Beheers JavaScript Module Federation: De Kracht van Gedeelde Scope en het Delen van Afhankelijkheden

In het snel evoluerende landschap van webontwikkeling omvat het bouwen van schaalbare en onderhoudbare applicaties vaak de adoptie van geavanceerde architecturale patronen. Onder deze patronen heeft het concept van microfrontends aanzienlijke tractie gekregen, waardoor teams delen van een applicatie onafhankelijk kunnen ontwikkelen en implementeren. De kern van de naadloze integratie en efficiënte code-uitwisseling tussen deze onafhankelijke eenheden is de Module Federation-plugin van Webpack, en een cruciaal onderdeel van de kracht daarvan is de gedeelde scope.

Deze uitgebreide gids duikt diep in het mechanisme van de gedeelde scope binnen JavaScript Module Federation. We zullen onderzoeken wat het is, waarom het essentieel is voor het delen van afhankelijkheden, hoe het werkt, en praktische strategieën om het effectief te implementeren. Ons doel is om ontwikkelaars de kennis te geven om deze krachtige functie te benutten voor verbeterde prestaties, kleinere bundelgroottes en een betere ontwikkelaarservaring voor diverse wereldwijde ontwikkelingsteams.

Wat is JavaScript Module Federation?

Voordat we in de gedeelde scope duiken, is het cruciaal om het fundamentele concept van Module Federation te begrijpen. Geïntroduceerd met Webpack 5, is Module Federation een build-time en run-time oplossing die JavaScript-applicaties in staat stelt om dynamisch code (zoals bibliotheken, frameworks of zelfs hele componenten) te delen tussen afzonderlijk gecompileerde applicaties. Dit betekent dat u meerdere afzonderlijke applicaties (vaak aangeduid als 'remotes' of 'consumers') kunt hebben die code kunnen laden van een 'container'- of 'host'-applicatie, en vice versa.

De belangrijkste voordelen van Module Federation zijn:

• Code Delen: Elimineer redundante code over meerdere applicaties, waardoor de totale bundelgroottes worden verkleind en laadtijden worden verbeterd.
• Onafhankelijke Implementatie: Teams kunnen verschillende delen van een grote applicatie onafhankelijk ontwikkelen en implementeren, wat de wendbaarheid en snellere releasecycli bevordert.
• Technologie-agnostisch: Hoewel het voornamelijk met Webpack wordt gebruikt, faciliteert het tot op zekere hoogte het delen tussen verschillende build-tools of frameworks, wat flexibiliteit bevordert.
• Runtime Integratie: Applicaties kunnen tijdens runtime worden samengesteld, wat dynamische updates en flexibele applicatiestructuren mogelijk maakt.

Het Probleem: Redundante Afhankelijkheden in Microfrontends

Stel u een scenario voor waarin u meerdere microfrontends hebt die allemaal afhankelijk zijn van dezelfde versie van een populaire UI-bibliotheek zoals React, of een state management-bibliotheek zoals Redux. Zonder een mechanisme om te delen, zou elke microfrontend zijn eigen kopie van deze afhankelijkheden bundelen. Dit leidt tot:

• Opgeblazen Bundelgroottes: Elke applicatie dupliceert onnodig gemeenschappelijke bibliotheken, wat leidt tot grotere downloadgroottes voor gebruikers.
• Verhoogd Geheugengebruik: Meerdere instanties van dezelfde bibliotheek die in de browser worden geladen, kunnen meer geheugen verbruiken.
• Inconsistent Gedrag: Verschillende versies van gedeelde bibliotheken over applicaties heen kunnen leiden tot subtiele bugs en compatibiliteitsproblemen.
• Verspilde Netwerkbronnen: Gebruikers kunnen dezelfde bibliotheek meerdere keren downloaden als ze tussen verschillende microfrontends navigeren.

Dit is waar de gedeelde scope van Module Federation in het spel komt en een elegante oplossing biedt voor deze uitdagingen.

De Gedeelde Scope van Module Federation Begrijpen

De gedeelde scope, vaak geconfigureerd via de shared optie binnen de Module Federation plugin, is het mechanisme dat meerdere onafhankelijk geïmplementeerde applicaties in staat stelt om afhankelijkheden te delen. Wanneer geconfigureerd, zorgt Module Federation ervoor dat een enkele instantie van een gespecificeerde afhankelijkheid wordt geladen en beschikbaar wordt gesteld aan alle applicaties die deze nodig hebben.

In de kern werkt de gedeelde scope door een wereldwijd register of container te creëren voor gedeelde modules. Wanneer een applicatie een gedeelde afhankelijkheid aanvraagt, controleert Module Federation dit register. Als de afhankelijkheid al aanwezig is (d.w.z. geladen door een andere applicatie of de host), gebruikt het die bestaande instantie. Anders laadt het de afhankelijkheid en registreert het deze in de gedeelde scope voor toekomstig gebruik.

De configuratie ziet er doorgaans als volgt uit:

            // webpack.config.js

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack');

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'container',
      remotes: {
        'app1': 'app1@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        'app2': 'app2@http://localhost:3002/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Belangrijke Configuratieopties voor Gedeelde Afhankelijkheden:

• singleton: true: Dit is misschien wel de meest kritische optie. Wanneer ingesteld op true, zorgt het ervoor dat slechts één enkele instantie van de gedeelde afhankelijkheid wordt geladen over alle consumerende applicaties. Als meerdere applicaties proberen dezelfde singleton-afhankelijkheid te laden, zal Module Federation hen dezelfde instantie aanbieden.
• eager: true: Standaard worden gedeelde afhankelijkheden 'lazy' geladen, wat betekent dat ze pas worden opgehaald wanneer ze expliciet worden geïmporteerd of gebruikt. Het instellen van eager: true dwingt de afhankelijkheid om te worden geladen zodra de applicatie start, zelfs als deze niet onmiddellijk wordt gebruikt. Dit kan nuttig zijn voor kritieke bibliotheken zoals frameworks om ervoor te zorgen dat ze vanaf het begin beschikbaar zijn.
• requiredVersion: '...': Deze optie specificeert de vereiste versie van de gedeelde afhankelijkheid. Module Federation zal proberen de gevraagde versie te matchen. Als meerdere applicaties verschillende versies vereisen, heeft Module Federation mechanismen om hiermee om te gaan (later besproken).
• version: '...': U kunt expliciet de versie van de afhankelijkheid instellen die in de gedeelde scope wordt gepubliceerd.
• import: false: Deze instelling vertelt Module Federation om de gedeelde afhankelijkheid niet automatisch te bundelen. In plaats daarvan wordt verwacht dat deze extern wordt aangeboden (wat het standaardgedrag is bij delen).
• packageDir: '...': Specificeert de pakketdirectory van waaruit de gedeelde afhankelijkheid moet worden opgelost, handig in monorepos.

Hoe Gedeelde Scope het Delen van Afhankelijkheden Mogelijk Maakt

Laten we het proces uitleggen met een praktisch voorbeeld. Stel je voor dat we een hoofd-'container'-applicatie hebben en twee 'remote'-applicaties, `app1` en `app2`. Alle drie de applicaties zijn afhankelijk van `react` en `react-dom` versie 18.

Scenario 1: Containerapplicatie Deelt Afhankelijkheden

In deze veelvoorkomende opzet definieert de containerapplicatie de gedeelde afhankelijkheden. Het `remoteEntry.js`-bestand, gegenereerd door Module Federation, stelt deze gedeelde modules bloot.

Webpack Config van de Container (`container/webpack.config.js`):

            const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack');

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'container',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './App': './src/App',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Nu zullen `app1` en `app2` deze gedeelde afhankelijkheden consumeren.

`app1`'s Webpack Config (`app1/webpack.config.js`):

            const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack');

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'app1',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './Feature1': './src/Feature1',
      },
      remotes: {
        'container': 'container@http://localhost:3000/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        'react': {
          singleton: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          requiredVersion: '^18.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

`app2`'s Webpack Config (`app2/webpack.config.js`):

De configuratie voor `app2` zou vergelijkbaar zijn met die van `app1`, waarbij ook `react` en `react-dom` als gedeeld worden gedeclareerd met dezelfde versievereisten.

Hoe het werkt tijdens runtime:

1. De containerapplicatie laadt als eerste, waardoor haar gedeelde `react`- en `react-dom`-instanties beschikbaar komen in haar Module Federation scope.
2. Wanneer `app1` laadt, vraagt het om `react` en `react-dom`. Module Federation in `app1` ziet dat deze gemarkeerd zijn als gedeeld en `singleton: true`. Het controleert de globale scope op bestaande instanties. Als de container ze al heeft geladen, hergebruikt `app1` die instanties.
3. Op dezelfde manier, wanneer `app2` laadt, hergebruikt het ook dezelfde `react`- en `react-dom`-instanties.

Dit resulteert erin dat slechts één kopie van `react` en `react-dom` in de browser wordt geladen, wat de totale downloadgrootte aanzienlijk vermindert.

Scenario 2: Afhankelijkheden Delen Tussen Remote Applicaties

Module Federation stelt ook remote applicaties in staat om onderling afhankelijkheden te delen. Als `app1` en `app2` beide een bibliotheek gebruiken die *niet* door de container wordt gedeeld, kunnen ze deze nog steeds delen als beiden deze als gedeeld declareren in hun respectievelijke configuraties.

Voorbeeld: Stel dat `app1` en `app2` beide de utility-bibliotheek `lodash` gebruiken.

`app1`'s Webpack Config (lodash toevoegen):

            
// ... within ModuleFederationPlugin for app1
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

`app2`'s Webpack Config (lodash toevoegen):

            
// ... within ModuleFederationPlugin for app2
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

In dit geval, zelfs als de container `lodash` niet expliciet deelt, zullen `app1` en `app2` erin slagen een enkele instantie van `lodash` onderling te delen, mits ze in dezelfde browsercontext worden geladen.

Omgaan met Versieverschillen

Een van de meest voorkomende uitdagingen bij het delen van afhankelijkheden is versiecompatibiliteit. Wat gebeurt er als `app1` `react` v18.1.0 vereist en `app2` `react` v18.2.0 vereist? Module Federation biedt robuuste strategieën om deze scenario's te beheren.

1. Strikte Versiematching (Standaardgedrag voor requiredVersion)

Wanneer u een precieze versie specificeert (bijv. '18.1.0') of een strikt bereik (bijv. '^18.1.0'), zal Module Federation dit afdwingen. Als een applicatie een gedeelde afhankelijkheid probeert te laden met een versie die niet voldoet aan de eis van een andere applicatie die deze al gebruikt, kan dit tot fouten leiden.

2. Versiebereiken en Fallbacks

De requiredVersion optie ondersteunt semantische versiebereiken (SemVer). Bijvoorbeeld, '^18.0.0' betekent elke versie van 18.0.0 tot (maar niet inclusief) 19.0.0. Als meerdere applicaties versies binnen dit bereik vereisen, zal Module Federation doorgaans de hoogst compatibele versie gebruiken die aan alle eisen voldoet.

Overweeg dit:

• Container: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.0.0' } }
• `app1`: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.1.0' } }
• `app2`: shared: { 'react': { requiredVersion: '^18.2.0' } }

Als de container als eerste laadt, stelt het `react` v18.0.0 (of welke versie het ook daadwerkelijk bundelt) vast. Wanneer `app1` `react` met `^18.1.0` aanvraagt, kan dit mislukken als de versie van de container lager is dan 18.1.0. Echter, als `app1` als eerste laadt en `react` v18.1.0 levert, en vervolgens `app2` `react` met `^18.2.0` aanvraagt, zal Module Federation proberen te voldoen aan de eis van `app2`. Als de `react` v18.1.0-instantie al is geladen, kan dit een fout veroorzaken omdat v18.1.0 niet voldoet aan `^18.2.0`.

Om dit te beperken, is het een best practice om gedeelde afhankelijkheden te definiëren met het breedst acceptabele versiebereik, meestal in de containerapplicatie. Bijvoorbeeld, het gebruik van '^18.0.0' biedt flexibiliteit. Als een specifieke remote applicatie een harde afhankelijkheid heeft van een nieuwere patchversie, moet deze worden geconfigureerd om die versie expliciet te leveren.

3. Gebruik van shareKey en shareScope

Module Federation stelt u ook in staat om de sleutel te controleren waaronder een module wordt gedeeld en de scope waarin deze zich bevindt. Dit kan handig zijn voor geavanceerde scenario's, zoals het delen van verschillende versies van dezelfde bibliotheek onder verschillende sleutels.

4. De strictVersion Optie

Wanneer strictVersion is ingeschakeld (wat het standaardgedrag is voor requiredVersion), geeft Module Federation een foutmelding als een afhankelijkheid niet kan worden vervuld. Het instellen van strictVersion: false kan een soepeler versiebeheer mogelijk maken, waarbij Module Federation mogelijk een oudere versie probeert te gebruiken als een nieuwere niet beschikbaar is, maar dit kan leiden tot runtime-fouten.

Best Practices voor het Gebruik van Gedeelde Scope

Om de gedeelde scope van Module Federation effectief te benutten en veelvoorkomende valkuilen te vermijden, overweeg deze best practices:

1. Centraliseer Gedeelde Afhankelijkheden: Wijs een primaire applicatie (vaak de container of een speciale gedeelde bibliotheekapplicatie) aan als de 'source of truth' voor veelvoorkomende, stabiele afhankelijkheden zoals frameworks (React, Vue, Angular), UI-componentenbibliotheken en state management-bibliotheken.
2. Definieer Brede Versiebereiken: Gebruik SemVer-bereiken (bijv. '^18.0.0') voor gedeelde afhankelijkheden in de primaire delende applicatie. Dit stelt andere applicaties in staat om compatibele versies te gebruiken zonder strikte updates in het hele ecosysteem af te dwingen.
3. Documenteer Gedeelde Afhankelijkheden Duidelijk: Onderhoud duidelijke documentatie over welke afhankelijkheden worden gedeeld, hun versies en welke applicaties verantwoordelijk zijn voor het delen ervan. Dit helpt teams de afhankelijkheidsgrafiek te begrijpen.
4. Monitor Bundelgroottes: Analyseer regelmatig de bundelgroottes van uw applicaties. De gedeelde scope van Module Federation zou moeten leiden tot een vermindering van de grootte van dynamisch geladen chunks, aangezien gemeenschappelijke afhankelijkheden worden geëxternaliseerd.
5. Beheer Niet-Deterministische Afhankelijkheden: Wees voorzichtig met afhankelijkheden die vaak worden bijgewerkt of onstabiele API's hebben. Het delen van dergelijke afhankelijkheden kan zorgvuldiger versiebeheer en testen vereisen.
6. Gebruik `eager: true` met Beleid: Hoewel `eager: true` ervoor zorgt dat een afhankelijkheid vroeg wordt geladen, kan overmatig gebruik leiden tot grotere initiële laadtijden. Gebruik het voor kritieke bibliotheken die essentieel zijn voor het opstarten van de applicatie.
7. Testen is Cruciaal: Test de integratie van uw microfrontends grondig. Zorg ervoor dat gedeelde afhankelijkheden correct worden geladen en dat versieverschillen correct worden afgehandeld. Geautomatiseerd testen, inclusief integratie- en end-to-end-tests, is van vitaal belang.
8. Overweeg Monorepo's voor Eenvoud: Voor teams die beginnen met Module Federation kan het beheren van gedeelde afhankelijkheden binnen een monorepo (met tools zoals Lerna of Yarn Workspaces) de setup vereenvoudigen en consistentie garanderen. De `packageDir` optie is hier bijzonder nuttig.
9. Behandel Randgevallen met `shareKey` en `shareScope`: Als u complexe versiescenario's tegenkomt of verschillende versies van dezelfde bibliotheek moet blootstellen, verken dan de `shareKey`- en `shareScope`-opties voor meer granulaire controle.
10. Veiligheidsoverwegingen: Zorg ervoor dat gedeelde afhankelijkheden worden opgehaald uit vertrouwde bronnen. Implementeer beveiligings-best-practices voor uw build-pijplijn en implementatieproces.

Wereldwijde Impact en Overwegingen

Voor wereldwijde ontwikkelingsteams bieden Module Federation en de gedeelde scope aanzienlijke voordelen:

• Consistentie Tussen Regio's: Zorgt ervoor dat alle gebruikers, ongeacht hun geografische locatie, de applicatie ervaren met dezelfde kernafhankelijkheden, wat regionale inconsistenties vermindert.
• Snellere Iteratiecycli: Teams in verschillende tijdzones kunnen aan onafhankelijke functies of microfrontends werken zonder zich constant zorgen te maken over het dupliceren van gemeenschappelijke bibliotheken of elkaar in de weg te zitten met betrekking tot afhankelijkheidsversies.
• Geoptimaliseerd voor Diverse Netwerken: Het verkleinen van de totale downloadgrootte door gedeelde afhankelijkheden is met name gunstig voor gebruikers met langzamere of datagelimiteerde internetverbindingen, die in veel delen van de wereld voorkomen.
• Vereenvoudigde Onboarding: Nieuwe ontwikkelaars die zich bij een groot project voegen, kunnen de architectuur en het afhankelijkheidsbeheer van de applicatie gemakkelijker begrijpen wanneer gemeenschappelijke bibliotheken duidelijk zijn gedefinieerd en gedeeld.

Echter, wereldwijde teams moeten ook rekening houden met:

• CDN-strategieën: Als gedeelde afhankelijkheden op een CDN worden gehost, zorg er dan voor dat de CDN een goed wereldwijd bereik en lage latentie heeft voor alle doelregio's.
• Offline Ondersteuning: Voor applicaties die offline-mogelijkheden vereisen, wordt het beheren van gedeelde afhankelijkheden en hun caching complexer.
• Naleving van Regelgeving: Zorg ervoor dat het delen van bibliotheken voldoet aan alle relevante softwarelicenties of wetgeving inzake gegevensprivacy in verschillende rechtsgebieden.

Veelvoorkomende Valkuilen en Hoe Ze te Vermijden

1. Incorrect Geconfigureerde singleton

Probleem: Vergeten singleton: true in te stellen voor bibliotheken die slechts één instantie mogen hebben.

Oplossing: Stel altijd singleton: true in voor frameworks, bibliotheken en hulpprogramma's die u uniek wilt delen tussen uw applicaties.

2. Inconsistente Versievereisten

Probleem: Verschillende applicaties die zeer verschillende, incompatibele versiebereiken specificeren voor dezelfde gedeelde afhankelijkheid.

Oplossing: Standaardiseer versievereisten, vooral in de container-app. Gebruik brede SemVer-bereiken en documenteer eventuele uitzonderingen.

3. Overmatig Delen van Niet-essentiële Bibliotheken

Probleem: Proberen elke kleine utility-bibliotheek te delen, wat leidt tot complexe configuratie en mogelijke conflicten.

Oplossing: Richt u op het delen van grote, veelvoorkomende en stabiele afhankelijkheden. Kleine, zelden gebruikte hulpprogramma's kunnen beter lokaal worden gebundeld om complexiteit te vermijden.

4. Het `remoteEntry.js`-bestand Niet Correct Behandelen

Probleem: Het `remoteEntry.js`-bestand is niet toegankelijk of wordt niet correct geserveerd aan de consumerende applicaties.

Oplossing: Zorg ervoor dat uw hostingstrategie voor remote entries robuust is en dat de URL's die in de `remotes`-configuratie zijn gespecificeerd, accuraat en toegankelijk zijn.

5. De Implicaties van `eager: true` Negeren

Probleem: `eager: true` instellen op te veel afhankelijkheden, wat leidt tot een trage initiële laadtijd.

Oplossing: Gebruik `eager: true` alleen voor afhankelijkheden die absoluut cruciaal zijn voor de initiële rendering of kernfunctionaliteit van uw applicaties.

Conclusie

De gedeelde scope van JavaScript Module Federation is een krachtig hulpmiddel voor het bouwen van moderne, schaalbare webapplicaties, met name binnen een microfrontend-architectuur. Door efficiënt delen van afhankelijkheden mogelijk te maken, pakt het problemen aan zoals codeduplicatie, 'bloat' en inconsistentie, wat leidt tot betere prestaties en onderhoudbaarheid. Het begrijpen en correct configureren van de shared-optie, met name de eigenschappen singleton en requiredVersion, is de sleutel tot het ontsluiten van deze voordelen.

Naarmate wereldwijde ontwikkelingsteams steeds vaker microfrontend-strategieën adopteren, wordt het beheersen van de gedeelde scope van Module Federation van het grootste belang. Door u aan best practices te houden, versiebeheer zorgvuldig te beheren en grondig te testen, kunt u deze technologie benutten om robuuste, goed presterende en onderhoudbare applicaties te bouwen die een diverse internationale gebruikersgroep effectief bedienen.

Omarm de kracht van de gedeelde scope en maak de weg vrij voor efficiëntere en collaboratieve webontwikkeling binnen uw organisatie.