Een diepgaande kijk op frontend micro-frontends met Module Federation: architectuur, voordelen, implementatiestrategieën en best practices voor schaalbare webapplicaties.
Frontend Micro-Frontends: Beheers de Module Federation Architectuur
In het snel evoluerende landschap van webontwikkeling van vandaag kan het bouwen en onderhouden van grootschalige frontend-applicaties steeds complexer worden. Traditionele monolithische architecturen leiden vaak tot uitdagingen zoals opgeblazen code, trage build-tijden en moeilijkheden bij onafhankelijke implementaties. Micro-frontends bieden een oplossing door de frontend op te splitsen in kleinere, beter beheersbare stukken. Dit artikel duikt in Module Federation, een krachtige techniek voor het implementeren van micro-frontends, en verkent de voordelen, architectuur en praktische implementatiestrategieën.
Wat zijn Micro-Frontends?
Micro-frontends zijn een architectuurstijl waarbij een frontend-applicatie wordt opgedeeld in kleinere, onafhankelijke en afzonderlijk inzetbare eenheden. Elke micro-frontend is doorgaans eigendom van een afzonderlijk team, wat zorgt voor meer autonomie en snellere ontwikkelingscycli. Deze aanpak weerspiegelt de microservices-architectuur die vaak op de backend wordt gebruikt.
Belangrijke kenmerken van micro-frontends zijn:
- Onafhankelijke Inzetbaarheid: Elke micro-frontend kan onafhankelijk worden geïmplementeerd zonder andere delen van de applicatie te beïnvloeden.
- Teamautonomie: Verschillende teams kunnen verschillende micro-frontends bezitten en ontwikkelen met behulp van hun favoriete technologieën en workflows.
- Technologische Diversiteit: Micro-frontends kunnen worden gebouwd met verschillende frameworks en bibliotheken, waardoor teams de beste tools voor de taak kunnen kiezen.
- Isolatie: Micro-frontends moeten van elkaar geïsoleerd zijn om cascadefouten te voorkomen en stabiliteit te garanderen.
Waarom Micro-Frontends Gebruiken?
Het adopteren van een micro-frontend architectuur biedt verschillende significante voordelen, vooral voor grote en complexe applicaties:
- Verbeterde Schaalbaarheid: Door de frontend op te splitsen in kleinere eenheden is het gemakkelijker om de applicatie naar behoefte te schalen.
- Snellere Ontwikkelingscycli: Onafhankelijke teams kunnen parallel werken, wat leidt tot snellere ontwikkelings- en releasecycli.
- Verhoogde Teamautonomie: Teams hebben meer controle over hun code en kunnen onafhankelijk beslissingen nemen.
- Eenvoudiger Onderhoud: Kleinere codebases zijn gemakkelijker te onderhouden en te debuggen.
- Technologie-Agnostisch: Teams kunnen de beste technologieën kiezen voor hun specifieke behoeften, wat innovatie en experimenteren mogelijk maakt.
- Verminderd Risico: Implementaties zijn kleiner en frequenter, wat het risico op grootschalige storingen vermindert.
Introductie tot Module Federation
Module Federation is een functie geïntroduceerd in Webpack 5 die JavaScript-applicaties in staat stelt om dynamisch code van andere applicaties te laden tijdens runtime. Dit maakt de creatie van echt onafhankelijke en samenstelbare micro-frontends mogelijk. In plaats van alles in één bundel te bouwen, stelt Module Federation verschillende applicaties in staat om elkaars modules te delen en te gebruiken alsof het lokale afhankelijkheden zijn.
In tegenstelling tot traditionele benaderingen van micro-frontends die afhankelijk zijn van iframes of webcomponenten, biedt Module Federation een meer naadloze en geïntegreerde ervaring voor de gebruiker. Het vermijdt de prestatie-overhead en complexiteit die met deze andere technieken gepaard gaan.
Hoe Module Federation Werkt
Module Federation werkt op basis van het concept van het "exposen" (beschikbaar stellen) en "consumeren" (gebruiken) van modules. Eén applicatie (de "host" of "container") kan modules beschikbaar stellen, terwijl andere applicaties (de "remotes") deze beschikbaar gestelde modules kunnen gebruiken. Hier is een overzicht van het proces:
- Module Exposure: Een micro-frontend, geconfigureerd als een "remote" applicatie in Webpack, stelt bepaalde modules (componenten, functies, hulpprogramma's) beschikbaar via een configuratiebestand. Deze configuratie specificeert de te delen modules en hun overeenkomstige toegangspunten (entry points).
- Module Consumption: Een andere micro-frontend, geconfigureerd als een "host" of "container" applicatie, declareert de remote applicatie als een afhankelijkheid. Het specificeert de URL waar het module federation manifest van de remote (een klein JSON-bestand dat de beschikbaar gestelde modules beschrijft) kan worden gevonden.
- Runtime Resolution: Wanneer de host-applicatie een module van de remote applicatie moet gebruiken, haalt het dynamisch het module federation manifest van de remote op. Webpack lost vervolgens de module-afhankelijkheid op en laadt de benodigde code van de remote applicatie tijdens runtime.
- Code Sharing: Module Federation maakt ook het delen van code tussen de host- en remote-applicaties mogelijk. Als beide applicaties dezelfde versie van een gedeelde afhankelijkheid gebruiken (bijv. React, lodash), wordt de code gedeeld, waardoor duplicatie wordt vermeden en de bundelgroottes worden verkleind.
Module Federation Opzetten: Een Praktisch Voorbeeld
Laten we Module Federation illustreren met een eenvoudig voorbeeld met twee micro-frontends: een "Productcatalogus" en een "Winkelwagen". De Productcatalogus zal een productlijstcomponent beschikbaar stellen, die de Winkelwagen zal gebruiken om gerelateerde producten weer te geven.
Projectstructuur
micro-frontend-example/
product-catalog/
src/
components/
ProductList.jsx
index.js
webpack.config.js
shopping-cart/
src/
components/
RelatedProducts.jsx
index.js
webpack.config.js
Productcatalogus (Remote)
webpack.config.js
const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;
const path = require('path');
module.exports = {
// ... andere webpack-configuraties
plugins: [
new ModuleFederationPlugin({
name: 'product_catalog',
filename: 'remoteEntry.js',
exposes: {
'./ProductList': './src/components/ProductList',
},
shared: {
react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
},
}),
],
};
Uitleg:
- name: De unieke naam van de remote applicatie.
- filename: De naam van het entry point-bestand dat beschikbaar wordt gesteld. Dit bestand bevat het module federation manifest.
- exposes: Definieert welke modules door deze applicatie beschikbaar worden gesteld. In dit geval stellen we het `ProductList`-component van `src/components/ProductList.jsx` beschikbaar onder de naam `./ProductList`.
- shared: Specificeert afhankelijkheden die gedeeld moeten worden tussen de host- en remote-applicaties. Dit is cruciaal om dubbele code te vermijden en compatibiliteit te garanderen. `singleton: true` zorgt ervoor dat er slechts één instantie van de gedeelde afhankelijkheid wordt geladen. `eager: true` laadt de gedeelde afhankelijkheid in eerste instantie, wat de prestaties kan verbeteren. `requiredVersion` definieert het acceptabele versiebereik voor de gedeelde afhankelijkheid.
src/components/ProductList.jsx
import React from 'react';
const ProductList = ({ products }) => (
{products.map((product) => (
- {product.name} - ${product.price}
))}
);
export default ProductList;
Winkelwagen (Host)
webpack.config.js
const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;
const path = require('path');
module.exports = {
// ... andere webpack-configuraties
plugins: [
new ModuleFederationPlugin({
name: 'shopping_cart',
remotes: {
product_catalog: 'product_catalog@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
},
shared: {
react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
},
}),
],
};
Uitleg:
- name: De unieke naam van de host-applicatie.
- remotes: Definieert de remote applicaties waarvan deze applicatie modules zal gebruiken. In dit geval declareren we een remote genaamd `product_catalog` en specificeren we de URL waar het `remoteEntry.js`-bestand te vinden is. Het formaat is `remoteName: 'remoteName@remoteEntryUrl'`.
- shared: Net als de remote applicatie definieert de host-applicatie ook zijn gedeelde afhankelijkheden. Dit zorgt ervoor dat de host- en remote-applicaties compatibele versies van gedeelde bibliotheken gebruiken.
src/components/RelatedProducts.jsx
import React, { useEffect, useState } from 'react';
import ProductList from 'product_catalog/ProductList';
const RelatedProducts = () => {
const [products, setProducts] = useState([]);
useEffect(() => {
// Haal data van gerelateerde producten op (bijv. van een API)
const fetchProducts = async () => {
// Vervang door je daadwerkelijke API-eindpunt
const response = await fetch('https://fakestoreapi.com/products?limit=3');
const data = await response.json();
setProducts(data);
};
fetchProducts();
}, []);
return (
Related Products
{products.length > 0 ? Loading...
}
);
};
export default RelatedProducts;
Uitleg:
- import ProductList from 'product_catalog/ProductList'; Deze regel importeert het `ProductList`-component van de `product_catalog` remote. De syntaxis `remoteName/moduleName` vertelt Webpack dat het de module van de gespecificeerde remote applicatie moet ophalen.
- Het component gebruikt vervolgens het geïmporteerde `ProductList`-component om gerelateerde producten weer te geven.
Het Voorbeeld Uitvoeren
- Start zowel de Productcatalogus- als de Winkelwagen-applicaties met hun respectievelijke ontwikkelservers (bijv. `npm start`). Zorg ervoor dat ze op verschillende poorten draaien (bijv. Productcatalogus op poort 3001 en Winkelwagen op poort 3000).
- Navigeer naar de Winkelwagen-applicatie in je browser.
- Je zou de sectie Gerelateerde Producten moeten zien, die wordt weergegeven door het `ProductList`-component van de Productcatalogus-applicatie.
Geavanceerde Module Federation Concepten
Naast de basisopstelling biedt Module Federation verschillende geavanceerde functies die je micro-frontend architectuur kunnen verbeteren:
Code Delen en Versiebeheer
Zoals gedemonstreerd in het voorbeeld, maakt Module Federation het delen van code tussen de host- en remote-applicaties mogelijk. Dit wordt bereikt via de `shared` configuratieoptie in Webpack. Door gedeelde afhankelijkheden te specificeren, kun je dubbele code vermijden en de bundelgroottes verkleinen. Goed versiebeheer van gedeelde afhankelijkheden is cruciaal om compatibiliteit te garanderen en conflicten te voorkomen. Semantische versiebeheer (SemVer) is een veelgebruikte standaard voor het versioneren van software, waarmee je compatibele versiebereiken kunt definiëren (bijv. `^17.0.0` staat elke versie toe die groter is dan of gelijk is aan 17.0.0 maar kleiner dan 18.0.0).
Dynamische Remotes
In het vorige voorbeeld was de remote URL hardgecodeerd in het `webpack.config.js`-bestand. In veel praktijkscenario's moet je de remote URL echter mogelijk dynamisch bepalen tijdens runtime. Dit kan worden bereikt door een op een promise gebaseerde remote configuratie te gebruiken:
// webpack.config.js
remotes: {
product_catalog: new Promise(resolve => {
// Haal de remote URL op uit een configuratiebestand of API
fetch('/config.json')
.then(response => response.json())
.then(config => {
const remoteUrl = config.productCatalogUrl;
resolve(`product_catalog@${remoteUrl}/remoteEntry.js`);
});
}),
},
Dit stelt je in staat om de remote URL te configureren op basis van de omgeving (bijv. ontwikkeling, staging, productie) of andere factoren.
Asynchroon Laden van Modules
Module Federation ondersteunt het asynchroon laden van modules, waardoor je modules op aanvraag kunt laden. Dit kan de initiële laadtijd van je applicatie verbeteren door het laden van niet-kritieke modules uit te stellen.
// RelatedProducts.jsx
import React, { Suspense, lazy } from 'react';
const ProductList = lazy(() => import('product_catalog/ProductList'));
const RelatedProducts = () => {
return (
Related Products
Loading...}>
);
};
Met `React.lazy` en `Suspense` kun je het `ProductList`-component asynchroon laden vanuit de remote applicatie. Het `Suspense`-component biedt een fallback-UI (bijv. een laadindicator) terwijl de module wordt geladen.
Gefedereerde Stijlen en Assets
Module Federation kan ook worden gebruikt om stijlen en assets te delen tussen micro-frontends. Dit kan helpen om een consistente look en feel in je hele applicatie te behouden.
Om stijlen te delen, kun je CSS-modules of styled components beschikbaar stellen vanuit een remote applicatie. Om assets (bijv. afbeeldingen, lettertypen) te delen, kun je Webpack configureren om de assets naar een gedeelde locatie te kopiëren en ze vervolgens vanuit de host-applicatie te verwijzen.
Best Practices voor Module Federation
Bij het implementeren van Module Federation is het belangrijk om best practices te volgen om een succesvolle en onderhoudbare architectuur te garanderen:
- Definieer Duidelijke Grenzen: Definieer duidelijk de grenzen tussen micro-frontends om nauwe koppeling te vermijden en onafhankelijke inzetbaarheid te garanderen.
- Stel Communicatieprotocollen Vast: Definieer duidelijke communicatieprotocollen tussen micro-frontends. Overweeg het gebruik van eventbussen, gedeelde state management-bibliotheken of aangepaste API's.
- Beheer Gedeelde Afhankelijkheden Zorgvuldig: Beheer gedeelde afhankelijkheden zorgvuldig om versieconflicten te voorkomen en compatibiliteit te garanderen. Gebruik semantische versiebeheer en overweeg een tool voor afhankelijkheidsbeheer zoals npm of yarn.
- Implementeer Robuuste Foutafhandeling: Implementeer robuuste foutafhandeling om cascadefouten te voorkomen en de stabiliteit van je applicatie te waarborgen.
- Monitor de Prestaties: Monitor de prestaties van je micro-frontends om knelpunten te identificeren en de prestaties te optimaliseren.
- Automatiseer Implementaties: Automatiseer het implementatieproces om consistente en betrouwbare implementaties te garanderen.
- Gebruik een Consistente Codeerstijl: Handhaaf een consistente codeerstijl voor alle micro-frontends om de leesbaarheid en onderhoudbaarheid te verbeteren. Tools zoals ESLint en Prettier kunnen hierbij helpen.
- Documenteer je Architectuur: Documenteer je micro-frontend architectuur om ervoor te zorgen dat alle teamleden het systeem en de werking ervan begrijpen.
Module Federation vs. Andere Micro-Frontend Benaderingen
Hoewel Module Federation een krachtige techniek is voor het implementeren van micro-frontends, is het niet de enige benadering. Andere populaire methoden zijn onder meer:
- Iframes: Iframes bieden sterke isolatie tussen micro-frontends, maar ze kunnen moeilijk naadloos te integreren zijn en kunnen prestatie-overhead met zich meebrengen.
- Web Components: Webcomponenten stellen je in staat om herbruikbare UI-elementen te creëren die in verschillende micro-frontends kunnen worden gebruikt. Ze kunnen echter complexer zijn om te implementeren dan Module Federation.
- Build-Time Integration: Deze aanpak omvat het bouwen van alle micro-frontends in één enkele applicatie tijdens de build-tijd. Hoewel dit de implementatie kan vereenvoudigen, vermindert het de teamautonomie en verhoogt het het risico op conflicten.
- Single-SPA: Single-SPA is een framework waarmee je meerdere single-page applicaties kunt combineren tot één enkele applicatie. Het biedt een flexibelere aanpak dan build-time integration, maar kan complexer zijn om op te zetten.
De keuze welke aanpak te gebruiken hangt af van de specifieke eisen van je applicatie en de grootte en structuur van je team. Module Federation biedt een goede balans tussen flexibiliteit, prestaties en gebruiksgemak, waardoor het voor veel projecten een populaire keuze is.
Voorbeelden van Module Federation uit de Praktijk
Hoewel specifieke bedrijfsimplementaties vaak vertrouwelijk zijn, worden de algemene principes van Module Federation toegepast in verschillende industrieën en scenario's. Hier zijn enkele mogelijke voorbeelden:
- E-commerce Platforms: Een e-commerce platform zou Module Federation kunnen gebruiken om verschillende secties van de website, zoals de productcatalogus, winkelwagen, afrekenproces en gebruikersaccountbeheer, op te splitsen in afzonderlijke micro-frontends. Dit stelt verschillende teams in staat om onafhankelijk aan deze secties te werken en updates te implementeren zonder de rest van het platform te beïnvloeden. Een team in *Duitsland* zou zich bijvoorbeeld kunnen richten op de productcatalogus, terwijl een team in *India* de winkelwagen beheert.
- Financiële Dienstverleningsapplicaties: Een financiële dienstverleningsapplicatie zou Module Federation kunnen gebruiken om gevoelige functies, zoals handelsplatformen en accountbeheer, te isoleren in afzonderlijke micro-frontends. Dit verhoogt de veiligheid en maakt onafhankelijke auditing van deze kritieke componenten mogelijk. Stel je een team in *Londen* voor dat gespecialiseerd is in functies voor het handelsplatform en een ander team in *New York* dat het accountbeheer afhandelt.
- Content Management Systemen (CMS): Een CMS zou Module Federation kunnen gebruiken om ontwikkelaars in staat te stellen aangepaste modules als micro-frontends te creëren en te implementeren. Dit maakt meer flexibiliteit en aanpassing mogelijk voor gebruikers van het CMS. Een team in *Japan* zou een gespecialiseerde fotogalerijmodule kunnen bouwen, terwijl een team in *Brazilië* een geavanceerde teksteditor creëert.
- Gezondheidszorgapplicaties: Een gezondheidszorgapplicatie zou Module Federation kunnen gebruiken om verschillende systemen te integreren, zoals elektronische patiëntendossiers (EPD's), patiëntenportalen en facturatiesystemen, als afzonderlijke micro-frontends. Dit verbetert de interoperabiliteit en maakt een eenvoudigere integratie van nieuwe systemen mogelijk. Een team in *Canada* zou bijvoorbeeld een nieuwe telegezondheidsmodule kunnen integreren, terwijl een team in *Australië* zich richt op het verbeteren van de ervaring met het patiëntenportaal.
Conclusie
Module Federation biedt een krachtige en flexibele benadering voor het implementeren van micro-frontends. Door applicaties in staat te stellen dynamisch code van elkaar te laden tijdens runtime, maakt het de creatie van echt onafhankelijke en samenstelbare frontend-architecturen mogelijk. Hoewel het zorgvuldige planning en implementatie vereist, maken de voordelen van verhoogde schaalbaarheid, snellere ontwikkelingscycli en grotere teamautonomie het een overtuigende keuze voor grote en complexe webapplicaties. Naarmate het landschap van webontwikkeling blijft evolueren, staat Module Federation op het punt een steeds belangrijkere rol te spelen in het vormgeven van de toekomst van frontend-architectuur.
Door de concepten en best practices die in dit artikel worden beschreven te begrijpen, kun je Module Federation benutten om schaalbare, onderhoudbare en innovatieve frontend-applicaties te bouwen die voldoen aan de eisen van de snelle digitale wereld van vandaag.