Frontend Micro-Frontend Router: Navigatie tussen Applicaties

In moderne webontwikkeling heeft de micro-frontend architectuur aanzienlijke tractie gekregen als een manier om grote, complexe applicaties te bouwen. Het omvat het opsplitsen van een monolithische frontend in kleinere, onafhankelijke en inzetbare eenheden (micro-frontends). Een van de kernuitdagingen in deze architectuur is het beheren van navigatie tussen applicaties, waardoor gebruikers naadloos tussen deze onafhankelijke micro-frontends kunnen bewegen. Dit artikel biedt een uitgebreide gids voor frontend micro-frontend routing en navigatie tussen applicaties.

Wat zijn Micro-Frontends?

Micro-frontends zijn een architecturale stijl waarbij onafhankelijk leverbare frontend applicaties worden samengesteld tot een enkele, samenhangende gebruikerservaring. Dit is analoog aan microservices in de backend. Elke micro-frontend wordt doorgaans beheerd door een apart team, wat zorgt voor meer autonomie, snellere ontwikkelingscycli en eenvoudiger onderhoud. Voordelen van micro-frontends zijn:

• Onafhankelijke Implementatie: Teams kunnen hun micro-frontends implementeren zonder andere delen van de applicatie te beïnvloeden.
• Technologische Diversiteit: Verschillende micro-frontends kunnen worden gebouwd met verschillende technologieën, waardoor teams het beste gereedschap voor de klus kunnen kiezen. Bijvoorbeeld, een team kan React gebruiken, terwijl een ander Vue.js of Angular gebruikt.
• Schaalbaarheid: De applicatie kan gemakkelijker schalen omdat elke micro-frontend onafhankelijk kan worden geschaald.
• Verbeterd Onderhoud: Kleinere codebases zijn gemakkelijker te begrijpen en te onderhouden.
• Team Autonomie: Teams hebben meer controle over hun eigen code en ontwikkelproces.

De Noodzaak van een Micro-Frontend Router

Zonder een goed gedefinieerde routeringsstrategie zullen gebruikers een onsamenhangende en frustrerende ervaring hebben bij het navigeren tussen micro-frontends. Een micro-frontend router pakt dit aan door een gecentraliseerd mechanisme te bieden voor het beheren van navigatie in de gehele applicatie. Dit omvat het afhandelen van:

• URL Beheer: Zorgen dat de URL nauwkeurig de huidige locatie van de gebruiker binnen de applicatie weerspiegelt.
• Statusbeheer: Het indien nodig delen van de status tussen micro-frontends.
• Lazy Loading: Micro-frontends alleen laden wanneer ze nodig zijn om de prestaties te verbeteren.
• Authenticatie en Autorisatie: Het afhandelen van gebruikersauthenticatie en -autorisatie tussen verschillende micro-frontends.

Navigatiestrategieën tussen Applicaties

Er zijn verschillende benaderingen voor het implementeren van navigatie tussen applicaties in een micro-frontend architectuur. Elke benadering heeft zijn eigen voor- en nadelen, en de beste keuze hangt af van de specifieke vereisten van uw applicatie.

1. Gebruik van een Gecentraliseerde Router (Single-Spa)

Single-Spa is een populair framework voor het bouwen van micro-frontends. Het gebruikt een gecentraliseerde router om de navigatie tussen verschillende applicaties te beheren. De hoofdapplicatie fungeert als de orkestrator en is verantwoordelijk voor het renderen en ontkoppelen van de micro-frontends op basis van de huidige URL.

Hoe het Werkt:

1. De gebruiker navigeert naar een specifieke URL.
2. De single-spa router onderschept de URL-wijziging.
3. Op basis van de URL bepaalt de router welke micro-frontend actief moet zijn.
4. De router activeert de corresponderende micro-frontend en ontkoppelt alle andere actieve micro-frontends.

Voorbeeld (Single-Spa):

Stel dat u drie micro-frontends heeft: home, products en cart. De single-spa router zou als volgt worden geconfigureerd:

import { registerApplication, start } from 'single-spa'; registerApplication( 'home', () => import('./home/home.app.js'), location => location.pathname === '/' ); registerApplication( 'products', () => import('./products/products.app.js'), location => location.pathname.startsWith('/products') ); registerApplication( 'cart', () => import('./cart/cart.app.js'), location => location.pathname.startsWith('/cart') ); start();

In dit voorbeeld wordt elke micro-frontend geregistreerd bij single-spa, en wordt een functie verstrekt om te bepalen wanneer de micro-frontend actief moet zijn op basis van de URL. Wanneer de gebruiker naar /products navigeert, wordt de products micro-frontend geactiveerd.

Voordelen:

• Gecentraliseerde controle over routering.
• Vereenvoudigd statusbeheer (kan worden afgehandeld door de single-spa orkestrator).
• Eenvoudig te integreren met bestaande applicaties.

Nadelen:

• Single point of failure. Als de orkestrator uitvalt, wordt de hele applicatie beïnvloed.
• Kan een prestatieknelpunt worden als het niet efficiënt is geïmplementeerd.

2. Module Federation (Webpack 5)

Module Federation van Webpack 5 maakt het mogelijk om code tussen verschillende Webpack-builds tijdens runtime te delen. Dit betekent dat u componenten, modules of zelfs volledige applicaties van de ene build (de host) naar de andere (de remote) kunt blootstellen. Dit vergemakkelijkt het bouwen van micro-frontends waarbij elke micro-frontend een aparte Webpack-build is.

Hoe het Werkt:

1. Elke micro-frontend wordt gebouwd als een afzonderlijk Webpack-project.
2. Eén micro-frontend wordt aangewezen als de hostapplicatie.
3. De hostapplicatie definieert welke modules het wil gebruiken van de remote micro-frontends.
4. De remote micro-frontends definiëren welke modules ze willen blootstellen aan de hostapplicatie.
5. Tijdens runtime laadt de hostapplicatie de blootgestelde modules van de remote micro-frontends indien nodig.

Voorbeeld (Module Federation):

Stel een host app en een remote app.

host/webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container; module.exports = { // ... plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'host', remotes: { remote: 'remote@http://localhost:3001/remoteEntry.js', }, shared: ['react', 'react-dom'], }), ], };

remote/webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container; module.exports = { // ... plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'remote', exposes: { './Button': './src/Button', }, shared: ['react', 'react-dom'], }), ], };

In dit voorbeeld gebruikt de host applicatie de Button component van de remote applicatie. De shared optie zorgt ervoor dat beide applicaties dezelfde versie van react en react-dom gebruiken.

Voordelen:

• Gedecentraliseerde architectuur. Elke micro-frontend is onafhankelijk en kan afzonderlijk worden ontwikkeld en geïmplementeerd.
• Code delen. Module Federation stelt u in staat om code te delen tussen verschillende applicaties tijdens runtime.
• Lazy loading. Modules worden alleen geladen wanneer ze nodig zijn, wat de prestaties verbetert.

Nadelen:

• Complexer om op te zetten en te configureren dan single-spa.
• Vereist zorgvuldig beheer van gedeelde afhankelijkheden om versieconflicten te voorkomen.

3. Web Components

Web Components zijn een set webstandaarden waarmee u herbruikbare aangepaste HTML-elementen kunt maken. Deze componenten kunnen worden gebruikt in elke webapplicatie, ongeacht het gebruikte framework. Dit maakt ze een natuurlijke keuze voor micro-frontend architecturen, omdat ze een technologie-agnostische manier bieden om UI-componenten te bouwen en te delen.

Hoe het Werkt:

1. Elke micro-frontend stelt zijn UI bloot als een set Web Components.
2. De hoofdapplicatie (of een andere micro-frontend) gebruikt deze Web Components door ze te importeren en te gebruiken in zijn HTML.
3. De Web Components beheren hun eigen rendering en logica.

Voorbeeld (Web Components):

micro-frontend-a.js:

class MyComponent extends HTMLElement { constructor() { super(); this.attachShadow({ mode: 'open' }); this.shadowRoot.innerHTML = `

Hallo van Micro-Frontend A!

`; } } customElements.define('micro-frontend-a', MyComponent);

index.html (hoofdapplicatie):

Hoofdapplicatie

In dit voorbeeld definieert het bestand micro-frontend-a.js een Web Component genaamd micro-frontend-a. Het bestand index.html importeert dit bestand en gebruikt de Web Component in zijn HTML. De browser zal de Web Component renderen en "Hallo van Micro-Frontend A!" weergeven.

Voordelen:

• Technologie-agnostisch. Web Components kunnen worden gebruikt met elk framework of zonder framework.
• Herbruikbaarheid. Web Components kunnen eenvoudig worden hergebruikt in verschillende applicaties.
• Encapsulatie. Web Components encapsuleren hun eigen stijlen en logica, waardoor conflicten met andere delen van de applicatie worden voorkomen.

Nadelen:

• Kan meer code vereisen om te implementeren dan andere benaderingen.
• Vereist mogelijk polyfills om oudere browsers te ondersteunen.

4. Iframes

Iframes (Inline Frames) zijn een oudere maar nog steeds levensvatbare optie voor het isoleren van micro-frontends. Elke micro-frontend draait binnen zijn eigen iframe, wat een hoge mate van isolatie biedt. Communicatie tussen iframes kan worden bereikt met behulp van de postMessage API.

Hoe het Werkt:

1. Elke micro-frontend wordt geïmplementeerd als een aparte webapplicatie.
2. De hoofdapplicatie bevat elke micro-frontend in een iframe.
3. Communicatie tussen de hoofdapplicatie en de micro-frontends gebeurt via de postMessage API.

Voorbeeld (Iframes):

index.html (hoofdapplicatie):

Hoofdapplicatie

In dit voorbeeld bevat het bestand index.html twee iframes, die elk verwijzen naar een andere micro-frontend.

Voordelen:

• Hoge mate van isolatie. Micro-frontends zijn volledig van elkaar geïsoleerd, wat conflicten voorkomt.
• Eenvoudig te implementeren. Iframes zijn een eenvoudige en goed begrepen technologie.

Nadelen:

• Kan moeilijk zijn om tussen iframes te communiceren.
• Kan prestatieproblemen hebben vanwege de overhead van meerdere iframes.
• Slechte gebruikerservaring vanwege het gebrek aan naadloze integratie.

Statusbeheer tussen Micro-Frontends

Het beheren van de status tussen micro-frontends is een cruciaal aspect van navigatie tussen applicaties. Verschillende strategieën kunnen worden toegepast:

• URL-gebaseerde Status: Het coderen van status binnen de URL. Deze aanpak maakt de status van de applicatie deelbaar via URL's en gemakkelijk te bookmarken.
• Gecentraliseerd Statusbeheer (Redux, Vuex): Het gebruiken van een globale statusbeheerbibliotheek om status te delen tussen micro-frontends. Dit is met name nuttig voor complexe applicaties met aanzienlijke gedeelde status.
• Aangepaste Events: Het gebruiken van aangepaste events om statuswijzigingen tussen micro-frontends te communiceren. Deze aanpak zorgt voor een losse koppeling tussen micro-frontends.
• Browseropslag (LocalStorage, SessionStorage): Het opslaan van status in browseropslag. Deze aanpak is geschikt voor eenvoudige status die niet met alle micro-frontends hoeft te worden gedeeld. Houd echter rekening met beveiligingsoverwegingen bij het opslaan van gevoelige gegevens.

Authenticatie en Autorisatie

Authenticatie en autorisatie zijn cruciale aspecten van elke webapplicatie, en ze worden nog belangrijker in een micro-frontend architectuur. Gangbare benaderingen zijn:

• Gecentraliseerde Authenticatieservice: Een speciale service beheert gebruikersauthenticatie en geeft tokens uit (bijv. JWT). Micro-frontends kunnen deze tokens vervolgens valideren om gebruikersautorisatie te bepalen.
• Gedeelde Authenticatiemodule: Een gedeelde module is verantwoordelijk voor het afhandelen van de authenticatielogica. Deze module kan door alle micro-frontends worden gebruikt.
• Edge Authenticatie: Authenticatie wordt afgehandeld aan de rand van het netwerk (bijv. met behulp van een reverse proxy of API gateway). Deze aanpak kan de authenticatielogica in de micro-frontends vereenvoudigen.

Best Practices voor Micro-Frontend Routing

Hier zijn enkele best practices om in gedachten te houden bij het implementeren van micro-frontend routing:

• Houd het Eenvoudig: Kies de eenvoudigste routeringsstrategie die aan uw behoeften voldoet.
• Ontkoppel Micro-Frontends: Minimaliseer afhankelijkheden tussen micro-frontends om onafhankelijke ontwikkeling en implementatie te bevorderen.
• Gebruik een Consistente URL Structuur: Handhaaf een consistente URL structuur over alle micro-frontends om de gebruikerservaring en SEO te verbeteren.
• Implementeer Lazy Loading: Laad micro-frontends alleen wanneer ze nodig zijn om de prestaties te verbeteren.
• Monitor Prestaties: Monitor regelmatig de prestaties van uw micro-frontend applicatie om knelpunten te identificeren en aan te pakken.
• Stel Duidelijke Communicatiekanalen Vast: Zorg ervoor dat teams die aan verschillende micro-frontends werken, duidelijke communicatiekanalen hebben om ontwikkelingsinspanningen te coördineren en integratieproblemen op te lossen.
• Implementeer Robuuste Foutafhandeling: Implementeer robuuste foutafhandeling om storingen in individuele micro-frontends gracieus af te handelen en te voorkomen dat ze de hele applicatie beïnvloeden.
• Geautomatiseerd Testen: Implementeer uitgebreide geautomatiseerde tests, waaronder unit tests, integratietests en end-to-end tests, om de kwaliteit en stabiliteit van uw micro-frontend applicatie te waarborgen.

Conclusie

Micro-frontend routing is een complex maar essentieel aspect van het bouwen van schaalbare en onderhoudbare webapplicaties. Door zorgvuldig de verschillende routeringsstrategieën en best practices in dit artikel te overwegen, kunt u een naadloze en gebruiksvriendelijke ervaring creëren voor uw gebruikers. Het kiezen van de juiste aanpak, of het nu een gecentraliseerde router zoals Single-Spa, Module Federation, Web Components, of zelfs Iframes is, hangt af van uw specifieke behoeften en prioriteiten. Vergeet niet om ontkoppeling, consistente URL-structuren en prestatieoptimalisatie prioriteit te geven. Door een goed ontworpen routeringsstrategie te implementeren, kunt u het volledige potentieel van de micro-frontend architectuur benutten en werkelijk uitzonderlijke webapplicaties bouwen voor een wereldwijd publiek.