JavaScript Module Federation: Utrullingsstrategier for mikro-frontends for globale team

I dagens raskt utviklende landskap for webutvikling kan det å bygge og rulle ut storskala applikasjoner være en betydelig utfordring. Mikro-frontends, en arkitekturstil der en frontend-app dekomponeres i mindre, uavhengig utrullbare enheter, tilbyr en overbevisende løsning. JavaScript Module Federation, en funksjon i Webpack 5, gir utviklere mulighet til å bygge virkelig uavhengige mikro-frontends som kan komponeres dynamisk under kjøring. Denne tilnærmingen fremmer større teamautonomi, akselererer utviklingssykluser og forbedrer applikasjonens skalerbarhet. Dette blogginnlegget dykker ned i kjernekonseptene i Module Federation, utforsker ulike utrullingsstrategier for mikro-frontends, og gir praktisk innsikt for å bygge robuste og vedlikeholdbare applikasjoner for globale team.

Hva er Module Federation?

Module Federation lar en JavaScript-applikasjon dynamisk laste kode fra en annen applikasjon – under kjøring. Dette betyr at forskjellige deler av applikasjonen din kan bygges og rulles ut uavhengig av hverandre, for så å settes sammen i nettleseren. I stedet for å bygge én monolittisk applikasjon, kan du bygge en samling av mindre, mer håndterbare mikro-frontends.

Viktige fordeler med Module Federation:

• Uavhengig utrulling: Hver mikro-frontend kan rulles ut og oppdateres uten å påvirke andre deler av applikasjonen. Dette reduserer utrullingsrisiko og akselererer utviklingssykluser.
• Kodedeling: Mikro-frontends kan dele kode og avhengigheter, noe som reduserer redundans og forbedrer konsistens.
• Teamautonomi: Ulike team kan eie og utvikle individuelle mikro-frontends, noe som fremmer større autonomi og ansvarlighet.
• Skalerbarhet: Module Federation gjør det enklere å skalere applikasjoner horisontalt ved å legge til eller fjerne mikro-frontends etter behov.
• Teknologinøytral: Selv om den ofte brukes med React, Angular og Vue.js, er Module Federation ikke knyttet til et spesifikt rammeverk, noe som muliggjør integrering av ulike teknologier.

Kjernekonsepter i Module Federation

Å forstå kjernekonseptene i Module Federation er avgjørende for en vellykket implementering:

• Vert (Host): Hovedapplikasjonen som konsumerer fødererte moduler fra andre applikasjoner. Vertsapplikasjonen er ansvarlig for å orkestrere renderingen av mikro-frontends.
• Fjern (Remote): En mikro-frontend som eksponerer moduler for konsum av andre applikasjoner (inkludert verten).
• Delte avhengigheter: Biblioteker og komponenter som deles mellom vert- og fjernapplikasjonene. Webpack håndterer automatisk versjonering og sikrer at kun én versjon av hver delte avhengighet lastes inn.
• Module Federation Plugin: En Webpack-plugin som konfigurerer applikasjonen som enten en vert eller en fjern.
• `exposes`- og `remotes`-konfigurasjoner: Innenfor Webpack-konfigurasjonen definerer `exposes` hvilke moduler en fjern eksponerer, og `remotes` definerer hvilke fjernmoduler en vert kan konsumere.

Utrullingsstrategier for mikro-frontends med Module Federation

Å velge riktig utrullingsstrategi er avgjørende for en vellykket implementering av en mikro-frontend-arkitektur. Det finnes flere tilnærminger, hver med sine egne fordeler og ulemper. Her er noen vanlige strategier:

1. Integrasjon ved byggetid

I denne tilnærmingen blir mikro-frontends bygget og integrert i vertsapplikasjonen ved byggetid. Dette betyr at vertsapplikasjonen må bygges og rulles ut på nytt hver gang en mikro-frontend oppdateres. Dette er konseptuelt enklere, men ofrer fordelen med uavhengig utrulling som mikro-frontends gir.

Fordeler:

• Enklere å implementere.
• Bedre ytelse på grunn av forhåndskompilering og optimalisering.

Ulemper:

• Reduserer uavhengig utrulling. Oppdateringer til en mikro-frontend krever ny utrulling av hele vertsapplikasjonen.
• Tettere kobling mellom mikro-frontends og verten.

Brukstilfelle: Egnet for små til mellomstore applikasjoner der hyppige oppdateringer ikke er nødvendig, og ytelse er en primær bekymring.

2. Kjøretidsintegrasjon med et CDN

Denne strategien innebærer å rulle ut mikro-frontends til et Content Delivery Network (CDN) og laste dem dynamisk under kjøring. Vertsapplikasjonen henter mikro-frontendens moduldefinisjoner fra CDN-et og integrerer dem på siden. Dette gir mulighet for virkelig uavhengige utrullinger.

Fordeler:

• Virkelig uavhengige utrullinger. Mikro-frontends kan oppdateres uten å påvirke vertsapplikasjonen.
• Forbedret skalerbarhet og ytelse takket være CDN-caching.
• Økt teamautonomi ettersom team kan rulle ut sine mikro-frontends uavhengig.

Ulemper:

• Økt kompleksitet ved oppsett og administrasjon av CDN-et.
• Potensielle problemer med nettverksforsinkelse, spesielt for brukere på geografisk spredte steder.
• Krever robust versjonering og avhengighetsstyring for å unngå konflikter.

Eksempel:

Se for deg en global e-handelsplattform. Produktkatalogens mikro-frontend kan rulles ut til et CDN. Når en bruker i Japan besøker nettstedet, serverer CDN-kantenoden nærmest dem produktkatalogen, noe som sikrer raske lastetider og optimal ytelse.

Brukstilfelle: Veldig egnet for storskala applikasjoner med hyppige oppdateringer og geografisk spredte brukere. E-handelsplattformer, nyhetsnettsteder og sosiale medieapplikasjoner er gode kandidater.

3. Kjøretidsintegrasjon med et Module Federation-register

Et Module Federation-register fungerer som et sentralt lager for metadata om mikro-frontends. Vertsapplikasjonen spør registeret for å oppdage tilgjengelige mikro-frontends og deres plasseringer. Denne tilnærmingen gir en mer dynamisk og fleksibel måte å administrere mikro-frontends på.

Fordeler:

• Dynamisk oppdagelse av mikro-frontends.
• Sentralisert administrasjon og versjonering av mikro-frontends.
• Forbedret fleksibilitet og tilpasningsevne til endrede applikasjonskrav.

Ulemper:

• Krever bygging og vedlikehold av et Module Federation-register.
• Legger til et ekstra lag med kompleksitet i utrullingsprosessen.
• Potensielt et enkelt feilpunkt hvis registeret ikke har høy tilgjengelighet.

Eksempel:

Et finanstjenesteselskap med flere forretningsenheter (f.eks. bank, investering, forsikring) kan bruke et Module Federation-register for å administrere mikro-frontends for hver enhet. Dette tillater uavhengig utvikling og utrulling samtidig som en konsistent brukeropplevelse opprettholdes på tvers av hele plattformen. Registeret kan replikeres geografisk for å redusere forsinkelse for brukere i forskjellige regioner (f.eks. Frankfurt, Singapore, New York).

Brukstilfelle: Ideelt for komplekse applikasjoner med et stort antall mikro-frontends og et behov for sentralisert administrasjon og dynamisk oppdagelse.

4. Komposisjon på serversiden (Backend for Frontend - BFF)

I denne tilnærmingen samler et Backend for Frontend (BFF)-lag mikro-frontends på serversiden før den endelige HTML-en sendes til klienten. Dette kan forbedre ytelsen og redusere mengden JavaScript som må lastes ned og kjøres i nettleseren.

Fordeler:

• Forbedret ytelse og redusert JavaScript på klientsiden.
• Forbedret sikkerhet ved å kontrollere dataene og logikken som eksponeres for klienten.
• Sentralisert feilhåndtering og logging.

Ulemper:

• Økt kompleksitet ved oppsett og vedlikehold av BFF-laget.
• Potensial for økt belastning på serversiden.
• Kan legge til forsinkelse hvis det ikke implementeres effektivt.

Brukstilfelle: Egnet for applikasjoner med komplekse renderingskrav, ytelsessensitive applikasjoner og applikasjoner som krever forbedret sikkerhet. Et eksempel kan være en helseportal som må vise data fra flere kilder på en sikker og ytelsessterk måte.

5. Rendering på kanten (Edge-Side Rendering)

I likhet med komposisjon på serversiden, flytter Edge-Side Rendering komposisjonslogikken nærmere brukeren ved å utføre den på kantenoder (f.eks. ved hjelp av Cloudflare Workers eller AWS Lambda@Edge). Dette reduserer forsinkelsen ytterligere og forbedrer ytelsen, spesielt for brukere på geografisk spredte steder.

Fordeler:

• Lavest mulig forsinkelse på grunn av rendering på kanten.
• Forbedret ytelse for geografisk spredte brukere.
• Skalerbarhet og pålitelighet levert av edge computing-plattformer.

Ulemper:

• Økt kompleksitet ved oppsett og administrasjon av edge-funksjoner.
• Krever kjennskap til edge computing-plattformer.
• Begrenset tilgang til ressurser på serversiden.

Brukstilfelle: Best egnet for globalt distribuerte applikasjoner der ytelse er kritisk, som mediestrømmetjenester, online spillplattformer og sanntids datadashbord. En global nyhetsorganisasjon kan utnytte rendering på kanten for å tilpasse innhold og levere det med minimal forsinkelse til lesere over hele verden.

Orkestreringsstrategier

Utover utrulling er det avgjørende å orkestrere mikro-frontends innenfor vertsapplikasjonen. Her er noen orkestreringsstrategier:

• Ruting på klientsiden: Hver mikro-frontend håndterer sin egen ruting og navigasjon innenfor sitt tildelte område på siden. Vertsapplikasjonen administrerer den overordnede layouten og den første innlastingen.
• Ruting på serversiden: Serveren håndterer rutingsforespørsler og bestemmer hvilken mikro-frontend som skal renderes. Denne tilnærmingen krever en mekanisme for å kartlegge ruter til mikro-frontends.
• Orkestreringslag: Et dedikert orkestreringslag (f.eks. ved hjelp av et rammeverk som Luigi eller single-spa) administrerer livssyklusen til mikro-frontends, inkludert lasting, rendering og kommunikasjon.

Optimalisering av ytelse

Ytelse er en sentral faktor når man implementerer en mikro-frontend-arkitektur. Her er noen tips for å optimalisere ytelsen:

• Kodeoppdeling (Code Splitting): Del koden din i mindre biter for å redusere den første lastetiden. Webpacks funksjoner for kodeoppdeling kan brukes for å oppnå dette.
• Lat lasting (Lazy Loading): Last inn mikro-frontends kun når de trengs. Dette kan forbedre den første lastetiden til applikasjonen betydelig.
• Mellomlagring (Caching): Utnytt nettleser-caching og CDN-caching for å redusere antall forespørsler til serveren.
• Delte avhengigheter: Minimer antall delte avhengigheter og sørg for at de er riktig versjonert for å unngå konflikter.
• Komprimering: Bruk Gzip- eller Brotli-komprimering for å redusere størrelsen på de overførte filene.
• Bildeoptimalisering: Optimaliser bilder for å redusere filstørrelsen uten å ofre kvalitet.

Håndtering av vanlige utfordringer

Implementering av Module Federation og mikro-frontends er ikke uten utfordringer. Her er noen vanlige problemer og hvordan man kan håndtere dem:

• Avhengighetsstyring: Sørg for at delte avhengigheter er riktig versjonert og administrert for å unngå konflikter. Verktøy som npm eller yarn kan hjelpe med dette.
• Kommunikasjon mellom mikro-frontends: Etabler klare kommunikasjonskanaler mellom mikro-frontends. Dette kan oppnås ved hjelp av hendelser, delte tjenester eller en meldingsbuss.
• Tilstandsstyring (State Management): Implementer en konsistent strategi for tilstandsstyring på tvers av alle mikro-frontends. Verktøy som Redux eller Zustand kan brukes til å administrere applikasjonstilstanden.
• Testing: Utvikle en omfattende teststrategi som dekker både individuelle mikro-frontends og den overordnede applikasjonen.
• Sikkerhet: Implementer robuste sikkerhetstiltak for å beskytte applikasjonen mot sårbarheter. Dette inkluderer input-validering, output-koding og autentisering/autorisasjon.

Hensyn for globale team

Når man jobber med globale team, blir fordelene med mikro-frontends enda tydeligere. Her er noen hensyn for globale team:

• Tidssoner: Koordiner utrullinger og lanseringer på tvers av forskjellige tidssoner. Bruk automatiserte utrullingsprosesser for å minimere forstyrrelser.
• Kommunikasjon: Etabler klare kommunikasjonskanaler og protokoller for å lette samarbeidet mellom team på forskjellige steder.
• Kulturelle forskjeller: Vær bevisst på kulturelle forskjeller og tilpass kommunikasjonsstilen din deretter.
• Dokumentasjon: Vedlikehold omfattende dokumentasjon som er tilgjengelig for alle teammedlemmer, uavhengig av deres plassering.
• Kodeeierskap: Definer tydelig kodeeierskap og ansvarsområder for å unngå konflikter og sikre ansvarlighet.

Eksempel: Et multinasjonalt selskap med utviklingsteam i India, Tyskland og USA kan utnytte Module Federation for å la hvert team utvikle og rulle ut sine mikro-frontends uavhengig. Dette reduserer kompleksiteten ved å administrere en stor kodebase og lar hvert team fokusere på sitt spesifikke ekspertiseområde.

Eksempler fra den virkelige verden

Flere selskaper har vellykket implementert Module Federation og mikro-frontends:

• IKEA: Bruker mikro-frontends for å bygge en modulær og skalerbar e-handelsplattform.
• Spotify: Anvender mikro-frontends for å levere personlig tilpasset innhold og funksjoner til sine brukere.
• OpenTable: Utnytter mikro-frontends for å administrere sitt komplekse reservasjonssystem.

Konklusjon

JavaScript Module Federation tilbyr en kraftig måte å bygge og rulle ut mikro-frontends på, noe som muliggjør større teamautonomi, raskere utviklingssykluser og forbedret skalerbarhet for applikasjoner. Ved å nøye vurdere de ulike utrullingsstrategiene og håndtere vanlige utfordringer, kan globale team utnytte Module Federation til å bygge robuste og vedlikeholdbare applikasjoner som imøtekommer behovene til en mangfoldig brukerbase. Valget av riktig strategi avhenger i stor grad av din spesifikke kontekst, teamstruktur, applikasjonskompleksitet og ytelseskrav. Vurder dine behov nøye og eksperimenter for å finne tilnærmingen som fungerer best for din organisasjon.

Handlingsrettet innsikt:

1. Start med en enkel mikro-frontend-arkitektur og øk kompleksiteten gradvis etter behov.
2. Invester i automatisering for å effektivisere utrullingsprosessen.
3. Etabler klare kommunikasjonskanaler og protokoller mellom teamene.
4. Overvåk applikasjonens ytelse og identifiser områder for forbedring.
5. Lær kontinuerlig og tilpass deg det utviklende landskapet for mikro-frontend-utvikling.