiem un jūsu lietojumprogrammas specifiskajām prasībām. Panākumu atslēga slēpjas rūpīgā plānošanā, skaidrā komunikācijā un apņēmībā sadarboties.