Kontener JavaScript Module Federation: Zarządzanie Kontenerami Aplikacji

W dzisiejszym, szybko rozwijającym się świecie oprogramowania, zarządzanie dużymi i złożonymi aplikacjami może stanowić poważne wyzwanie. Tradycyjne architektury monolityczne często prowadzą do powolnych cykli rozwojowych, wąskich gardeł we wdrożeniach i trudności w skalowaniu poszczególnych komponentów. W tym miejscu do gry wchodzi Module Federation, a w szczególności kontenery Module Federation, oferując potężne rozwiązanie do budowy skalowalnych, łatwych w utrzymaniu i opartych na współpracy aplikacji. Ten artykuł dogłębnie analizuje koncepcję kontenerów JavaScript Module Federation, badając ich zalety, implementację i najlepsze praktyki.

Czym jest Module Federation?

Module Federation to wzorzec architektury JavaScript wprowadzony wraz z Webpack 5, który pozwala niezależnie budowanym i wdrażanym aplikacjom JavaScript na współdzielenie kodu i funkcjonalności w czasie rzeczywistym. Pomyśl o tym jak o sposobie na dynamiczne łączenie różnych aplikacji lub ich części w przeglądarce.

Tradycyjne architektury mikrofrontendów często opierają się na integracji w czasie budowy lub rozwiązaniach opartych na iframe, z których oba mają swoje ograniczenia. Integracja w czasie budowy może prowadzić do silnie powiązanych aplikacji i częstych ponownych wdrożeń. Z kolei iframe, choć zapewniają izolację, często wprowadzają komplikacje w komunikacji i stylowaniu.

Module Federation oferuje bardziej eleganckie rozwiązanie, umożliwiając integrację niezależnie rozwijanych modułów w czasie rzeczywistym. To podejście promuje ponowne wykorzystanie kodu, redukuje redundancję i pozwala na bardziej elastyczne i skalowalne architektury aplikacji.

Zrozumienie Kontenerów Module Federation

Kontener Module Federation to samowystarczalna jednostka, która udostępnia moduły JavaScript do konsumpcji przez inne aplikacje lub kontenery. Działa jako środowisko wykonawcze dla tych modułów, zarządzając ich zależnościami i zapewniając mechanizm do dynamicznego ładowania i wykonywania.

Kluczowe cechy kontenera Module Federation:

• Niezależność: Kontenery mogą być rozwijane, wdrażane i aktualizowane niezależnie od siebie.
• Udostępnione moduły: Każdy kontener udostępnia zestaw modułów JavaScript, które mogą być konsumowane przez inne aplikacje.
• Dynamiczne ładowanie: Moduły są ładowane i wykonywane w czasie rzeczywistym, co pozwala na elastyczne i adaptacyjne zachowanie aplikacji.
• Zarządzanie zależnościami: Kontenery zarządzają własnymi zależnościami i mogą współdzielić zależności z innymi kontenerami.
• Kontrola wersji: Kontenery mogą określać, które wersje ich udostępnionych modułów powinny być używane przez inne aplikacje.

Korzyści z Używania Kontenerów Module Federation

Adaptacja Kontenerów Module Federation oferuje liczne korzyści dla organizacji tworzących złożone aplikacje internetowe:

1. Zwiększona Skalowalność

Module Federation pozwala na podział dużych, monolitycznych aplikacji na mniejsze, łatwiejsze w zarządzaniu mikrofrontendy. Każdy mikrofrontend może być wdrażany i skalowany niezależnie, co pozwala na optymalizację alokacji zasobów i poprawę ogólnej wydajności aplikacji. Na przykład, strona e-commerce może zostać podzielona na osobne kontenery dla listy produktów, koszyka, kont użytkowników i przetwarzania płatności. W okresach wzmożonych zakupów kontenery z listą produktów i przetwarzaniem płatności mogłyby być skalowane niezależnie.

2. Lepsza Współpraca

Module Federation umożliwia wielu zespołom jednoczesną pracę nad różnymi częściami aplikacji bez wchodzenia sobie w drogę. Każdy zespół może być właścicielem i utrzymywać własny kontener, co zmniejsza ryzyko konfliktów i poprawia tempo rozwoju. Wyobraźmy sobie międzynarodową korporację, w której zespoły w różnych lokalizacjach geograficznych są odpowiedzialne za różne funkcje globalnej aplikacji internetowej. Module Federation umożliwia tym zespołom niezależną pracę, wspierając innowacyjność i redukując zależności.

3. Zwiększone Ponowne Wykorzystanie Kodu

Module Federation promuje ponowne wykorzystanie kodu, pozwalając różnym aplikacjom lub kontenerom na współdzielenie wspólnych komponentów i narzędzi. Redukuje to duplikację kodu, poprawia spójność i upraszcza konserwację. Wyobraźmy sobie zestaw narzędzi wewnętrznych używanych przez dużą organizację. Wspólne komponenty interfejsu użytkownika, logika uwierzytelniania i biblioteki dostępu do danych mogą być współdzielone między wszystkimi narzędziami dzięki Module Federation, co zmniejsza nakład pracy programistycznej i zapewnia spójne doświadczenie użytkownika.

4. Szybsze Cykle Rozwojowe

Dzięki podziałowi aplikacji na mniejsze, niezależne kontenery, Module Federation pozwala na szybsze cykle rozwojowe. Zespoły mogą iterować nad własnymi kontenerami bez wpływu na inne części aplikacji, co prowadzi do szybszych wydań i krótszego czasu wprowadzenia na rynek. Organizacja informacyjna stale aktualizuje swoją stronę internetową o najnowsze wiadomości i funkcje. Używając Module Federation, różne zespoły mogą skupić się na różnych sekcjach strony (np. wiadomości ze świata, sport, biznes) i wdrażać aktualizacje niezależnie, zapewniając użytkownikom stały dostęp do najnowszych informacji.

5. Uproszczone Wdrożenia

Module Federation upraszcza wdrożenia, pozwalając na niezależne wdrażanie poszczególnych kontenerów. Zmniejsza to ryzyko niepowodzeń wdrożenia i pozwala na stopniowe wprowadzanie aktualizacji. Rozważmy instytucję finansową, która musi wdrażać aktualizacje swojej platformy bankowości internetowej. Używając Module Federation, mogą oni wdrażać aktualizacje poszczególnych funkcji (np. płatności rachunków, przelewy) bez wyłączania całej platformy, minimalizując zakłócenia dla użytkowników.

6. Niezależność Technologiczna

Chociaż Module Federation jest zazwyczaj kojarzone z Webpackiem, można je zaimplementować z innymi bundlerami i frameworkami. Pozwala to na wybór najlepszego stosu technologicznego dla każdego kontenera bez ograniczania się przez ogólną architekturę aplikacji. Firma może zdecydować się na użycie Reacta dla swoich komponentów interfejsu użytkownika, Angulara dla warstwy zarządzania danymi i Vue.js dla interaktywnych funkcji, wszystko w ramach tej samej aplikacji dzięki Module Federation.

Implementacja Kontenerów Module Federation

Implementacja Kontenerów Module Federation obejmuje konfigurację narzędzi budowania (zazwyczaj Webpacka) w celu zdefiniowania, które moduły powinny być udostępniane, a które konsumowane. Oto ogólny przegląd procesu:

1. Konfiguracja Aplikacji Hosta (Konsument Kontenera)

Aplikacja hosta to aplikacja, która konsumuje moduły z innych kontenerów. Aby skonfigurować aplikację hosta, należy:

• Zainstalować pakiety `webpack` i `webpack-cli`: npm install webpack webpack-cli --save-dev
• Zainstalować pakiet `@module-federation/webpack-plugin`: npm install @module-federation/webpack-plugin --save-dev
• Utworzyć plik `webpack.config.js`: Ten plik będzie zawierał konfigurację dla Twojego procesu budowania Webpack.
• Skonfigurować `ModuleFederationPlugin`: Ten plugin jest odpowiedzialny za definiowanie, które moduły mają być konsumowane ze zdalnych kontenerów.

Przykładowy `webpack.config.js` dla aplikacji hosta:

const ModuleFederationPlugin = require('webpack').container.ModuleFederationPlugin;
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './src/index',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'bundle.js',
  },
  devServer: {
    port: 3000,
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'HostApp',
      remotes: {
        'remoteApp': 'remoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
    }),
  ],
};

W tym przykładzie `HostApp` jest skonfigurowana do konsumowania modułów ze zdalnego kontenera o nazwie `remoteApp`, znajdującego się pod adresem `http://localhost:3001/remoteEntry.js`. Właściwość `remotes` definiuje mapowanie między nazwą zdalnego kontenera a jego adresem URL.

2. Konfiguracja Aplikacji Zdalnej (Dostawca Kontenera)

Aplikacja zdalna to aplikacja, która udostępnia moduły do konsumpcji przez inne kontenery. Aby skonfigurować aplikację zdalną, należy:

• Zainstalować pakiety `webpack` i `webpack-cli`: npm install webpack webpack-cli --save-dev
• Zainstalować pakiet `@module-federation/webpack-plugin`: npm install @module-federation/webpack-plugin --save-dev
• Utworzyć plik `webpack.config.js`: Ten plik będzie zawierał konfigurację dla Twojego procesu budowania Webpack.
• Skonfigurować `ModuleFederationPlugin`: Ten plugin jest odpowiedzialny za definiowanie, które moduły mają być udostępniane innym kontenerom.

Przykładowy `webpack.config.js` dla aplikacji zdalnej:

const ModuleFederationPlugin = require('webpack').container.ModuleFederationPlugin;
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './src/index',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'remoteEntry.js',
    libraryTarget: 'system',
  },
  devServer: {
    port: 3001,
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'remoteApp',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './Button': './src/Button',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
  externals: ['react', 'react-dom']
};

W tym przykładzie `remoteApp` jest skonfigurowana do udostępniania modułu o nazwie `./Button` znajdującego się w `./src/Button`. Właściwość `exposes` definiuje mapowanie między nazwą modułu a jego ścieżką. Właściwość `shared` określa, które zależności powinny być współdzielone z aplikacją hosta. Jest to kluczowe, aby uniknąć ładowania wielu kopii tej samej biblioteki.

3. Konsumpcja Zdalnego Modułu w Aplikacji Hosta

Gdy aplikacje hosta i zdalna są skonfigurowane, można konsumować zdalny moduł w aplikacji hosta, importując go przy użyciu nazwy zdalnego kontenera i nazwy modułu.

Przykład importowania i używania zdalnego komponentu `Button` w aplikacji hosta:

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import RemoteButton from 'remoteApp/Button';

const App = () => {
  return (
    

      
Host Application
      
    
  );
};

ReactDOM.render(, document.getElementById('root'));

W tym przykładzie komponent `RemoteButton` jest importowany z modułu `remoteApp/Button`. Aplikacja hosta może następnie używać tego komponentu tak, jakby był to komponent lokalny.

Najlepsze Praktyki Używania Kontenerów Module Federation

Aby zapewnić pomyślną adaptację Kontenerów Module Federation, należy wziąć pod uwagę następujące najlepsze praktyki:

1. Zdefiniuj Jasne Granice

Jasno zdefiniuj granice między swoimi kontenerami, aby zapewnić, że każdy kontener ma dobrze określoną odpowiedzialność i minimalne zależności od innych kontenerów. Promuje to modularność i zmniejsza ryzyko konfliktów. Weź pod uwagę domeny biznesowe i funkcjonalność. W aplikacji linii lotniczych mogłyby istnieć kontenery do rezerwacji lotów, zarządzania bagażem, programów lojalnościowych dla klientów itp.

2. Ustanów Protokół Komunikacji

Ustanów jasny protokół komunikacji między kontenerami, aby ułatwić interakcję i wymianę danych. Może to obejmować użycie zdarzeń, kolejek wiadomości lub współdzielonych magazynów danych. Jeśli kontenery muszą komunikować się bezpośrednio, użyj dobrze zdefiniowanych API i formatów danych, aby zapewnić kompatybilność.

3. Mądrze Współdziel Zależności

Starannie rozważ, które zależności powinny być współdzielone między kontenerami. Współdzielenie wspólnych zależności może zmniejszyć rozmiar paczki i poprawić wydajność, ale może również wprowadzić ryzyko konfliktów wersji. Użyj właściwości `shared` w `ModuleFederationPlugin`, aby określić, które zależności powinny być współdzielone i które wersje powinny być używane.

4. Zaimplementuj Wersjonowanie

Zaimplementuj wersjonowanie dla swoich udostępnianych modułów, aby zapewnić, że konsumenci mogą używać poprawnej wersji każdego modułu. Pozwala to na wprowadzanie zmian powodujących niezgodność bez wpływu na istniejących konsumentów. Możesz użyć wersjonowania semantycznego (SemVer) do zarządzania wersjami modułów i określania zakresów wersji w konfiguracji `remotes`.

5. Monitoruj i Śledź Wydajność

Monitoruj i śledź wydajność swoich Kontenerów Module Federation, aby zidentyfikować potencjalne wąskie gardła i zoptymalizować alokację zasobów. Użyj narzędzi monitorujących do śledzenia metryk, takich jak czas ładowania, zużycie pamięci i wskaźniki błędów. Rozważ użycie scentralizowanego systemu logowania do zbierania logów ze wszystkich kontenerów.

6. Rozważ Implikacje Bezpieczeństwa

Module Federation wprowadza nowe kwestie związane z bezpieczeństwem. Upewnij się, że ładujesz moduły z zaufanych źródeł i że masz odpowiednie środki bezpieczeństwa, aby zapobiec wstrzykiwaniu złośliwego kodu do Twojej aplikacji. Zaimplementuj Content Security Policy (CSP), aby ograniczyć źródła, z których Twoja aplikacja może ładować zasoby.

7. Zautomatyzuj Wdrożenia

Zautomatyzuj proces wdrażania swoich Kontenerów Module Federation, aby zapewnić spójne i niezawodne wdrożenia. Użyj potoku CI/CD do automatycznego budowania, testowania i wdrażania swoich kontenerów. Rozważ użycie narzędzi do orkiestracji kontenerów, takich jak Kubernetes, do zarządzania kontenerami i ich zależnościami.

Przykładowe Zastosowania

Kontenery Module Federation mogą być używane w szerokiej gamie scenariuszy, w tym:

• Platformy e-commerce: Budowanie modułowych platform e-commerce z osobnymi kontenerami dla list produktów, koszyka, kont użytkowników i przetwarzania płatności.
• Aplikacje finansowe: Tworzenie platform bankowości internetowej z osobnymi kontenerami do zarządzania kontami, płatnościami rachunków i zarządzania inwestycjami.
• Systemy Zarządzania Treścią (CMS): Tworzenie elastycznych platform CMS z osobnymi kontenerami do tworzenia treści, publikowania treści i zarządzania użytkownikami.
• Aplikacje typu dashboard: Budowanie dostosowywalnych aplikacji typu dashboard z osobnymi kontenerami dla różnych widżetów i wizualizacji.
• Portale korporacyjne: Tworzenie portali korporacyjnych z osobnymi kontenerami dla różnych działów i jednostek biznesowych.

Rozważmy globalną platformę e-learningową. Platforma mogłaby używać Module Federation do implementacji różnych wersji językowych kursów, z których każda byłaby hostowana we własnym kontenerze. Użytkownik uzyskujący dostęp do platformy z Francji otrzymałby płynnie kontener w języku francuskim, podczas gdy użytkownik z Japonii zobaczyłby wersję japońską.

Wnioski

Kontenery JavaScript Module Federation oferują potężne i elastyczne podejście do budowania skalowalnych, łatwych w utrzymaniu i opartych na współpracy aplikacji internetowych. Dzieląc duże aplikacje na mniejsze, niezależne kontenery, Module Federation umożliwia zespołom bardziej efektywną pracę, częstsze wdrażanie aktualizacji i skuteczniejsze ponowne wykorzystywanie kodu. Chociaż implementacja Module Federation wymaga starannego planowania i konfiguracji, korzyści, jakie oferuje pod względem skalowalności, współpracy i szybkości rozwoju, czynią ją cennym narzędziem dla organizacji tworzących złożone aplikacje internetowe. Stosując się do najlepszych praktyk przedstawionych w tym artykule, możesz z powodzeniem zaadaptować Kontenery Module Federation i uwolnić ich pełny potencjał.