Mestring av JavaScript Module Federation: Kraften i Delt Omfang og Avhengighetsdeling

I det raskt utviklende landskapet for webutvikling, innebærer bygging av skalerbare og vedlikeholdbare applikasjoner ofte bruk av sofistikerte arkitektoniske mønstre. Blant disse har konseptet med mikrofrontends fått betydelig gjennomslag, noe som lar team utvikle og rulle ut deler av en applikasjon uavhengig. Kjernen i å muliggjøre sømløs integrasjon og effektiv kodedeling mellom disse uavhengige enhetene ligger Webpacks Module Federation-plugin, og en kritisk komponent i dens kraft er det delte omfanget (shared scope).

Denne omfattende guiden dykker dypt ned i mekanismen for delt omfang innenfor JavaScript Module Federation. Vi vil utforske hva det er, hvorfor det er essensielt for avhengighetsdeling, hvordan det fungerer, og praktiske strategier for å implementere det effektivt. Målet vårt er å utstyre utviklere med kunnskapen til å utnytte denne kraftige funksjonen for forbedret ytelse, reduserte bundle-størrelser og en bedre utvikleropplevelse på tvers av ulike globale utviklingsteam.

Hva er JavaScript Module Federation?

Før vi dykker ned i delt omfang, er det avgjørende å forstå det grunnleggende konseptet Module Federation. Introdusert med Webpack 5, er Module Federation en løsning for både byggetid og kjøretid som lar JavaScript-applikasjoner dynamisk dele kode (som biblioteker, rammeverk, eller til og med hele komponenter) mellom separat kompilerte applikasjoner. Dette betyr at du kan ha flere distinkte applikasjoner (ofte referert til som 'remotes' eller 'consumers') som kan laste kode fra en 'container'- eller 'host'-applikasjon, og vice versa.

De primære fordelene med Module Federation inkluderer:

• Kodedeling: Eliminer overflødig kode på tvers av flere applikasjoner, noe som reduserer de totale bundle-størrelsene og forbedrer lastetidene.
• Uavhengig Utrulling: Team kan utvikle og rulle ut forskjellige deler av en stor applikasjon uavhengig, noe som fremmer smidighet og raskere utgivelsessykluser.
• Teknologiagnostisk: Selv om det primært brukes med Webpack, letter det deling på tvers av forskjellige byggeverktøy eller rammeverk til en viss grad, noe som fremmer fleksibilitet.
• Kjøretidsintegrasjon: Applikasjoner kan komponeres ved kjøretid, noe som muliggjør dynamiske oppdateringer og fleksible applikasjonsstrukturer.

Problemet: Overflødige Avhengigheter i Mikrofrontends

Tenk deg et scenario der du har flere mikrofrontends som alle er avhengige av den samme versjonen av et populært UI-bibliotek som React, eller et state management-bibliotek som Redux. Uten en mekanisme for deling, ville hver mikrofrontend bundle sin egen kopi av disse avhengighetene. Dette fører til:

• Oppblåste Bundle-størrelser: Hver applikasjon dupliserer unødvendig vanlige biblioteker, noe som fører til større nedlastingsstørrelser for brukerne.
• Økt Minnebruk: Flere instanser av samme bibliotek lastet i nettleseren kan konsumere mer minne.
• Inkonsistent Atferd: Ulike versjoner av delte biblioteker på tvers av applikasjoner kan føre til subtile feil og kompatibilitetsproblemer.
• Bortkastede Nettverksressurser: Brukere kan laste ned det samme biblioteket flere ganger hvis de navigerer mellom forskjellige mikrofrontends.

Det er her Module Federations delte omfang kommer inn i bildet, og tilbyr en elegant løsning på disse utfordringene.

Forstå Module Federations Delte Omfang

Det delte omfanget (shared scope), ofte konfigurert via shared-alternativet i Module Federation-pluginen, er mekanismen som gjør det mulig for flere uavhengig utrullede applikasjoner å dele avhengigheter. Når det er konfigurert, sikrer Module Federation at en enkelt instans av en spesifisert avhengighet blir lastet og gjort tilgjengelig for alle applikasjoner som krever den.

I kjernen fungerer det delte omfanget ved å opprette et globalt register eller en container for delte moduler. Når en applikasjon ber om en delt avhengighet, sjekker Module Federation dette registeret. Hvis avhengigheten allerede er til stede (dvs. lastet av en annen applikasjon eller verten), bruker den den eksisterende instansen. Ellers laster den avhengigheten og registrerer den i det delte omfanget for fremtidig bruk.

Konfigurasjonen ser vanligvis slik ut:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... andre webpack-konfigurasjoner
  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
              
            
          

Viktige Konfigurasjonsalternativer for Delte Avhengigheter:

• singleton: true: Dette er kanskje det mest kritiske alternativet. Når det er satt til true, sikrer det at kun én enkelt instans av den delte avhengigheten lastes på tvers av alle konsumerende applikasjoner. Hvis flere applikasjoner prøver å laste den samme singleton-avhengigheten, vil Module Federation gi dem den samme instansen.
• eager: true: Som standard lastes delte avhengigheter utsatt (lazy loading), noe som betyr at de kun hentes når de eksplisitt importeres eller brukes. Å sette eager: true tvinger avhengigheten til å bli lastet så snart applikasjonen starter, selv om den ikke brukes umiddelbart. Dette kan være gunstig for kritiske biblioteker som rammeverk for å sikre at de er tilgjengelige fra starten av.
• requiredVersion: '...': Dette alternativet spesifiserer den påkrevde versjonen av den delte avhengigheten. Module Federation vil prøve å matche den forespurte versjonen. Hvis flere applikasjoner krever forskjellige versjoner, har Module Federation mekanismer for å håndtere dette (diskutert senere).
• version: '...': Du kan eksplisitt angi versjonen av avhengigheten som vil bli publisert til det delte omfanget.
• import: false: Denne innstillingen forteller Module Federation at den ikke automatisk skal bundle den delte avhengigheten. I stedet forventer den at den blir levert eksternt (som er standardatferden ved deling).
• packageDir: '...': Spesifiserer pakkekatalogen som den delte avhengigheten skal løses fra, nyttig i monorepos.

Hvordan Delt Omfang Muliggjør Avhengighetsdeling

La oss bryte ned prosessen med et praktisk eksempel. Tenk deg at vi har en hoved 'container'-applikasjon og to 'remote'-applikasjoner, `app1` og `app2`. Alle tre applikasjonene er avhengige av `react` og `react-dom` versjon 18.

Scenario 1: Container-applikasjonen Deler Avhengigheter

I dette vanlige oppsettet definerer container-applikasjonen de delte avhengighetene. Filen `remoteEntry.js`, generert av Module Federation, eksponerer disse delte modulene.

Containerens Webpack-konfigurasjon (`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
              
            
          

Nå vil `app1` og `app2` konsumere disse delte avhengighetene.

`app1`s Webpack-konfigurasjon (`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-konfigurasjon (`app2/webpack.config.js`):

Konfigurasjonen for `app2` ville vært lik `app1`, og den ville også deklarert `react` og `react-dom` som delt med de samme versjonskravene.

Hvordan det fungerer ved kjøretid:

1. Container-applikasjonen lastes først, og gjør sine delte `react`- og `react-dom`-instanser tilgjengelige i sitt Module Federation-omfang.
2. Når `app1` lastes, ber den om `react` og `react-dom`. Module Federation i `app1` ser at disse er merket som delt og `singleton: true`. Den sjekker det globale omfanget for eksisterende instanser. Hvis containeren allerede har lastet dem, gjenbruker `app1` disse instansene.
3. På samme måte, når `app2` lastes, gjenbruker den også de samme `react`- og `react-dom`-instansene.

Dette resulterer i at kun én kopi av `react` og `react-dom` blir lastet inn i nettleseren, noe som betydelig reduserer den totale nedlastingsstørrelsen.

Scenario 2: Deling av Avhengigheter Mellom Fjern-applikasjoner

Module Federation lar også fjern-applikasjoner dele avhengigheter seg imellom. Hvis `app1` og `app2` begge bruker et bibliotek som *ikke* deles av containeren, kan de likevel dele det hvis begge deklarerer det som delt i sine respektive konfigurasjoner.

Eksempel: La oss si at `app1` og `app2` begge bruker verktøybiblioteket `lodash`.

`app1`s Webpack-konfigurasjon (legger til lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

`app2`s Webpack-konfigurasjon (legger til lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

I dette tilfellet, selv om containeren ikke eksplisitt deler `lodash`, vil `app1` og `app2` klare å dele en enkelt instans av `lodash` seg imellom, forutsatt at de lastes i samme nettleserkontekst.

Håndtering av Versjonskonflikter

En av de vanligste utfordringene med avhengighetsdeling er versjonskompatibilitet. Hva skjer når `app1` krever `react` v18.1.0 og `app2` krever `react` v18.2.0? Module Federation tilbyr robuste strategier for å håndtere slike scenarier.

1. Streng Versjonsmatching (Standardatferd for `requiredVersion`)

Når du spesifiserer en presis versjon (f.eks. '18.1.0') eller et strengt intervall (f.eks. '^18.1.0'), vil Module Federation håndheve dette. Hvis en applikasjon prøver å laste en delt avhengighet med en versjon som ikke tilfredsstiller kravet til en annen applikasjon som allerede bruker den, kan det føre til feil.

2. Versjonsintervaller og Fallbacks

Alternativet requiredVersion støtter semantisk versjonering (SemVer). For eksempel betyr '^18.0.0' enhver versjon fra 18.0.0 opp til (men ikke inkludert) 19.0.0. Hvis flere applikasjoner krever versjoner innenfor dette intervallet, vil Module Federation typisk bruke den høyeste kompatible versjonen som tilfredsstiller alle kravene.

Tenk på dette:

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

Hvis containeren lastes først, etablerer den `react` v18.0.0 (eller hvilken som helst versjon den faktisk bundler). Når `app1` ber om `react` med `^18.1.0`, kan det feile hvis containerens versjon er lavere enn 18.1.0. Men hvis `app1` lastes først og tilbyr `react` v18.1.0, og deretter ber `app2` om `react` med `^18.2.0`, vil Module Federation prøve å tilfredsstille `app2`s krav. Hvis `react` v18.1.0-instansen allerede er lastet, kan den kaste en feil fordi v18.1.0 ikke tilfredsstiller `^18.2.0`.

For å redusere dette, er det beste praksis å definere delte avhengigheter med det bredeste akseptable versjonsintervallet, vanligvis i container-applikasjonen. For eksempel gir bruk av '^18.0.0' fleksibilitet. Hvis en spesifikk fjern-applikasjon har en hard avhengighet til en nyere patch-versjon, bør den konfigureres til å eksplisitt tilby den versjonen.

3. Bruk av `shareKey` og `shareScope`

Module Federation lar deg også kontrollere nøkkelen som en modul deles under, og omfanget den befinner seg i. Dette kan være nyttig for avanserte scenarier, som å dele forskjellige versjoner av samme bibliotek under forskjellige nøkler.

4. `strictVersion`-alternativet

Når strictVersion er aktivert (som er standard for requiredVersion), kaster Module Federation en feil hvis en avhengighet ikke kan tilfredsstilles. Å sette strictVersion: false kan tillate en mer tolerant versjonshåndtering, der Module Federation kan prøve å bruke en eldre versjon hvis en nyere ikke er tilgjengelig, men dette kan føre til kjøretidsfeil.

Beste Praksis for Bruk av Delt Omfang

For å effektivt utnytte Module Federations delte omfang og unngå vanlige fallgruver, bør du vurdere disse beste praksisene:

1. Sentraliser Delte Avhengigheter: Utpek en primær applikasjon (ofte containeren eller en dedikert applikasjon for delte biblioteker) til å være sannhetskilden for vanlige, stabile avhengigheter som rammeverk (React, Vue, Angular), UI-komponentbiblioteker og state management-biblioteker.
2. Definer Brede Versjonsintervaller: Bruk SemVer-intervaller (f.eks. '^18.0.0') for delte avhengigheter i den primære delingsapplikasjonen. Dette lar andre applikasjoner bruke kompatible versjoner uten å tvinge frem strenge oppdateringer på tvers av hele økosystemet.
3. Dokumenter Delte Avhengigheter Tydelig: Oppretthold tydelig dokumentasjon om hvilke avhengigheter som deles, deres versjoner og hvilke applikasjoner som er ansvarlige for å dele dem. Dette hjelper team med å forstå avhengighetsgrafen.
4. Overvåk Bundle-størrelser: Analyser jevnlig bundle-størrelsene til applikasjonene dine. Module Federations delte omfang bør føre til en reduksjon i størrelsen på dynamisk lastede chunks ettersom vanlige avhengigheter eksternaliseres.
5. Håndter Ikke-deterministiske Avhengigheter: Vær forsiktig med avhengigheter som oppdateres ofte eller har ustabile API-er. Å dele slike avhengigheter kan kreve mer nøye versjonsstyring og testing.
6. Bruk `eager: true` med Omtanke: Mens `eager: true` sikrer at en avhengighet lastes tidlig, kan overdreven bruk føre til større innledende lastetider. Bruk det for kritiske biblioteker som er essensielle for applikasjonens oppstart.
7. Testing er Avgjørende: Test integrasjonen av dine mikrofrontends grundig. Sørg for at delte avhengigheter lastes korrekt og at versjonskonflikter håndteres på en elegant måte. Automatisert testing, inkludert integrasjons- og ende-til-ende-tester, er avgjørende.
8. Vurder Monorepos for Enkelhet: For team som starter med Module Federation, kan håndtering av delte avhengigheter innenfor et monorepo (ved hjelp av verktøy som Lerna eller Yarn Workspaces) forenkle oppsettet og sikre konsistens. `packageDir`-alternativet er spesielt nyttig her.
9. Håndter Grensetilfeller med `shareKey` og `shareScope`: Hvis du støter på komplekse versjoneringsscenarier eller trenger å eksponere forskjellige versjoner av samme bibliotek, utforsk `shareKey`- og `shareScope`-alternativene for mer granulær kontroll.
10. Sikkerhetshensyn: Sørg for at delte avhengigheter hentes fra klarerte kilder. Implementer beste praksis for sikkerhet i byggeprosessen og utrullingsprosessen din.

Global Påvirkning og Vurderinger

For globale utviklingsteam tilbyr Module Federation og dets delte omfang betydelige fordeler:

• Konsistens på Tvers av Regioner: Sikrer at alle brukere, uavhengig av geografisk plassering, opplever applikasjonen med de samme kjerneavhengighetene, noe som reduserer regionale inkonsistenser.
• Raskere Iterasjonssykluser: Team i forskjellige tidssoner kan jobbe med uavhengige funksjoner eller mikrofrontends uten å konstant bekymre seg for å duplisere vanlige biblioteker eller komme i veien for hverandre angående avhengighetsversjoner.
• Optimalisert for Ulike Nettverk: Å redusere den totale nedlastingsstørrelsen gjennom delte avhengigheter er spesielt gunstig for brukere på tregere eller målte internettforbindelser, som er utbredt i mange deler av verden.
• Forenklet Onboarding: Nye utviklere som blir med i et stort prosjekt, kan lettere forstå applikasjonens arkitektur og avhengighetsstyring når vanlige biblioteker er tydelig definert og delt.

Imidlertid må globale team også være oppmerksomme på:

• CDN-strategier: Hvis delte avhengigheter hostes på et CDN, sørg for at CDN-et har god global rekkevidde og lav latens for alle målregioner.
• Offline-støtte: For applikasjoner som krever offline-funksjonalitet, blir håndtering av delte avhengigheter og deres caching mer kompleks.
• Regulatorisk Samsvar: Sørg for at deling av biblioteker overholder eventuelle relevante programvarelisenser eller personvernforskrifter i forskjellige jurisdiksjoner.

Vanlige Fallgruver og Hvordan Unngå Dem

1. Feilkonfigurert `singleton`

Problem: Å glemme å sette singleton: true for biblioteker som bare skal ha én instans.

Løsning: Sett alltid singleton: true for rammeverk, biblioteker og verktøy som du har til hensikt å dele unikt på tvers av applikasjonene dine.

2. Inkonsistente Versjonskrav

Problem: Ulike applikasjoner som spesifiserer vidt forskjellige, inkompatible versjonsintervaller for den samme delte avhengigheten.

Løsning: Standardiser versjonskrav, spesielt i container-appen. Bruk brede SemVer-intervaller og dokumenter eventuelle unntak.

3. Overdreven Deling av Ikke-essensielle Biblioteker

Problem: Å prøve å dele hvert eneste lille verktøybibliotek, noe som fører til kompleks konfigurasjon og potensielle konflikter.

Løsning: Fokuser på å dele store, vanlige og stabile avhengigheter. Små, sjelden brukte verktøy kan være bedre å bundle lokalt for å unngå kompleksitet.

4. Feil Håndtering av `remoteEntry.js`-filen

Problem: `remoteEntry.js`-filen er ikke tilgjengelig eller blir ikke servert korrekt til konsumerende applikasjoner.

Løsning: Sørg for at hostingstrategien din for remote entries er robust og at URL-ene som er spesifisert i `remotes`-konfigurasjonen er nøyaktige og tilgjengelige.

5. Ignorere Konsekvensene av `eager: true`

Problem: Å sette eager: true på for mange avhengigheter, noe som fører til en treg innledende lastetid.

Løsning: Bruk eager: true kun for avhengigheter som er absolutt kritiske for den innledende renderingen eller kjernefunksjonaliteten til applikasjonene dine.

Konklusjon

JavaScript Module Federations delte omfang er et kraftig verktøy for å bygge moderne, skalerbare webapplikasjoner, spesielt innenfor en mikrofrontend-arkitektur. Ved å muliggjøre effektiv avhengighetsdeling, takler det problemer med kodeduplisering, oppblåsthet og inkonsistens, noe som fører til forbedret ytelse og vedlikeholdbarhet. Å forstå og korrekt konfigurere shared-alternativet, spesielt egenskapene singleton og requiredVersion, er nøkkelen til å låse opp disse fordelene.

Ettersom globale utviklingsteam i økende grad tar i bruk mikrofrontend-strategier, blir mestring av Module Federations delte omfang avgjørende. Ved å følge beste praksis, håndtere versjonering nøye og utføre grundig testing, kan du utnytte denne teknologien til å bygge robuste, høytytende og vedlikeholdbare applikasjoner som betjener en mangfoldig internasjonal brukerbase effektivt.

Omfavn kraften i delt omfang, og ban vei for mer effektiv og samarbeidsorientert webutvikling på tvers av organisasjonen din.