JavaScript Module Federation Plugin Architectuur: Een Dynamisch Pluginsysteem Bouwen

In het complexe webontwikkelingslandschap van vandaag is het cruciaal om modulaire, schaalbare en onderhoudbare applicaties te bouwen. Een krachtige techniek om dit te bereiken is via een plugin-architectuur, waarbij functionaliteit wordt opgesplitst in onafhankelijke, dynamisch geladen modules. JavaScript Module Federation, een functie van Webpack 5, biedt een robuust mechanisme voor de implementatie van dergelijke architecturen. Dit artikel gaat dieper in op de fijne kneepjes van het gebruik van Module Federation om een dynamisch pluginsysteem te bouwen.

Wat is Module Federation?

Module Federation stelt JavaScript-applicaties in staat om dynamisch code te delen tijdens runtime. Dit betekent dat een module (een stuk code) van de ene applicatie direct kan worden gebruikt door een andere applicatie, zonder dat deze opnieuw hoeft te worden gebouwd of geïmplementeerd. Dit wordt bereikt door modules beschikbaar te stellen en te gebruiken over verschillende builds en zelfs verschillende implementaties.

Traditionele methoden voor het delen van code, zoals npm-pakketten, vereisen het opnieuw bouwen en implementeren van consumerende applicaties telkens wanneer een gedeelde afhankelijkheid wordt bijgewerkt. Module Federation elimineert deze overhead, waardoor het ideaal is voor scenario's waarin frequente updates en onafhankelijke implementaties vereist zijn.

Waarom Module Federation gebruiken voor Plugin Architecturen?

Module Federation biedt verschillende voordelen bij het bouwen van plugin-architecturen:

• Dynamisch Laden van Modules: Plugins kunnen tijdens runtime worden geladen en ontladen, waardoor applicaties zich kunnen aanpassen aan veranderende vereisten zonder een volledige herimplementatie.
• Ontkoppeling: Plugins worden onafhankelijk ontwikkeld en geïmplementeerd, waardoor afhankelijkheden tussen verschillende delen van de applicatie worden verminderd.
• Schaalbaarheid: De applicatie kan eenvoudig worden uitgebreid met nieuwe plugins zonder bestaande functionaliteit te beïnvloeden.
• Onderhoudbaarheid: Plugins kunnen onafhankelijk worden bijgewerkt en onderhouden, waardoor het risico op het introduceren van bugs in de kernapplicatie wordt verminderd.
• Herbruikbaarheid van Code: Plugins kunnen worden hergebruikt in meerdere applicaties, wat consistentie bevordert en de ontwikkelingsinspanning vermindert.
• Versiebeheer en Rollbacks: U kunt verschillende versies van plugins beheren en indien nodig eenvoudig terugdraaien naar eerdere versies.

Kernconcepten: Host- en Remote-containers

Module Federation draait om twee kernconcepten:

• Host-container: De hoofdapplicatie die de externe modules (plugins) verbruikt.
• Remote-container: De applicatie die modules (plugins) beschikbaar stelt om door de host te worden verbruikt.

De host-container haalt dynamisch het externe entry-bestand op van de remote-container, dat een manifest van blootgestelde modules bevat. De host kan deze modules vervolgens benaderen en gebruiken alsof ze deel uitmaken van zijn eigen codebase.

Een Dynamisch Pluginsysteem Implementeren met Module Federation: Een Stap-voor-Stap Gids

Laten we het proces doorlopen van het bouwen van een eenvoudig pluginsysteem met behulp van Module Federation. We zullen een host-applicatie en een remote plugin-applicatie maken.

1. De Host-applicatie Instellen (Host-container)

Maak eerst een nieuwe projectmap en initialiseer een nieuw npm-project:

            mkdir host-app
cd host-app
npm init -y
            

              
                Copy
              
            
          

Installeer Webpack en de bijbehorende afhankelijkheden:

            npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

Maak een `webpack.config.js` bestand aan in de map `host-app` met de volgende configuratie:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
  mode: 'development',
  devtool: 'source-map',
  entry: './src/index.js',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'bundle.js',
  },
  devServer: {
    port: 3000,
    hot: true,
    static: {
      directory: path.join(__dirname, 'dist'),
    },
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.jsx?$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react'],
          },
        },
      },
    ],
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'Host',
      remotes: {
        'plugin': 'Plugin@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
    new HtmlWebpackPlugin({
      template: './public/index.html',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Uitleg:

• `name`: De naam van de host-applicatie.
• `remotes`: Definieert de remote-containers die de host zal verbruiken. In dit geval verbruikt het een remote-container genaamd `plugin` van `http://localhost:3001/remoteEntry.js`. De `Plugin@`-syntaxis betekent dat de ModuleFederationPlugin `name` van de remote 'Plugin' is.
• `shared`: Lijst de afhankelijkheden op die worden gedeeld tussen de host- en remote-containers. Dit voorkomt dat dubbele kopieën van deze afhankelijkheden worden geladen. Het gebruik van `shared` is cruciaal om fouten te voorkomen en de juiste plugin-functionaliteit te garanderen.

Maak een `src` map aan en voeg een `index.js` bestand toe met de volgende inhoud:

            import React, { Suspense } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';

const PluginComponent = React.lazy(() => import('plugin/PluginComponent'));

const App = () => {
  return (
    <div>
      <h1>Host Applicatie</h1>
      <Suspense fallback={<div>Plugin Laden...</div>}>
        <PluginComponent />
      </Suspense>
    </div>
  );
};

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<App />);

            

              
                Copy
              
            
          

Uitleg:

• We gebruiken `React.lazy` om de `PluginComponent` dynamisch te importeren vanuit de `plugin` remote. Dit is cruciaal voor lazy loading van de plugin en het vermijden van initiële laadvertragingen.
• De `Suspense`-component wordt gebruikt om de laadtoestand af te handelen terwijl de plugin wordt opgehaald.

Maak een `public` map aan en voeg een `index.html` bestand toe met de volgende inhoud:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Host Applicatie</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
  <script src="./bundle.js"></script>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

Voeg een Babel-configuratiebestand `.babelrc` toe:

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

Werk uw `package.json` bij met een startscript:

            {
  "name": "host-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "start": "webpack serve --mode development",
    "build": "webpack --mode production"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "@babel/core": "^7.23.9",
    "@babel/preset-env": "^7.23.9",
    "@babel/preset-react": "^7.23.3",
    "babel-loader": "^9.1.3",
    "html-webpack-plugin": "^5.6.0",
    "webpack": "^5.90.3",
    "webpack-cli": "^5.1.4",
    "webpack-dev-server": "^4.15.1"
  },
  "dependencies": {
    "react": "^18.2.0",
    "react-dom": "^18.2.0"
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

2. De Remote-applicatie Instellen (Plugin-container)

Maak een nieuwe projectmap aan voor de plugin:

            mkdir plugin-app
cd plugin-app
npm init -y
            

              
                Copy
              
            
          

Installeer Webpack en de bijbehorende afhankelijkheden:

            npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

Maak een `webpack.config.js` bestand aan in de map `plugin-app` met de volgende configuratie:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
  mode: 'development',
  devtool: 'source-map',
  entry: './src/index.js',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'bundle.js',
  },
  devServer: {
    port: 3001,
    hot: true,
    static: {
      directory: path.join(__dirname, 'dist'),
    },
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.jsx?$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react'],
          },
        },
      },
    ],
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'Plugin',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './PluginComponent': './src/PluginComponent',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
    new HtmlWebpackPlugin({
      template: './public/index.html',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Uitleg:

• `name`: De naam van de remote-container (plugin). Dit **moet** overeenkomen met de naam die wordt gebruikt in de host's `remotes`-configuratie.
• `filename`: De naam van het remote entry-bestand dat de host zal ophalen.
• `exposes`: Definieert de modules die worden blootgesteld door de remote-container. In dit geval stellen we de `PluginComponent`-module beschikbaar. De sleutel './PluginComponent' wordt gebruikt in de import-statement van de host (bijv. `import('plugin/PluginComponent')`).
• `shared`: Net als bij de host, worden de gedeelde afhankelijkheden opgesomd. Het is van vitaal belang dat de gedeelde afhankelijkheden en hun versies compatibel zijn tussen de host en de remote.

Maak een `src` map aan en voeg een `PluginComponent.jsx` bestand toe met de volgende inhoud:

            import React from 'react';

const PluginComponent = () => {
  return (
    <div style={{border: '1px solid blue', padding: '10px'}}>
      <h2>Plugin Component</h2>
      <p>Dit is een dynamisch geladen plugin!</p>
    </div>
  );
};

export default PluginComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Maak een `index.js` bestand aan in de `src` map om de PluginComponent te exporteren:

            import PluginComponent from './PluginComponent';

export default PluginComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Maak een `public` map aan en voeg een `index.html` bestand toe met de volgende inhoud:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Plugin Applicatie</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
  <script src="./bundle.js"></script>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

Voeg een Babel-configuratiebestand `.babelrc` toe:

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

Werk uw `package.json` bij met een startscript:

            {
  "name": "plugin-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "start": "webpack serve --mode development",
    "build": "webpack --mode production"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "@babel/core": "^7.23.9",
    "@babel/preset-env": "^7.23.9",
    "@babel/preset-react": "^7.23.3",
    "babel-loader": "^9.1.3",
    "html-webpack-plugin": "^5.6.0",
    "webpack": "^5.90.3",
    "webpack-cli": "^5.1.4",
    "webpack-dev-server": "^4.15.1"
  },
  "dependencies": {
    "react": "^18.2.0",
    "react-dom": "^18.2.0"
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

3. De Applicaties Uitvoeren

Start zowel de host- als de plugin-applicaties door `npm start` uit te voeren in hun respectievelijke mappen.

Navigeer naar `http://localhost:3000` in uw browser. U zou de host-applicatie moeten zien met de dynamisch geladen plugin-component.

Geavanceerde Functies en Overwegingen

Versiebeheer en Rollbacks

Module Federation ondersteunt versiebeheer, waardoor u verschillende versies van plugins kunt beheren. U kunt versiebeperkingen specificeren in de `remotes`-configuratie van de host. Bijvoorbeeld:

            remotes: {
  'plugin': 'Plugin@http://localhost:3001/remoteEntry.js@1.0.0',
}
            

              
                Copy
              
            
          

Dit vertelt de host om versie 1.0.0 van de plugin te gebruiken. Als een nieuwere versie beschikbaar is, zal de host de gespecificeerde versie blijven gebruiken totdat deze expliciet wordt bijgewerkt. Het implementeren van robuust versiebeheer is cruciaal voor het voorkomen van breaking changes en het waarborgen van de applicatiestabiliteit.

Beveiligingsoverwegingen

Bij het gebruik van Module Federation is beveiliging van het grootste belang. Overweeg het volgende:

• Authenticatie en Autorisatie: Implementeer de juiste authenticatie- en autorisatiemechanismen om ervoor te zorgen dat alleen geautoriseerde gebruikers toegang hebben tot en plugins kunnen gebruiken.
• Code-integriteit: Controleer de integriteit van de externe modules om te voorkomen dat kwaadaardige code in de applicatie wordt geïnjecteerd. Overweeg het gebruik van Content Security Policy (CSP) om de bronnen te beperken waaruit de applicatie resources kan laden.
• Afhankelijkheidsbeheer: Beheer zorgvuldig de afhankelijkheden van zowel de host- als de remote-containers om kwetsbaarheden te voorkomen. Werk afhankelijkheden regelmatig bij naar de nieuwste versies.
• Inputvalidatie: Valideer alle gegevens die worden ontvangen van externe modules om injectieaanvallen te voorkomen.
• CORS (Cross-Origin Resource Sharing): Configureer CORS correct om de host-applicatie toegang te geven tot het remote entry-bestand van de plugin-applicatie.

Plugin-detectie en -beheer

Voor complexere pluginsystemen heeft u mogelijk een mechanisme nodig voor het detecteren en beheren van plugins. Dit kan worden bereikt via een plugin-register of een detectieservice. Een centraal register kan informatie opslaan over beschikbare plugins, inclusief hun locatie, versie en afhankelijkheden. De host-applicatie kan vervolgens het register bevragen om de juiste plugins te vinden en te laden.

Overweeg deze benaderingen:

• Gecentraliseerde Configuratie: Sla plugin-URL's op in een centraal configuratiebestand (bijv. een JSON-bestand) dat de host-applicatie tijdens runtime leest. Hiermee kunt u eenvoudig plugins toevoegen, verwijderen of bijwerken zonder de host-applicatie opnieuw te implementeren.
• API-gebaseerde Detectie: Maak een API-eindpunt dat een lijst met beschikbare plugins retourneert. De host-applicatie kan deze lijst vervolgens ophalen en de plugins dynamisch laden.
• Event-Driven Architectuur: Gebruik een event bus of message queue om de host-applicatie te informeren wanneer nieuwe plugins beschikbaar zijn. Dit maakt asynchrone plugin-detectie en -lading mogelijk.

Dynamische Configuratie en Plugin-activering

Gebruikers in staat stellen plugins dynamisch te configureren en te activeren is een krachtige functie. Dit vereist een mechanisme voor het opslaan en beheren van plugin-configuraties. U kunt een database, een configuratiebestand of een cloud-gebaseerde configuratieservice gebruiken om plugin-instellingen op te slaan. De host-applicatie kan deze instellingen vervolgens tijdens runtime lezen en de plugins dienovereenkomstig activeren. Overweeg een gebruikersinterface te bieden voor het beheren van plugin-configuraties.

Asynchrone Operaties en Foutafhandeling Beheren

Bij het werken met dynamisch geladen plugins is het essentieel om asynchrone bewerkingen en fouten gracieus af te handelen. Gebruik `async/await` of Promises om asynchrone code te beheren. Implementeer de juiste foutafhandeling om eventuele fouten die optreden tijdens het laden of uitvoeren van plugins op te vangen en te loggen. Geef informatieve foutmeldingen aan de gebruiker. Overweeg het gebruik van een gecentraliseerde foutloggingservice om fouten in alle plugins bij te houden.

Code Splitsing en Prestatieoptimalisatie

Om de prestaties te optimaliseren, gebruikt u code splitting om de applicatie en plugins op te splitsen in kleinere chunks. Hierdoor kan de browser alleen de code downloaden die nodig is voor een specifieke pagina of functie. Webpack biedt ingebouwde ondersteuning voor code splitting. Overweeg lazy loading te gebruiken om plugins alleen te laden wanneer ze nodig zijn. Minimaliseer en comprimeer de code om de bestandsgrootte te verminderen.

Testen en Continue Integratie

Test uw pluginsysteem grondig om er zeker van te zijn dat het correct werkt. Schrijf unit tests, integratietests en end-to-end tests. Gebruik een continuous integration (CI) systeem om automatisch tests uit te voeren wanneer code wordt gewijzigd. Implementeer een continuous delivery (CD) pipeline om de implementatie van de applicatie en plugins te automatiseren.

Voorbeelden en Gebruiksscenario's uit de Praktijk

Module Federation wordt gebruikt in een verscheidenheid aan real-world applicaties, waaronder:

• E-commerce Platforms: Dynamisch laden van productaanbevelingen, betalingsgateways en verzendproviders. Een wereldwijd e-commerce platform zou Module Federation bijvoorbeeld kunnen gebruiken om verschillende betalingsproviders te integreren op basis van de locatie van de klant. In Noord-Amerika zou het een plugin voor Stripe kunnen laden, terwijl het in Europa een plugin voor PayPal of Klarna zou kunnen laden.
• Content Management Systemen (CMS): Gebruikers toestaan plugins te installeren en te activeren om de functionaliteit van het CMS uit te breiden. Een CMS zou gebruikers kunnen toestaan plugins te installeren voor SEO-optimalisatie, sociale media-integratie of content-analyse.
• Dashboards en Analyseplatforms: Dynamisch laden van verschillende widgets en visualisaties. Een wereldwijd analyseplatform zou plugins kunnen laden voor verschillende gegevensbronnen, zoals Google Analytics, Adobe Analytics of Salesforce.
• Microfrontend Architecturen: Het bouwen van grootschalige webapplicaties als een verzameling van onafhankelijk implementeerbare microfrontends. Een grote onderneming zou Module Federation kunnen gebruiken om haar webapplicatie te bouwen als een verzameling microfrontends, elk verantwoordelijk voor een specifieke bedrijfsfunctie, zoals accountbeheer, productcatalogus of orderverwerking.
• Design Systemen: Het delen van UI-componenten en design tokens over meerdere applicaties. Een wereldwijde organisatie met meerdere merken zou Module Federation kunnen gebruiken om een gemeenschappelijk designsysteem te delen over al haar applicaties, waardoor consistentie wordt gewaarborgd en de ontwikkelingsinspanning wordt verminderd.

Best Practices voor het Bouwen van Dynamische Pluginsystemen met Module Federation

Hier zijn enkele best practices om in gedachten te houden bij het bouwen van dynamische pluginsystemen met Module Federation:

• Houd Plugins Klein en Gericht: Elke plugin moet verantwoordelijk zijn voor een specifiek stuk functionaliteit. Dit maakt het gemakkelijker om de plugins te onderhouden en bij te werken.
• Definieer Duidelijke Plugin-interfaces: Definieer duidelijke interfaces voor hoe plugins communiceren met de host-applicatie. Dit zorgt ervoor dat plugins compatibel zijn met de host en voorkomt breaking changes.
• Gebruik Semantische Versiebeheer: Gebruik semantische versiebeheer om de versies van uw plugins te beheren. Dit maakt het gemakkelijker om wijzigingen bij te houden en compatibiliteit te garanderen.
• Verstrek Documentatie: Zorg voor duidelijke en beknopte documentatie voor uw plugins. Dit helpt gebruikers te begrijpen hoe ze de plugins moeten installeren, configureren en gebruiken.
• Implementeer Beveiligingsbest Practices: Volg beveiligingsbest practices om uw applicatie en plugins te beschermen tegen kwetsbaarheden.
• Monitor Plugin-prestaties: Monitor de prestaties van uw plugins om knelpunten te identificeren. Optimaliseer de code om de prestaties te verbeteren.
• Automatiseer Implementatie: Automatiseer de implementatie van uw applicatie en plugins. Dit vermindert het risico op fouten en zorgt ervoor dat updates snel worden geïmplementeerd.
• Gebruik een Consistente Coderingstijl: Dwing een consistente coderingstijl af voor alle plugins. Dit maakt de code gemakkelijker te lezen en te onderhouden.
• Schrijf Unit Tests: Schrijf unit tests voor uw plugins om ervoor te zorgen dat ze correct werken.
• Gebruik een Linter: Gebruik een linter om uw code automatisch te controleren op fouten.

Conclusie

JavaScript Module Federation biedt een krachtig en flexibel mechanisme voor het bouwen van dynamische pluginsystemen. Door Module Federation te benutten, kunt u modulaire, schaalbare en onderhoudbare applicaties creëren die zich kunnen aanpassen aan veranderende vereisten. Door de in dit artikel beschreven best practices te volgen, kunt u robuuste en veilige pluginsystemen bouwen die voldoen aan de behoeften van uw organisatie.

Deze technologie is bijzonder waardevol in internationale contexten, waardoor bedrijven hun softwareaanbod kunnen afstemmen op specifieke regio's of klantsegmenten zonder volledig gescheiden applicaties te implementeren. Van het integreren van lokale betalingsgateways tot het leveren van regiospecifieke inhoud, Module Federation faciliteert een meer gepersonaliseerde en efficiënte gebruikerservaring wereldwijd.