JavaScript Module Federation Lazy Evaluation: Rozwiązywanie Modułów na Żądanie

W stale ewoluującym krajobrazie tworzenia stron internetowych optymalizacja wydajności i ulepszanie doświadczeń użytkownika mają kluczowe znaczenie. JavaScript Module Federation, potężna funkcja wprowadzona w Webpack 5, zapewnia rewolucyjne podejście do budowania micro frontends i komponowania aplikacji z niezależnie wdrażanych modułów. Kluczowym elementem Module Federation jest jego zdolność do przeprowadzania lazy evaluation, znanego również jako rozwiązywanie modułów na żądanie. Ten artykuł zagłębia się w lazy evaluation w Module Federation, badając jego korzyści, strategie implementacji i zastosowania w świecie rzeczywistym. Takie podejście prowadzi do poprawy wydajności aplikacji, skrócenia początkowego czasu ładowania oraz bardziej modułowej i łatwiejszej w utrzymaniu bazy kodu.

Zrozumienie JavaScript Module Federation

Module Federation umożliwia aplikacji JavaScript ładowanie kodu z innych, niezależnie wdrożonych aplikacji (aplikacji zdalnych) w czasie wykonywania. Ta architektura pozwala zespołom pracować nad różnymi częściami większej aplikacji bez ścisłego sprzężenia. Kluczowe cechy obejmują:

• Rozprzężenie: Umożliwia niezależny rozwój, wdrażanie i wersjonowanie modułów.
• Kompozycja w czasie wykonywania: Moduły są ładowane w czasie wykonywania, co zapewnia elastyczność w architekturze aplikacji.
• Udostępnianie kodu: Ułatwia udostępnianie wspólnych bibliotek i zależności między różnymi modułami.
• Obsługa Micro Frontend: Umożliwia tworzenie micro frontends, które pozwalają zespołom na niezależne opracowywanie i wdrażanie swoich komponentów.

Module Federation różni się od tradycyjnego dzielenia kodu i importu dynamicznego na kilka kluczowych sposobów. Podczas gdy dzielenie kodu koncentruje się na dzieleniu pojedynczej aplikacji na mniejsze kawałki, Module Federation pozwala różnym aplikacjom bezproblemowo udostępniać kod i zasoby. Import dynamiczny zapewnia mechanizm asynchronicznego ładowania kodu, podczas gdy Module Federation zapewnia możliwość ładowania kodu z aplikacji zdalnych w sposób kontrolowany i wydajny. Zalety stosowania Module Federation są szczególnie istotne w przypadku dużych, złożonych aplikacji internetowych i są coraz częściej przyjmowane przez organizacje na całym świecie.

Znaczenie lazy evaluation

Lazy evaluation, w kontekście Module Federation, oznacza, że moduły zdalne *nie* są ładowane natychmiast po zainicjowaniu aplikacji. Zamiast tego są ładowane na żądanie, tylko wtedy, gdy są rzeczywiście potrzebne. Jest to przeciwieństwo eager loading, w którym wszystkie moduły są ładowane z góry, co może znacząco wpłynąć na początkowy czas ładowania i ogólną wydajność aplikacji. Korzyści z lazy evaluation są liczne:

• Zmniejszony początkowy czas ładowania: Opóźniając ładowanie modułów niekrytycznych, początkowy czas ładowania głównej aplikacji jest znacznie zmniejszony. Powoduje to szybszy czas do interakcji (TTI) i lepsze wrażenia użytkownika. Jest to szczególnie ważne dla użytkowników z wolniejszymi połączeniami internetowymi lub na mniej wydajnych urządzeniach.
• Poprawiona wydajność: Ładowanie modułów tylko wtedy, gdy są potrzebne, minimalizuje ilość JavaScript, która musi zostać przeanalizowana i wykonana po stronie klienta, co prowadzi do poprawy wydajności, szczególnie w większych aplikacjach.
• Zoptymalizowane wykorzystanie zasobów: Lazy loading zapewnia, że pobierane są tylko niezbędne zasoby, zmniejszając zużycie przepustowości i potencjalnie oszczędzając koszty hostingu.
• Zwiększona skalowalność: Modułowa architektura pozwala na niezależne skalowanie micro frontends, ponieważ każdy moduł może być skalowany niezależnie w oparciu o jego wymagania dotyczące zasobów.
• Lepsze doświadczenie użytkownika: Szybsze czasy ładowania i responsywna aplikacja przyczyniają się do bardziej angażującego i satysfakcjonującego doświadczenia użytkownika, poprawiając zadowolenie użytkowników.

Jak działa lazy evaluation w Module Federation

Lazy evaluation w Module Federation jest zwykle osiągane przy użyciu kombinacji:

• Importy dynamiczne: Module Federation wykorzystuje dynamiczne importy (import()) do ładowania modułów zdalnych na żądanie. Umożliwia to aplikacji odroczenie ładowania modułu do momentu, gdy zostanie on wyraźnie zażądany.
• Konfiguracja Webpack: Webpack, narzędzie do łączenia modułów, odgrywa kluczową rolę w zarządzaniu federacją i obsłudze procesu lazy loading. ModuleFederationPlugin jest skonfigurowany do definiowania aplikacji zdalnych i ich modułów, a także do określania, które moduły są eksponowane i wykorzystywane.
• Rozwiązywanie w czasie wykonywania: W czasie wykonywania, gdy moduł jest żądany przez import dynamiczny, Webpack rozwiązuje moduł z aplikacji zdalnej i ładuje go do bieżącej aplikacji. Obejmuje to wszelkie niezbędne rozwiązywanie zależności i wykonywanie kodu.

Poniższy kod demonstruje uproszczoną konfigurację:

            // Host Application's webpack.config.js
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'hostApp',
      remotes: {
        remoteApp: 'remoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        // Define shared dependencies, e.g., React, ReactDOM
        react: { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

W tym przykładzie "hostApp" jest skonfigurowana do wykorzystywania modułów z aplikacji zdalnej o nazwie "remoteApp". Konfiguracja remotes określa lokalizację pliku remoteEntry.js aplikacji zdalnej, który zawiera manifest modułu. Opcja shared określa współdzielone zależności, które mają być używane w aplikacjach. Lazy loading jest domyślnie włączony podczas używania importów dynamicznych z Module Federation. Kiedy moduł z „remoteApp” jest importowany za pomocą import('remoteApp/MyComponent'), zostanie on załadowany tylko wtedy, gdy to polecenie importu zostanie wykonane.

Implementacja lazy evaluation

Implementacja lazy evaluation z Module Federation wymaga starannego planowania i wykonania. Kluczowe kroki są opisane poniżej:

1. Konfiguracja

Skonfiguruj ModuleFederationPlugin zarówno w plikach webpack.config.js aplikacji hosta, jak i aplikacji zdalnych. Opcja remotes w aplikacji hosta określa lokalizację modułów zdalnych. Opcja exposes w aplikacji zdalnej określa moduły, które są dostępne do wykorzystania. Opcja shared definiuje współdzielone zależności.

            
// Remote Application's webpack.config.js
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

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

            

              
                Copy
              
            
          

2. Importy dynamiczne

Używaj importów dynamicznych (import()), aby ładować moduły zdalne tylko wtedy, gdy są potrzebne. Jest to podstawowy mechanizm lazy loading w Module Federation. Ścieżka importu powinna być zgodna z nazwą aplikacji zdalnej i ścieżką modułu eksponowanego.

            
import React, { useState, useEffect } from 'react';

function HostComponent() {
  const [MyComponent, setMyComponent] = useState(null);

  useEffect(() => {
    // Lazy load the remote component when the component mounts
    import('remoteApp/MyComponent')
      .then((module) => {
        setMyComponent(module.default);
      })
      .catch((err) => {
        console.error('Failed to load remote module:', err);
      });
  }, []);

  return (
    

      {MyComponent ?  : 'Loading...'}
    
  );
}

export default HostComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

3. Obsługa błędów

Zaimplementuj niezawodną obsługę błędów, aby w sposób elegancki obsługiwać scenariusze, w których moduły zdalne nie ładują się. Powinno to obejmować przechwytywanie potencjalnych błędów podczas dynamicznego importu i dostarczanie użytkownikowi pouczających wiadomości, ewentualnie z mechanizmami rezerwowymi. Zapewnia to bardziej odporne i przyjazne dla użytkownika doświadczenie aplikacji, zwłaszcza w przypadku problemów z siecią lub przestojów aplikacji zdalnych.

            
import React, { useState, useEffect } from 'react';

function HostComponent() {
  const [MyComponent, setMyComponent] = useState(null);
  const [error, setError] = useState(null);

  useEffect(() => {
    import('remoteApp/MyComponent')
      .then((module) => {
        setMyComponent(module.default);
      })
      .catch((err) => {
        console.error('Failed to load remote module:', err);
        setError('Failed to load component. Please try again.');
      });
  }, []);

  if (error) {
    return 
Error: {error}
;
  }

  return (
    

      {MyComponent ?  : 'Loading...'}
    
  );
}

export default HostComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

4. Dzielenie kodu

Połącz lazy evaluation z dzieleniem kodu, aby dodatkowo zoptymalizować wydajność. Dzieląc aplikację na mniejsze kawałki i lazy loading tych kawałków, możesz znacznie skrócić początkowy czas ładowania.

5. Współdzielone zależności

Starannie zarządzaj współdzielonymi zależnościami (np. React, ReactDOM, inne biblioteki narzędziowe), aby uniknąć konfliktów i zapewnić spójne zachowanie między modułami. Użyj opcji shared w ModuleFederationPlugin, aby określić współdzielone zależności i ich wymagania dotyczące wersji.

6. Monitorowanie i testowanie wydajności

Regularnie monitoruj wydajność aplikacji, szczególnie początkowy czas ładowania, i przeprowadzaj testy wydajności, aby zidentyfikować wąskie gardła i obszary wymagające optymalizacji. Narzędzia takie jak Webpack Bundle Analyzer mogą pomóc w wizualizacji rozmiaru pakietu i identyfikacji obszarów do poprawy. Zaimplementuj narzędzia do monitorowania wydajności, aby śledzić kluczowe metryki w środowisku produkcyjnym.

Zaawansowane techniki lazy evaluation

Oprócz podstawowej implementacji można zastosować kilka zaawansowanych technik, aby udoskonalić lazy evaluation w Module Federation i dodatkowo poprawić wydajność aplikacji. Techniki te zapewniają dodatkową kontrolę i możliwości optymalizacji.

1. Wstępne ładowanie i pobieranie wstępne

Strategie wstępnego ładowania i wstępnego pobierania można zastosować w celu proaktywnego ładowania modułów zdalnych, zmniejszając postrzegany czas ładowania. Wstępne ładowanie instruuje przeglądarkę, aby załadowała moduł tak szybko, jak to możliwe, podczas gdy wstępne pobieranie sugeruje ładowanie modułu w tle w czasie bezczynności. Może to być szczególnie korzystne w przypadku modułów, które prawdopodobnie będą potrzebne wkrótce po początkowym załadowaniu strony.

Aby wstępnie załadować moduł, możesz dodać tag link z atrybutem rel="modulepreload" w <head> swojej strony HTML lub użyć magicznych komentarzy webpack'a preload i prefetch w imporcie dynamicznym.

            
// Preload a remote module
import(/* webpackPreload: true */ 'remoteApp/MyComponent')
  .then((module) => {
    // ...
  });

            

              
                Copy
              
            
          

Wykorzystanie strategii wstępnego ładowania i wstępnego pobierania wymaga starannego rozważenia, ponieważ niewłaściwe użycie może prowadzić do marnotrawstwa przepustowości i niepotrzebnego ładowania modułów. Dokładnie przeanalizuj zachowanie użytkownika i nadaj priorytet ładowaniu modułów, które najprawdopodobniej będą potrzebne.

2. Optymalizacja manifestu Module Federation

Plik remoteEntry.js, który zawiera manifest modułu, można zoptymalizować, aby zmniejszyć jego rozmiar i poprawić wydajność ładowania. Może to obejmować techniki takie jak minifikacja, kompresja i potencjalnie użycie CDN do obsługi pliku. Upewnij się, że manifest jest poprawnie buforowany przez przeglądarkę, aby uniknąć niepotrzebnych ponownych ładowań.

3. Kontrole stanu aplikacji zdalnych

Zaimplementuj kontrole stanu w aplikacji hosta, aby sprawdzić dostępność aplikacji zdalnych przed podjęciem próby załadowania modułów. To proaktywne podejście pomaga zapobiegać błędom i zapewnia lepsze wrażenia użytkownika. Możesz także dołączyć logikę ponawiania z wykładniczym wycofaniem, jeśli moduł zdalny nie zostanie załadowany.

4. Zarządzanie wersjami zależności

Starannie zarządzaj wersjonowaniem współdzielonych zależności, aby uniknąć konfliktów i zapewnić zgodność. Użyj właściwości requiredVersion w konfiguracji shared ModuleFederationPlugin, aby określić dopuszczalne zakresy wersji dla współdzielonych zależności. Wykorzystaj semantyczne wersjonowanie do efektywnego zarządzania zależnościami i dokładnie testuj w różnych wersjach.

5. Optymalizacja grup chunków

Techniki optymalizacji grup chunków Webpack'a mogą być stosowane w celu poprawy efektywności ładowania modułów, szczególnie gdy wiele modułów zdalnych udostępnia wspólne zależności. Rozważ użycie splitChunks do udostępniania zależności w wielu modułach.

Zastosowania lazy evaluation w Module Federation w świecie rzeczywistym

Lazy evaluation w Module Federation ma liczne praktyczne zastosowania w różnych branżach i przypadkach użycia. Oto kilka przykładów:

1. Platformy e-commerce

Duże strony internetowe e-commerce mogą używać lazy loading do stron szczegółów produktu, przepływów realizacji transakcji i sekcji kont użytkowników. Ładowanie kodu dla tych sekcji tylko wtedy, gdy użytkownik do nich przejdzie, poprawia początkowy czas ładowania strony i responsywność.

Wyobraź sobie użytkownika przeglądającego stronę z listą produktów. Używając lazy loading, aplikacja nie załadowałaby kodu związanego z przepływem realizacji transakcji, dopóki użytkownik nie kliknie przycisku „Dodaj do koszyka”, optymalizując początkowe ładowanie strony.

2. Aplikacje korporacyjne

Aplikacje korporacyjne często mają szeroką gamę funkcji, takich jak pulpity nawigacyjne, narzędzia do raportowania i interfejsy administracyjne. Lazy evaluation pozwala na ładowanie tylko kodu wymaganego dla określonej roli lub zadania użytkownika, co skutkuje szybszym dostępem do odpowiednich funkcji i zwiększonym bezpieczeństwem.

Na przykład w wewnętrznej aplikacji instytucji finansowej kod związany z modułem zgodności można załadować tylko wtedy, gdy użytkownik z prawami dostępu do zgodności się zaloguje, co skutkuje zoptymalizowaną wydajnością dla większości użytkowników.

3. Systemy zarządzania treścią (CMS)

Platformy CMS mogą korzystać z lazy loading swoich wtyczek, motywów i komponentów treści. Zapewnia to szybki i responsywny interfejs edytora i pozwala na modułowe podejście do rozszerzania funkcjonalności CMS.

Rozważ CMS używany przez globalną organizację prasową. Różne moduły mogą być ładowane w oparciu o rodzaj artykułu (np. wiadomości, opinie, sport), optymalizując interfejs edytora dla każdego typu.

4. Aplikacje jednostronicowe (SPA)

SPA mogą znacznie poprawić wydajność, stosując lazy loading dla różnych tras i widoków. Ładowanie kodu tylko dla aktualnie aktywnej trasy zapewnia, że aplikacja pozostaje responsywna i zapewnia płynną obsługę użytkownika.

Platforma mediów społecznościowych może na przykład lazy load kod dla widoku „profilu”, widoku „kanału wiadomości” i sekcji „wiadomości”. Ta strategia skutkuje szybszym początkowym ładowaniem strony i poprawia ogólną wydajność aplikacji, szczególnie gdy użytkownik nawiguje między różnymi sekcjami platformy.

5. Aplikacje wielodostępne

Aplikacje, które obsługują wielu najemców, mogą używać lazy loading do ładowania określonych modułów dla każdego najemcy. Takie podejście zapewnia, że dla każdego najemcy ładowany jest tylko niezbędny kod i konfiguracje, co poprawia wydajność i zmniejsza ogólny rozmiar pakietu. Jest to powszechne w przypadku aplikacji SaaS.

Rozważ aplikację do zarządzania projektami przeznaczoną do użytku przez wiele organizacji. Każdy najemca może mieć własny zestaw funkcji, modułów i niestandardowych marek. Korzystając z lazy loading, aplikacja ładuje tylko kod dla określonych funkcji i dostosowań każdego najemcy, gdy jest to wymagane, poprawiając wydajność i zmniejszając obciążenie.

Najlepsze praktyki i uwagi

Chociaż lazy evaluation z Module Federation zapewnia znaczne korzyści, ważne jest, aby przestrzegać najlepszych praktyk w celu zapewnienia optymalnej wydajności i możliwości utrzymania.

1. Starannie planowanie i architektura

Starannie zaprojektuj architekturę aplikacji, aby określić, które moduły powinny być ładowane na żądanie, a które powinny być ładowane z góry. Weź pod uwagę typowe przepływy pracy użytkownika i ścieżki krytyczne, aby zapewnić jak najlepsze wrażenia użytkownika.

2. Monitorowanie i testowanie wydajności

Stale monitoruj wydajność aplikacji, aby zidentyfikować potencjalne wąskie gardła i obszary wymagające poprawy. Przeprowadzaj regularne testy wydajności, aby upewnić się, że aplikacja pozostaje responsywna i działa dobrze pod obciążeniem.

3. Zarządzanie zależnościami

Skrupulatnie zarządzaj współdzielonymi zależnościami, aby uniknąć konfliktów wersji i zapewnić kompatybilność między modułami. Użyj menedżera pakietów, takiego jak npm lub yarn, do zarządzania zależnościami.

4. Kontrola wersji i CI/CD

Zastosuj solidne praktyki kontroli wersji i zaimplementuj potok ciągłej integracji i ciągłego wdrażania (CI/CD), aby zautomatyzować kompilację, testowanie i wdrażanie modułów. Zmniejsza to ryzyko błędu ludzkiego i ułatwia szybkie wdrażanie aktualizacji.

5. Komunikacja i współpraca

Zapewnij jasną komunikację i współpracę między zespołami odpowiedzialnymi za różne moduły. Jasno udokumentuj API i wszelkie współdzielone zależności, zapewniając spójność i redukując potencjalne problemy z integracją.

6. Strategie buforowania

Zaimplementuj wydajne strategie buforowania, aby buforować załadowane moduły i zminimalizować liczbę żądań sieciowych. Wykorzystaj buforowanie przeglądarki i użycie CDN w celu optymalizacji dostarczania treści i zmniejszenia opóźnień.

Narzędzia i zasoby

Dostępnych jest kilka narzędzi i zasobów, które pomogą w implementacji i zarządzaniu Module Federation i lazy evaluation:

• Webpack: Podstawowy bundler i podstawa Module Federation.
• Module Federation Plugin: Wtyczka webpack do konfigurowania i używania Module Federation.
• Webpack Bundle Analyzer: Narzędzie do wizualizacji rozmiaru i zawartości pakietów webpack.
• Narzędzia do monitorowania wydajności (np. New Relic, Datadog): Śledź kluczowe metryki wydajności i identyfikuj potencjalne wąskie gardła.
• Dokumentacja: Oficjalna dokumentacja Webpack i różne samouczki online.
• Fora społeczności i blogi: Angażuj się w społeczność, aby uzyskać wsparcie i uczyć się od innych programistów.

Wnioski

Lazy evaluation z JavaScript Module Federation to potężna technika optymalizacji wydajności aplikacji internetowych, poprawy doświadczeń użytkownika oraz budowania bardziej modułowych i łatwych w utrzymaniu aplikacji. Ładując moduły na żądanie, aplikacje mogą znacznie skrócić początkowy czas ładowania, poprawić responsywność i zoptymalizować wykorzystanie zasobów. Jest to szczególnie istotne w przypadku dużych, złożonych aplikacji internetowych, które są rozwijane i utrzymywane przez geograficznie rozproszone zespoły. W miarę jak aplikacje internetowe stają się coraz bardziej złożone i rośnie zapotrzebowanie na szybsze, bardziej wydajne doświadczenia, Module Federation i lazy evaluation staną się coraz ważniejsze dla programistów na całym świecie.

Rozumiejąc koncepcje, stosując najlepsze praktyki i wykorzystując dostępne narzędzia i zasoby, programiści mogą wykorzystać pełny potencjał lazy evaluation z Module Federation i tworzyć wysoce wydajne i skalowalne aplikacje internetowe, które spełniają stale ewoluujące wymagania globalnej publiczności. Przyjmij moc rozwiązywania modułów na żądanie i zmień sposób budowania i wdrażania aplikacji internetowych.