Dominando o JavaScript Module Federation: O Poder do Escopo Compartilhado e Compartilhamento de Dependências

No cenário em rápida evolução do desenvolvimento web, a construção de aplicações escaláveis e de fácil manutenção muitas vezes envolve a adoção de padrões arquitetônicos sofisticados. Entre eles, o conceito de microfrontends ganhou tração significativa, permitindo que as equipes desenvolvam e implementem partes de uma aplicação de forma independente. No cerne da habilitação de uma integração perfeita e do compartilhamento eficiente de código entre essas unidades independentes está o plugin Module Federation do Webpack, e um componente crítico de seu poder é o escopo compartilhado.

Este guia abrangente aprofunda-se no mecanismo de escopo compartilhado dentro do JavaScript Module Federation. Exploraremos o que é, por que é essencial para o compartilhamento de dependências, como funciona e estratégias práticas para implementá-lo de forma eficaz. Nosso objetivo é equipar os desenvolvedores com o conhecimento para aproveitar este recurso poderoso para melhorar o desempenho, reduzir os tamanhos dos pacotes (bundles) e aprimorar a experiência do desenvolvedor em diversas equipes de desenvolvimento globais.

O que é o JavaScript Module Federation?

Antes de mergulhar no escopo compartilhado, é crucial entender o conceito fundamental do Module Federation. Introduzido com o Webpack 5, o Module Federation é uma solução de tempo de compilação e tempo de execução que permite que aplicações JavaScript compartilhem código dinamicamente (como bibliotecas, frameworks ou até mesmo componentes inteiros) entre aplicações compiladas separadamente. Isso significa que você pode ter várias aplicações distintas (muitas vezes referidas como 'remotes' ou 'consumers') que podem carregar código de uma aplicação 'container' ou 'host', e vice-versa.

Os principais benefícios do Module Federation incluem:

• Compartilhamento de Código: Elimine código redundante em múltiplas aplicações, reduzindo os tamanhos gerais dos pacotes e melhorando os tempos de carregamento.
• Implantação Independente: As equipes podem desenvolver e implantar diferentes partes de uma grande aplicação de forma independente, fomentando a agilidade e ciclos de lançamento mais rápidos.
• Agnosticismo Tecnológico: Embora usado principalmente com o Webpack, ele facilita o compartilhamento entre diferentes ferramentas de compilação ou frameworks até certo ponto, promovendo a flexibilidade.
• Integração em Tempo de Execução: As aplicações podem ser compostas em tempo de execução, permitindo atualizações dinâmicas e estruturas de aplicação flexíveis.

O Problema: Dependências Redundantes em Microfrontends

Considere um cenário em que você tem múltiplos microfrontends que todos dependem da mesma versão de uma biblioteca de UI popular como o React, ou de uma biblioteca de gerenciamento de estado como o Redux. Sem um mecanismo de compartilhamento, cada microfrontend empacotaria sua própria cópia dessas dependências. Isso leva a:

• Tamanhos de Pacote Inchados: Cada aplicação duplica desnecessariamente bibliotecas comuns, levando a tamanhos de download maiores para os usuários.
• Aumento do Consumo de Memória: Múltiplas instâncias da mesma biblioteca carregadas no navegador podem consumir mais memória.
• Comportamento Inconsistente: Diferentes versões de bibliotecas compartilhadas entre aplicações podem levar a bugs sutis e problemas de compatibilidade.
• Desperdício de Recursos de Rede: Os usuários podem baixar a mesma biblioteca várias vezes se navegarem entre diferentes microfrontends.

É aqui que o escopo compartilhado do Module Federation entra em jogo, oferecendo uma solução elegante para esses desafios.

Entendendo o Escopo Compartilhado do Module Federation

O escopo compartilhado, frequentemente configurado através da opção shared dentro do plugin Module Federation, é o mecanismo que permite que múltiplas aplicações implantadas de forma independente compartilhem dependências. Quando configurado, o Module Federation garante que uma única instância de uma dependência especificada seja carregada e disponibilizada para todas as aplicações que a requerem.

Em sua essência, o escopo compartilhado funciona criando um registro ou contêiner global para módulos compartilhados. Quando uma aplicação solicita uma dependência compartilhada, o Module Federation verifica este registro. Se a dependência já estiver presente (ou seja, carregada por outra aplicação ou pelo host), ele usa essa instância existente. Caso contrário, ele carrega a dependência e a registra no escopo compartilhado para uso futuro.

A configuração geralmente se parece com isto:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... outras configurações do webpack
  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
              
            
          

Principais Opções de Configuração para Dependências Compartilhadas:

• singleton: true: Esta é talvez a opção mais crítica. Quando definida como true, garante que apenas uma única instância da dependência compartilhada seja carregada em todas as aplicações consumidoras. Se várias aplicações tentarem carregar a mesma dependência singleton, o Module Federation fornecerá a elas a mesma instância.
• eager: true: Por padrão, as dependências compartilhadas são carregadas de forma preguiçosa (lazy), o que significa que são buscadas apenas quando são explicitamente importadas ou usadas. Definir eager: true força a dependência a ser carregada assim que a aplicação inicia, mesmo que não seja usada imediatamente. Isso pode ser benéfico para bibliotecas críticas como frameworks para garantir que estejam disponíveis desde o início.
• requiredVersion: '...': Esta opção especifica a versão necessária da dependência compartilhada. O Module Federation tentará corresponder à versão solicitada. Se várias aplicações exigirem versões diferentes, o Module Federation tem mecanismos para lidar com isso (discutidos mais adiante).
• version: '...': Você pode definir explicitamente a versão da dependência que será publicada no escopo compartilhado.
• import: false: Esta configuração diz ao Module Federation para não empacotar automaticamente a dependência compartilhada. Em vez disso, espera que ela seja fornecida externamente (que é o comportamento padrão ao compartilhar).
• packageDir: '...': Especifica o diretório do pacote de onde resolver a dependência compartilhada, útil em monorepos.

Como o Escopo Compartilhado Permite o Compartilhamento de Dependências

Vamos detalhar o processo com um exemplo prático. Imagine que temos uma aplicação principal 'container' e duas aplicações 'remotas', `app1` e `app2`. Todas as três aplicações dependem do `react` e `react-dom` versão 18.

Cenário 1: A Aplicação Contêiner Compartilha Dependências

Nesta configuração comum, a aplicação contêiner define as dependências compartilhadas. O arquivo `remoteEntry.js`, gerado pelo Module Federation, expõe esses módulos compartilhados.

Configuração Webpack do Contêiner (`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
              
            
          

Agora, `app1` e `app2` consumirão essas dependências compartilhadas.

Configuração Webpack do `app1` (`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
              
            
          

Configuração Webpack do `app2` (`app2/webpack.config.js`):

A configuração para `app2` seria semelhante à do `app1`, também declarando `react` e `react-dom` como compartilhados com os mesmos requisitos de versão.

Como funciona em tempo de execução:

1. A aplicação contêiner carrega primeiro, disponibilizando suas instâncias compartilhadas de `react` e `react-dom` em seu escopo do Module Federation.
2. Quando `app1` carrega, ele solicita `react` e `react-dom`. O Module Federation em `app1` vê que estes estão marcados como compartilhados e `singleton: true`. Ele verifica o escopo global por instâncias existentes. Se o contêiner já as carregou, `app1` reutiliza essas instâncias.
3. Da mesma forma, quando `app2` carrega, ele também reutiliza as mesmas instâncias de `react` e `react-dom`.

Isso resulta em apenas uma cópia do `react` e do `react-dom` sendo carregada no navegador, reduzindo significativamente o tamanho total do download.

Cenário 2: Compartilhando Dependências Entre Aplicações Remotas

O Module Federation também permite que aplicações remotas compartilhem dependências entre si. Se `app1` e `app2` ambos usam uma biblioteca que *não* é compartilhada pelo contêiner, eles ainda podem compartilhá-la se ambos a declararem como compartilhada em suas respectivas configurações.

Exemplo: Digamos que `app1` e `app2` ambos usem uma biblioteca utilitária `lodash`.

Configuração Webpack do `app1` (adicionando lodash):

            
// ... dentro do ModuleFederationPlugin para app1
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

Configuração Webpack do `app2` (adicionando lodash):

            
// ... dentro do ModuleFederationPlugin para app2
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

Neste caso, mesmo que o contêiner não compartilhe explicitamente o `lodash`, `app1` e `app2` conseguirão compartilhar uma única instância de `lodash` entre si, desde que sejam carregados no mesmo contexto de navegador.

Lidando com Incompatibilidades de Versão

Um dos desafios mais comuns no compartilhamento de dependências é a compatibilidade de versões. O que acontece quando `app1` requer `react` v18.1.0 e `app2` requer `react` v18.2.0? O Module Federation fornece estratégias robustas para gerenciar esses cenários.

1. Correspondência Estrita de Versão (Comportamento padrão para `requiredVersion`)

Quando você especifica uma versão precisa (ex: '18.1.0') ou um intervalo estrito (ex: '^18.1.0'), o Module Federation irá impor isso. Se uma aplicação tentar carregar uma dependência compartilhada com uma versão que não satisfaz o requisito de outra aplicação que já a está usando, isso pode levar a erros.

2. Intervalos de Versão e Fallbacks

A opção requiredVersion suporta intervalos de versionamento semântico (SemVer). Por exemplo, '^18.0.0' significa qualquer versão de 18.0.0 até (mas não incluindo) 19.0.0. Se várias aplicações exigirem versões dentro deste intervalo, o Module Federation normalmente usará a versão compatível mais alta que satisfaça todos os requisitos.

Considere o seguinte:

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

Se o contêiner carregar primeiro, ele estabelece o `react` v18.0.0 (ou qualquer versão que ele realmente empacote). Quando `app1` solicita `react` com `^18.1.0`, pode falhar se a versão do contêiner for inferior a 18.1.0. No entanto, se `app1` carregar primeiro e fornecer `react` v18.1.0, e então `app2` solicitar `react` com `^18.2.0`, o Module Federation tentará satisfazer o requisito de `app2`. Se a instância do `react` v18.1.0 já estiver carregada, ele pode lançar um erro porque v18.1.0 não satisfaz `^18.2.0`.

Para mitigar isso, é uma boa prática definir dependências compartilhadas com o intervalo de versão aceitável mais amplo, geralmente na aplicação contêiner. Por exemplo, usar '^18.0.0' permite flexibilidade. Se uma aplicação remota específica tiver uma dependência rígida de uma versão de patch mais recente, ela deve ser configurada para fornecer explicitamente essa versão.

3. Usando `shareKey` e `shareScope`

O Module Federation também permite que você controle a chave sob a qual um módulo é compartilhado e o escopo em que ele reside. Isso pode ser útil para cenários avançados, como compartilhar diferentes versões da mesma biblioteca sob chaves diferentes.

4. A Opção `strictVersion`

Quando strictVersion está habilitado (que é o padrão para requiredVersion), o Module Federation lança um erro se uma dependência não puder ser satisfeita. Definir strictVersion: false pode permitir um tratamento de versão mais leniente, onde o Module Federation pode tentar usar uma versão mais antiga se uma mais nova não estiver disponível, mas isso pode levar a erros em tempo de execução.

Melhores Práticas para Usar o Escopo Compartilhado

Para aproveitar efetivamente o escopo compartilhado do Module Federation e evitar armadilhas comuns, considere estas melhores práticas:

1. Centralize as Dependências Compartilhadas: Designe uma aplicação principal (geralmente o contêiner ou uma aplicação de biblioteca compartilhada dedicada) para ser a fonte da verdade para dependências comuns e estáveis como frameworks (React, Vue, Angular), bibliotecas de componentes de UI e bibliotecas de gerenciamento de estado.
2. Defina Intervalos de Versão Amplos: Use intervalos SemVer (ex: '^18.0.0') para dependências compartilhadas na aplicação de compartilhamento principal. Isso permite que outras aplicações usem versões compatíveis sem forçar atualizações estritas em todo o ecossistema.
3. Documente as Dependências Compartilhadas Claramente: Mantenha uma documentação clara sobre quais dependências são compartilhadas, suas versões e quais aplicações são responsáveis por compartilhá-las. Isso ajuda as equipes a entender o gráfico de dependências.
4. Monitore os Tamanhos dos Pacotes: Analise regularmente os tamanhos dos pacotes de suas aplicações. O escopo compartilhado do Module Federation deve levar a uma redução no tamanho dos chunks carregados dinamicamente, à medida que as dependências comuns são externalizadas.
5. Gerencie Dependências Não Determinísticas: Tenha cautela com dependências que são atualizadas com frequência ou têm APIs instáveis. Compartilhar tais dependências pode exigir um gerenciamento de versão e testes mais cuidadosos.
6. Use `eager: true` com Cautela: Embora `eager: true` garanta que uma dependência seja carregada cedo, o uso excessivo pode levar a carregamentos iniciais maiores. Use-o para bibliotecas críticas que são essenciais para a inicialização da aplicação.
7. Testar é Crucial: Teste exaustivamente a integração de seus microfrontends. Garanta que as dependências compartilhadas sejam carregadas corretamente e que os conflitos de versão sejam tratados com elegância. Testes automatizados, incluindo testes de integração e de ponta a ponta, são vitais.
8. Considere Monorepos para Simplificar: Para equipes que estão começando com o Module Federation, gerenciar dependências compartilhadas dentro de um monorepo (usando ferramentas como Lerna ou Yarn Workspaces) pode simplificar a configuração e garantir a consistência. A opção `packageDir` é particularmente útil aqui.
9. Lide com Casos Específicos com `shareKey` e `shareScope`: Se você encontrar cenários de versionamento complexos ou precisar expor diferentes versões da mesma biblioteca, explore as opções `shareKey` e `shareScope` para um controle mais granular.
10. Considerações de Segurança: Garanta que as dependências compartilhadas sejam buscadas de fontes confiáveis. Implemente as melhores práticas de segurança para seu pipeline de compilação e processo de implantação.

Impacto Global e Considerações

Para equipes de desenvolvimento globais, o Module Federation e seu escopo compartilhado oferecem vantagens significativas:

• Consistência Entre Regiões: Garante que todos os usuários, independentemente de sua localização geográfica, experimentem a aplicação com as mesmas dependências principais, reduzindo inconsistências regionais.
• Ciclos de Iteração Mais Rápidos: Equipes em diferentes fusos horários podem trabalhar em funcionalidades ou microfrontends independentes sem se preocupar constantemente em duplicar bibliotecas comuns ou pisar nos calos uns dos outros em relação às versões das dependências.
• Otimizado para Redes Diversas: Reduzir o tamanho geral do download através de dependências compartilhadas é particularmente benéfico para usuários em conexões de internet mais lentas ou com medição de dados, que são prevalentes em muitas partes do mundo.
• Integração Simplificada: Novos desenvolvedores que se juntam a um grande projeto podem entender mais facilmente a arquitetura da aplicação e o gerenciamento de dependências quando as bibliotecas comuns são claramente definidas e compartilhadas.

No entanto, as equipes globais também devem estar atentas a:

• Estratégias de CDN: Se as dependências compartilhadas forem hospedadas em uma CDN, garanta que a CDN tenha um bom alcance global e baixa latência para todas as regiões-alvo.
• Suporte Offline: Para aplicações que exigem capacidades offline, o gerenciamento de dependências compartilhadas e seu cache se torna mais complexo.
• Conformidade Regulatória: Garanta que o compartilhamento de bibliotecas esteja em conformidade com quaisquer regulamentações relevantes de licenciamento de software ou privacidade de dados em diferentes jurisdições.

Erros Comuns e Como Evitá-los

1. `singleton` Configurado Incorretamente

Problema: Esquecer de definir singleton: true para bibliotecas que devem ter apenas uma instância.

Solução: Sempre defina singleton: true para frameworks, bibliotecas e utilitários que você pretende compartilhar de forma única entre suas aplicações.

2. Requisitos de Versão Inconsistentes

Problema: Diferentes aplicações especificando intervalos de versão muito diferentes e incompatíveis para a mesma dependência compartilhada.

Solução: Padronize os requisitos de versão, especialmente na aplicação contêiner. Use intervalos SemVer amplos e documente quaisquer exceções.

3. Compartilhamento Excessivo de Bibliotecas Não Essenciais

Problema: Tentar compartilhar cada pequena biblioteca utilitária, levando a configurações complexas e conflitos potenciais.

Solução: Foque em compartilhar dependências grandes, comuns e estáveis. Utilitários pequenos e raramente usados podem ser melhor empacotados localmente para evitar complexidade.

4. Não Lidar Corretamente com o Arquivo `remoteEntry.js`

Problema: O arquivo `remoteEntry.js` não estar acessível ou não ser servido corretamente para as aplicações consumidoras.

Solução: Garanta que sua estratégia de hospedagem para as entradas remotas seja robusta e que as URLs especificadas na configuração `remotes` sejam precisas e acessíveis.

5. Ignorar as Implicações de `eager: true`

Problema: Definir eager: true em muitas dependências, levando a um tempo de carregamento inicial lento.

Solução: Use eager: true apenas para dependências que são absolutamente críticas para a renderização inicial ou funcionalidade principal de suas aplicações.

Conclusão

O escopo compartilhado do JavaScript Module Federation é uma ferramenta poderosa para construir aplicações web modernas e escaláveis, particularmente dentro de uma arquitetura de microfrontend. Ao permitir o compartilhamento eficiente de dependências, ele aborda questões de duplicação de código, inchaço e inconsistência, levando a um melhor desempenho e manutenibilidade. Entender e configurar corretamente a opção shared, especialmente as propriedades singleton e requiredVersion, é a chave para desbloquear esses benefícios.

À medida que equipes de desenvolvimento globais adotam cada vez mais estratégias de microfrontend, dominar o escopo compartilhado do Module Federation torna-se primordial. Ao aderir às melhores práticas, gerenciar cuidadosamente o versionamento e realizar testes completos, você pode aproveitar esta tecnologia para construir aplicações robustas, de alto desempenho e de fácil manutenção que atendem a uma base de usuários internacional diversificada de forma eficaz.

Abrace o poder do escopo compartilhado e abra caminho para um desenvolvimento web mais eficiente e colaborativo em sua organização.