JavaScript Module Federation: Nawigacja po konfliktach wersji i strategie ich rozwiązywania

JavaScript Module Federation to potężna funkcja webpacka, która pozwala na współdzielenie kodu między niezależnie wdrażanymi aplikacjami JavaScript. Umożliwia to tworzenie architektur mikrofrontendowych, w których różne zespoły mogą być właścicielami i wdrażać poszczególne części większej aplikacji. Jednak ta rozproszona natura wprowadza potencjalne konflikty wersji między współdzielonymi zależnościami. Ten artykuł bada podstawowe przyczyny tych konfliktów i przedstawia skuteczne strategie ich rozwiązywania.

Zrozumienie konfliktów wersji w Module Federation

W konfiguracji Module Federation różne aplikacje (hosty i zdalne) mogą zależeć od tych samych bibliotek (np. React, Lodash). Gdy te aplikacje są rozwijane i wdrażane niezależnie, mogą używać różnych wersji tych współdzielonych bibliotek. Może to prowadzić do błędów w czasie wykonania lub nieoczekiwanego zachowania, jeśli aplikacja hosta i aplikacja zdalna próbują używać niekompatybilnych wersji tej samej biblioteki. Poniżej przedstawiono najczęstsze przyczyny:

• Różne wymagania dotyczące wersji: Każda aplikacja może określać inny zakres wersji dla współdzielonej zależności w swoim pliku package.json. Na przykład jedna aplikacja może wymagać react: ^16.0.0, podczas gdy inna wymaga react: ^17.0.0.
• Zależności przechodnie: Nawet jeśli zależności najwyższego poziomu są spójne, zależności przechodnie (zależności zależności) mogą wprowadzać konflikty wersji.
• Niespójne procesy budowania: Różne konfiguracje budowania lub narzędzia do budowania mogą prowadzić do włączenia różnych wersji współdzielonych bibliotek do końcowych paczek (bundle).
• Asynchroniczne ładowanie: Module Federation często wiąże się z asynchronicznym ładowaniem modułów zdalnych. Jeśli aplikacja hosta załaduje moduł zdalny, który zależy od innej wersji współdzielonej biblioteki, może wystąpić konflikt, gdy moduł zdalny spróbuje uzyskać dostęp do tej biblioteki.

Przykładowy scenariusz

Wyobraź sobie, że masz dwie aplikacje:

• Aplikacja Hosta (Aplikacja A): Używa React w wersji 17.0.2.
• Aplikacja Zdalna (Aplikacja B): Używa React w wersji 16.8.0.

Aplikacja A konsumuje Aplikację B jako moduł zdalny. Gdy Aplikacja A próbuje wyrenderować komponent z Aplikacji B, który opiera się na funkcjach React 16.8.0, może napotkać błędy lub nieoczekiwane zachowanie, ponieważ Aplikacja A działa na React 17.0.2.

Strategie rozwiązywania konfliktów wersji

Można zastosować kilka strategii w celu rozwiązania konfliktów wersji w Module Federation. Najlepsze podejście zależy od konkretnych wymagań aplikacji i charakteru konfliktów.

1. Jawne współdzielenie zależności

Najbardziej podstawowym krokiem jest jawne zadeklarowanie, które zależności powinny być współdzielone między aplikacją hosta a aplikacjami zdalnymi. Robi się to za pomocą opcji shared w konfiguracji webpacka zarówno dla hosta, jak i dla modułów zdalnych.

// webpack.config.js (Host i Zdalny)
module.exports = {
  // ... inne konfiguracje
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      // ... inne konfiguracje
      shared: {
        react: {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^17.0.0', // lub bardziej szczegółowy zakres wersji
        },
        'react-dom': {
          singleton: true,
          eager: true,
          requiredVersion: '^17.0.0',
        },
        // inne współdzielone zależności
      },
    }),
  ],
};

Przeanalizujmy opcje konfiguracji shared:

• singleton: true: Zapewnia to, że tylko jedna instancja współdzielonego modułu jest używana we wszystkich aplikacjach. Jest to kluczowe dla bibliotek takich jak React, gdzie posiadanie wielu instancji może prowadzić do błędów. Ustawienie tej opcji na true spowoduje, że Module Federation zgłosi błąd, jeśli różne wersje współdzielonego modułu będą niekompatybilne.
• eager: true: Domyślnie współdzielone moduły są ładowane leniwie. Ustawienie eager na true wymusza natychmiastowe załadowanie współdzielonego modułu, co może pomóc zapobiec błędom w czasie wykonania spowodowanym przez konflikty wersji.
• requiredVersion: '^17.0.0': Określa minimalną wymaganą wersję współdzielonego modułu. Pozwala to na egzekwowanie zgodności wersji między aplikacjami. Użycie konkretnego zakresu wersji (np. ^17.0.0 lub >=17.0.0 <18.0.0) jest wysoce zalecane zamiast pojedynczego numeru wersji, aby umożliwić aktualizacje poprawek (patch). Jest to szczególnie ważne w dużych organizacjach, gdzie wiele zespołów może używać różnych wersji poprawek tej samej zależności.

2. Wersjonowanie semantyczne (SemVer) i zakresy wersji

Przestrzeganie zasad wersjonowania semantycznego (SemVer) jest kluczowe dla efektywnego zarządzania zależnościami. SemVer używa trzyczęściowego numeru wersji (MAJOR.MINOR.PATCH) i definiuje zasady zwiększania każdej części:

• MAJOR: Zwiększane, gdy wprowadzasz niekompatybilne zmiany w API.
• MINOR: Zwiększane, gdy dodajesz funkcjonalność w sposób kompatybilny wstecz.
• PATCH: Zwiększane, gdy wprowadzasz poprawki błędów kompatybilne wstecz.

Podczas określania wymagań dotyczących wersji w pliku package.json lub w konfiguracji shared, używaj zakresów wersji (np. ^17.0.0, >=17.0.0 <18.0.0, ~17.0.2), aby umożliwić kompatybilne aktualizacje, unikając jednocześnie zmian powodujących niezgodność. Oto krótkie przypomnienie popularnych operatorów zakresu wersji:

• ^ (Caret): Pozwala na aktualizacje, które nie modyfikują pierwszej od lewej cyfry różnej od zera. Na przykład ^1.2.3 pozwala na wersje 1.2.4, 1.3.0, ale nie 2.0.0. ^0.2.3 pozwala na wersje 0.2.4, ale nie 0.3.0.
• ~ (Tilde): Pozwala na aktualizacje poprawek (patch). Na przykład ~1.2.3 pozwala na wersje 1.2.4, ale nie 1.3.0.
• >=: Większe lub równe.
• <=: Mniejsze lub równe.
• >: Większe niż.
• <: Mniejsze niż.
• =: Dokładnie równe.
• *: Dowolna wersja. Unikaj używania * w środowisku produkcyjnym, ponieważ może to prowadzić do nieprzewidywalnego zachowania.

3. Deduplikacja zależności

Narzędzia takie jak npm dedupe lub yarn dedupe mogą pomóc zidentyfikować i usunąć zduplikowane zależności w katalogu node_modules. Może to zmniejszyć prawdopodobieństwo konfliktów wersji, zapewniając, że zainstalowana jest tylko jedna wersja każdej zależności.

Uruchom te polecenia w katalogu swojego projektu:

npm dedupe
yarn dedupe

4. Wykorzystanie zaawansowanej konfiguracji współdzielenia w Module Federation

Module Federation oferuje bardziej zaawansowane opcje konfiguracji współdzielonych zależności. Opcje te pozwalają na precyzyjne dostrojenie sposobu, w jaki zależności są współdzielone i rozwiązywane.

• version: Określa dokładną wersję współdzielonego modułu.
• import: Określa ścieżkę do modułu, który ma być współdzielony.
• shareKey: Pozwala na użycie innego klucza do współdzielenia modułu. Może to być przydatne, jeśli masz wiele wersji tego samego modułu, które muszą być współdzielone pod różnymi nazwami.
• shareScope: Określa zakres, w którym moduł powinien być współdzielony.
• strictVersion: Jeśli ustawione na true, Module Federation zgłosi błąd, jeśli wersja współdzielonego modułu nie będzie dokładnie zgodna z określoną wersją.

Oto przykład użycia opcji shareKey i import:

// webpack.config.js (Host i Zdalny)
module.exports = {
  // ... inne konfiguracje
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      // ... inne konfiguracje
      shared: {
        react16: {
          import: 'react',
          shareKey: 'react',
          singleton: true,
          requiredVersion: '^16.0.0',
        },
        react17: {
          import: 'react',
          shareKey: 'react',
          singleton: true,
          requiredVersion: '^17.0.0',
        },
      },
    }),
  ],
};

W tym przykładzie zarówno React 16, jak i React 17 są współdzielone pod tym samym kluczem shareKey ('react'). Pozwala to aplikacji hosta i aplikacjom zdalnym na używanie różnych wersji Reacta bez powodowania konfliktów. Należy jednak stosować to podejście z ostrożnością, ponieważ może prowadzić do zwiększenia rozmiaru paczki i potencjalnych problemów w czasie wykonania, jeśli różne wersje Reacta są rzeczywiście niekompatybilne. Zazwyczaj lepiej jest ustandaryzować jedną wersję Reacta we wszystkich mikrofrontendach.

5. Używanie scentralizowanego systemu zarządzania zależnościami

Dla dużych organizacji z wieloma zespołami pracującymi nad mikrofrontendami, scentralizowany system zarządzania zależnościami może być nieoceniony. System ten może być używany do definiowania i egzekwowania spójnych wymagań dotyczących wersji dla współdzielonych zależności. Narzędzia takie jak pnpm (z jego strategią współdzielonego node_modules) lub niestandardowe rozwiązania mogą pomóc zapewnić, że wszystkie aplikacje używają kompatybilnych wersji współdzielonych bibliotek.

Przykład: pnpm

pnpm używa systemu plików z adresowaniem treści do przechowywania pakietów. Gdy instalujesz pakiet, pnpm tworzy twarde łącze do pakietu w swoim magazynie. Oznacza to, że wiele projektów może współdzielić ten sam pakiet bez duplikowania plików. Może to zaoszczędzić miejsce na dysku i poprawić szybkość instalacji. Co ważniejsze, pomaga zapewnić spójność między projektami.

Aby wymusić spójne wersje za pomocą pnpm, można użyć pliku pnpmfile.js. Plik ten pozwala na modyfikację zależności projektu przed ich zainstalowaniem. Na przykład można go użyć do nadpisania wersji współdzielonych zależności, aby zapewnić, że wszystkie projekty używają tej samej wersji.

// pnpmfile.js
module.exports = {
  hooks: {
    readPackage(pkg) {
      if (pkg.dependencies && pkg.dependencies.react) {
        pkg.dependencies.react = '^17.0.0';
      }
      if (pkg.devDependencies && pkg.devDependencies.react) {
        pkg.devDependencies.react = '^17.0.0';
      }
      return pkg;
    },
  },
};

6. Sprawdzanie wersji w czasie wykonania i mechanizmy zapasowe

W niektórych przypadkach całkowite wyeliminowanie konfliktów wersji w czasie budowania może nie być możliwe. W takich sytuacjach można zaimplementować sprawdzanie wersji w czasie wykonania i mechanizmy zapasowe (fallbacks). Polega to na sprawdzaniu wersji współdzielonej biblioteki w czasie wykonania i dostarczaniu alternatywnych ścieżek kodu, jeśli wersja nie jest kompatybilna. Może to być skomplikowane i dodaje narzut, ale w pewnych scenariuszach może być konieczną strategią.

// Przykład: Sprawdzanie wersji w czasie wykonania
import React from 'react';

function MyComponent() {
  if (React.version && React.version.startsWith('16')) {
    // Użyj kodu specyficznego dla React 16
    return <div>Komponent React 16</div>;
  } else if (React.version && React.version.startsWith('17')) {
    // Użyj kodu specyficznego dla React 17
    return <div>Komponent React 17</div>;
  } else {
    // Zapewnij mechanizm zapasowy
    return <div>Nieobsługiwana wersja React</div>;
  }
}

export default MyComponent;

Ważne uwagi:

• Wpływ na wydajność: Sprawdzanie w czasie wykonania dodaje narzut. Używaj ich oszczędnie.
• Złożoność: Zarządzanie wieloma ścieżkami kodu może zwiększyć złożoność kodu i obciążenie związane z utrzymaniem.
• Testowanie: Dokładnie przetestuj wszystkie ścieżki kodu, aby upewnić się, że aplikacja zachowuje się poprawnie z różnymi wersjami współdzielonych bibliotek.

7. Testowanie i ciągła integracja

Kompleksowe testowanie jest kluczowe dla identyfikacji i rozwiązywania konfliktów wersji. Zaimplementuj testy integracyjne, które symulują interakcję między aplikacją hosta a aplikacjami zdalnymi. Testy te powinny obejmować różne scenariusze, w tym różne wersje współdzielonych bibliotek. Solidny system ciągłej integracji (CI) powinien automatycznie uruchamiać te testy przy każdej zmianie w kodzie. Pomaga to wcześnie wykrywać konflikty wersji w procesie rozwoju.

Dobre praktyki dla potoku CI:

• Uruchamiaj testy z różnymi wersjami zależności: Skonfiguruj potok CI tak, aby uruchamiał testy z różnymi wersjami współdzielonych zależności. Pomoże to zidentyfikować problemy ze zgodnością, zanim trafią na produkcję.
• Automatyczne aktualizacje zależności: Używaj narzędzi takich jak Renovate lub Dependabot do automatycznego aktualizowania zależności i tworzenia pull requestów. Pomoże to utrzymać zależności w aktualnym stanie i uniknąć konfliktów wersji.
• Analiza statyczna: Używaj narzędzi do analizy statycznej, aby zidentyfikować potencjalne konflikty wersji w kodzie.

Praktyczne przykłady i dobre praktyki

Rozważmy kilka rzeczywistych przykładów zastosowania tych strategii:

• Scenariusz 1: Duża platforma e-commerce

  Duża platforma e-commerce używa Module Federation do budowy swojego sklepu. Różne zespoły są odpowiedzialne za różne części sklepu, takie jak strona z listą produktów, koszyk i strona kasy. Aby uniknąć konfliktów wersji, platforma używa scentralizowanego systemu zarządzania zależnościami opartego na pnpm. Plik pnpmfile.js jest używany do egzekwowania spójnych wersji współdzielonych zależności we wszystkich mikrofrontendach. Platforma ma również kompleksowy zestaw testów, który obejmuje testy integracyjne symulujące interakcję między różnymi mikrofrontendami. Automatyczne aktualizacje zależności za pomocą Dependabota są również używane do proaktywnego zarządzania wersjami zależności.

• Scenariusz 2: Aplikacja usług finansowych

  Aplikacja usług finansowych używa Module Federation do budowy swojego interfejsu użytkownika. Aplikacja składa się z kilku mikrofrontendów, takich jak strona przeglądu konta, strona historii transakcji i strona portfela inwestycyjnego. Ze względu na surowe wymogi regulacyjne, aplikacja musi obsługiwać starsze wersje niektórych zależności. Aby to rozwiązać, aplikacja używa sprawdzania wersji w czasie wykonania i mechanizmów zapasowych. Aplikacja ma również rygorystyczny proces testowania, który obejmuje testy manualne na różnych przeglądarkach i urządzeniach.

• Scenariusz 3: Globalna platforma współpracy

  Globalna platforma współpracy używana w biurach w Ameryce Północnej, Europie i Azji korzysta z Module Federation. Główny zespół platformy definiuje ścisły zestaw współdzielonych zależności z zablokowanymi wersjami. Poszczególne zespoły rozwijające zdalne moduły muszą przestrzegać tych wersji współdzielonych zależności. Proces budowania jest standaryzowany przy użyciu kontenerów Docker, aby zapewnić spójne środowiska budowania we wszystkich zespołach. Potok CI/CD obejmuje obszerne testy integracyjne, które są uruchamiane na różnych wersjach przeglądarek i systemów operacyjnych, aby wychwycić wszelkie potencjalne konflikty wersji lub problemy ze zgodnością wynikające z różnych regionalnych środowisk programistycznych.

Podsumowanie

JavaScript Module Federation oferuje potężny sposób na budowanie skalowalnych i łatwych w utrzymaniu architektur mikrofrontendowych. Jednak kluczowe jest zajęcie się potencjalnymi konfliktami wersji między współdzielonymi zależnościami. Poprzez jawne współdzielenie zależności, przestrzeganie wersjonowania semantycznego, używanie narzędzi do deduplikacji zależności, wykorzystywanie zaawansowanej konfiguracji współdzielenia w Module Federation oraz wdrażanie solidnych praktyk testowania i ciągłej integracji, można skutecznie nawigować po konfliktach wersji i budować odporne i solidne aplikacje mikrofrontendowe. Pamiętaj, aby wybrać strategie, które najlepiej pasują do wielkości, złożoności i specyficznych potrzeb Twojej organizacji. Proaktywne i dobrze zdefiniowane podejście do zarządzania zależnościami jest niezbędne do pomyślnego wykorzystania korzyści płynących z Module Federation.