Explore o framework single-SPA para construir arquiteturas de micro-frontends escaláveis e de fácil manutenção. Aprenda sobre seus benefícios, implementação e melhores práticas.
Framework Single-SPA: Um Guia Abrangente para Orquestração de Micro-Frontends
No cenário de desenvolvimento web em rápida evolução de hoje, os frontends monolíticos estão cada vez mais lutando para acompanhar as demandas de aplicações em crescimento e equipes distribuídas. A arquitetura de micro-frontends surgiu como uma solução poderosa para esses desafios, permitindo que os desenvolvedores construam interfaces de usuário complexas como uma coleção de componentes independentes, implantáveis e de fácil manutenção. Essa abordagem promove a autonomia da equipe, incentiva a reutilização de código e simplifica o processo geral de desenvolvimento. Entre os vários frameworks disponíveis para orquestração de micro-frontends, o single-SPA se destaca como uma escolha versátil e robusta.
O que são Micro-Frontends?
Micro-frontends são um estilo arquitetural onde uma aplicação frontend é decomposta em unidades menores, independentes e autocontidas (micro-frontends). Cada micro-frontend pode ser desenvolvido, implantado e mantido por equipes separadas. Pense nisso como uma composição de várias miniaplicações trabalhando juntas para formar uma experiência de usuário coesa.
As principais características dos micro-frontends incluem:
- Agnóstico de Tecnologia: Cada micro-frontend pode ser construído usando diferentes frameworks e tecnologias (React, Angular, Vue.js, etc.)
- Implantável Independentemente: Micro-frontends podem ser implantados de forma independente sem afetar outras partes da aplicação.
- Equipes Autônomas: Diferentes equipes podem ser donas e manter diferentes micro-frontends, promovendo autonomia e ciclos de desenvolvimento mais rápidos.
- Reutilização de Código: Componentes e bibliotecas comuns podem ser compartilhados entre os micro-frontends.
- Escalabilidade e Manutenibilidade Aprimoradas: Unidades menores e independentes são mais fáceis de escalar, manter e atualizar em comparação com uma grande aplicação monolítica.
Por que Escolher o Single-SPA?
Single-SPA é um framework JavaScript que facilita a orquestração de múltiplas aplicações JavaScript (micro-frontends) dentro de uma única página do navegador. Ele não prescreve nenhuma pilha de tecnologia específica para os próprios micro-frontends, permitindo que as equipes escolham as ferramentas mais adequadas para suas necessidades. Este framework atua como um meta-framework, fornecendo a infraestrutura para carregar, descarregar e gerenciar o ciclo de vida de diferentes micro-frontends.
Veja por que o single-SPA é uma escolha popular para a orquestração de micro-frontends:
- Agnosticismo de Framework: o single-SPA pode ser usado com praticamente qualquer framework JavaScript, incluindo React, Angular, Vue.js, Svelte e mais. Essa flexibilidade permite que as equipes adotem micro-frontends incrementalmente sem reescrever suas aplicações existentes.
- Adoção Gradual: Você pode migrar gradualmente uma aplicação monolítica para uma arquitetura de micro-frontend, começando com funcionalidades pequenas e isoladas.
- Compartilhamento de Código: o single-SPA permite que você compartilhe código e dependências entre micro-frontends, reduzindo a redundância e melhorando a consistência.
- Carregamento Lento (Lazy Loading): Os micro-frontends são carregados sob demanda, melhorando o tempo de carregamento inicial da página e o desempenho geral.
- Implantação Simplificada: A implantação independente de micro-frontends permite ciclos de lançamento mais rápidos e risco reduzido.
- Gerenciamento Robusto do Ciclo de Vida: o single-SPA fornece um ciclo de vida bem definido para cada micro-frontend, garantindo que eles sejam inicializados, montados, desmontados e destruídos corretamente.
Conceitos Chave no Single-SPA
Para usar o single-SPA de forma eficaz, é crucial entender seus conceitos centrais:
- Configuração do Single-SPA (Single-SPA Config): O arquivo JavaScript principal que inicializa a aplicação single-SPA. É responsável por registrar os micro-frontends e definir a lógica de roteamento. Isso geralmente inclui o componente raiz que gerencia tudo.
- Micro-frontends: Aplicações JavaScript independentes que são registradas na configuração do single-SPA. Cada micro-frontend é responsável por renderizar uma parte específica da interface do usuário.
- Parcels: Componentes reutilizáveis que podem ser compartilhados entre micro-frontends. Parcels são úteis para criar elementos de UI comuns ou lógica de negócios que são necessários em várias partes da aplicação.
- Configuração Raiz (Root Config): O shell principal da aplicação que carrega e orquestra os micro-frontends. É responsável por lidar com o roteamento, gerenciamento de estado global e comunicação entre os micro-frontends.
- Funções de Atividade (Activity Functions): Funções JavaScript que determinam quando um micro-frontend deve estar ativo (montado) ou inativo (desmontado). Elas são tipicamente baseadas em rotas de URL ou outro estado da aplicação.
Implementando o Single-SPA: Um Guia Passo a Passo
Vamos percorrer um exemplo básico de configuração de uma aplicação single-SPA com dois micro-frontends: um construído com React e o outro com Vue.js.
Passo 1: Configurar a Configuração do Single-SPA
Primeiro, crie um novo diretório para sua aplicação single-SPA e inicialize um projeto Node.js:
mkdir single-spa-example
cd single-spa-example
npm init -y
Em seguida, instale as dependências necessárias:
npm install single-spa import-map-overrides
Crie um arquivo `index.html` no diretório raiz:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Exemplo Single-SPA</title>
<meta name="importmap-type" content="systemjs-importmap">
<script type="systemjs-importmap">
{
"imports": {
"single-spa": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/single-spa@5.9.0/lib/single-spa.min.js",
"react": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react@16.13.1/umd/react.production.min.js",
"react-dom": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react-dom@16.13.1/umd/react-dom.production.min.js",
"vue": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/vue@2.6.12/dist/vue.min.js"
}
}
</script>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/import-map-overrides@2.2.0/dist/import-map-overrides.js"></script>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/systemjs@6.8.3/dist/system.min.js"></script>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/systemjs@6.8.3/dist/extras/named-exports.js"></script>
</head>
<body>
<noscript>
Você precisa habilitar o JavaScript para rodar esta aplicação.
</noscript>
<div id="root"></div>
<script>
System.import('single-spa-config');
</script>
<import-map-overrides-full show-when-local-storage="devtools"></import-map-overrides-full>
</body>
</html>
Este arquivo `index.html` configura o carregador de módulos SystemJS, os import maps e a configuração do single-SPA. Os import maps definem as URLs para as dependências usadas pelos micro-frontends.
Crie um arquivo `single-spa-config.js`:
import * as singleSpa from 'single-spa';
singleSpa.registerApplication(
'react-app',
() => System.import('react-app'),
location => location.pathname.startsWith('/react')
);
singleSpa.registerApplication(
'vue-app',
() => System.import('vue-app'),
location => location.pathname.startsWith('/vue')
);
singleSpa.start();
Este arquivo registra dois micro-frontends: `react-app` e `vue-app`. A `activityFunction` determina quando cada micro-frontend deve estar ativo com base na URL.
Passo 2: Criar o Micro-Frontend React
Crie um novo diretório para o micro-frontend React:
mkdir react-app
cd react-app
npx create-react-app .
npm install single-spa-react
Modifique o arquivo `src/index.js` para usar o `single-spa-react`:
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import './index.css';
import App from './App';
import reportWebVitals from './reportWebVitals';
import singleSpaReact from 'single-spa-react';
const lifecycles = singleSpaReact({
React,
ReactDOM,
rootComponent: App,
errorBoundary(err, info, props) {
// Personalize o error boundary raiz para seu microfrontend aqui.
return (<h1>Erro</h1>);
},
});
export const { bootstrap, mount, unmount } = lifecycles;
// Se você quiser começar a medir o desempenho em sua aplicação, passe uma função
// para registrar os resultados (por exemplo: reportWebVitals(console.log))
// ou envie para um endpoint de análise. Saiba mais em: https://bit.ly/CRA-vitals
reportWebVitals();
Crie um arquivo `public/index.html` (se ele não existir) e garanta que a div `root` esteja presente:
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="utf-8" />
<link rel="icon" href="%PUBLIC_URL%/favicon.ico" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1" />
<meta name="theme-color" content="#000000" />
<meta
name="description"
content="Web site created using create-react-app"
/>
<link rel="apple-touch-icon" href="%PUBLIC_URL%/logo192.png" />
<!--
manifest.json fornece metadados usados quando sua aplicação web é instalada no
dispositivo móvel ou desktop de um usuário. Veja https://developers.google.com/web/fundamentals/web-app-manifest/
-->
<link rel="manifest" href="%PUBLIC_URL%/manifest.json" />
<!--
Observe o uso de %PUBLIC_URL% nas tags acima.
Ele será substituído pela URL da pasta `public` durante a compilação.
Apenas arquivos dentro da pasta `public` podem ser referenciados do HTML.
Ao contrário de "/favicon.ico" ou "favicon.ico", "%PUBLIC_URL%/favicon.ico" funcionará
corretamente tanto com roteamento do lado do cliente quanto com uma URL pública não raiz.
Aprenda como configurar uma URL pública não raiz executando `npm run build`.
-->
<title>React App</title>
</head>
<body>
<noscript>Você precisa habilitar o JavaScript para rodar esta aplicação.</noscript>
<div id="root"></div>
<!--
Este arquivo HTML é um modelo.
Se você o abrir diretamente no navegador, verá uma página vazia.
Você pode adicionar webfonts, meta tags ou analytics a este arquivo.
A etapa de compilação colocará os scripts empacotados na tag <body>.
Para iniciar o desenvolvimento, execute `npm start` ou `yarn start`.
Para criar um pacote de produção, use `npm run build` ou `yarn build`.
-->
</body>
</html>
Modifique o `App.js` para mostrar algum texto personalizado para verificar facilmente nosso trabalho:
import React from 'react';
import logo from './logo.svg';
import './App.css';
function App() {
return (
<div className="App">
<header className="App-header">
<img src={logo} className="App-logo" alt="logo" />
<p>
Este é o <b>Micro-Frontend React</b>!
</p>
<a
className="App-link"
href="https://reactjs.org"
target="_blank"
rel="noopener noreferrer"
>
Aprenda React
</a>
</header>
</div>
);
}
export default App;
Compile o micro-frontend React:
npm run build
Renomeie o diretório `build` para `react-app` e coloque-o na raiz da aplicação single-SPA. Em seguida, dentro do diretório `react-app`, crie um arquivo `react-app.js` com o conteúdo do arquivo de `build/static/js`. Se houver mais arquivos js no diretório `static/js`, inclua-os também.
Atualize o import map em `index.html` para apontar para o micro-frontend React:
{
"imports": {
"single-spa": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/single-spa@5.9.0/lib/single-spa.min.js",
"react": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react@16.13.1/umd/react.production.min.js",
"react-dom": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react-dom@16.13.1/umd/react-dom.production.min.js",
"vue": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/vue@2.6.12/dist/vue.min.js",
"react-app": "/react-app/react-app.js"
}
}
Passo 3: Criar o Micro-Frontend Vue.js
Crie um novo diretório para o micro-frontend Vue.js:
mkdir vue-app
cd vue-app
npx @vue/cli create .
npm install single-spa-vue --save
Durante a configuração do Vue CLI, escolha o preset padrão ou personalize conforme necessário.
Modifique o arquivo `src/main.js` para usar o `single-spa-vue`:
import Vue from 'vue'
import App from './App.vue'
import singleSpaVue from 'single-spa-vue';
Vue.config.productionTip = false
const vueLifecycles = singleSpaVue({
Vue,
appOptions: {
el: '#vue-app',
render: h => h(App)
}
});
export const bootstrap = vueLifecycles.bootstrap;
export const mount = vueLifecycles.mount;
export const unmount = vueLifecycles.unmount;
Modifique o `App.vue` para mostrar algum texto personalizado para verificar facilmente nosso trabalho:
<template>
<div id="app">
<img alt="Vue logo" src="./assets/logo.png">
<p>Este é o <b>Micro-Frontend Vue</b>!</p>
<HelloWorld msg="Bem-vindo à sua aplicação Vue.js"/>
</div>
</template>
<script>
import HelloWorld from './components/HelloWorld.vue'
export default {
name: 'App',
components: {
HelloWorld
}
}
</script>
<style>
#app {
font-family: Avenir, Helvetica, Arial, sans-serif;
-webkit-font-smoothing: antialiased;
-moz-osx-font-smoothing: grayscale;
text-align: center;
color: #2c3e50;
}
</style>
Compile o micro-frontend Vue.js:
npm run build
Renomeie o diretório `dist` para `vue-app` e coloque-o na raiz da aplicação single-SPA. Em seguida, dentro do diretório `vue-app`, crie um arquivo `vue-app.js` com o conteúdo do arquivo `dist/js/app.js`. Se houver mais arquivos js no diretório `dist/js`, inclua-os também.
Atualize o import map em `index.html` para apontar para o micro-frontend Vue.js:
{
"imports": {
"single-spa": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/single-spa@5.9.0/lib/single-spa.min.js",
"react": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react@16.13.1/umd/react.production.min.js",
"react-dom": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/react-dom@16.13.1/umd/react-dom.production.min.js",
"vue": "https://cdn.jsdelivr.net/npm/vue@2.6.12/dist/vue.min.js",
"react-app": "/react-app/react-app.js",
"vue-app": "/vue-app/vue-app.js"
}
}
Passo 4: Servir a Aplicação
Sirva o arquivo `index.html` usando um servidor HTTP simples. Você pode usar uma ferramenta como o `http-server`:
npm install -g http-server
http-server -c-1
Navegue para `http://localhost:8080/react` para ver o micro-frontend React e `http://localhost:8080/vue` para ver o micro-frontend Vue.js.
Considerações Importantes:
- Este exemplo usa roteamento simples baseado em prefixos de URL. Para cenários de roteamento mais complexos, considere usar uma biblioteca de roteamento dedicada como `single-spa-router`.
- Em um ambiente de produção, você normalmente serviria os micro-frontends de uma CDN ou outro serviço de hospedagem de ativos estáticos.
- Este exemplo usa import maps para gerenciamento de dependências. Considere usar uma ferramenta de compilação como Webpack ou Parcel para empacotar seus micro-frontends para produção.
Técnicas Avançadas de Single-SPA
Depois de ter uma aplicação single-SPA básica configurada, você pode explorar técnicas mais avançadas para melhorar a escalabilidade e a manutenibilidade de sua arquitetura.
Compartilhando Código com Parcels
Parcels permitem que você compartilhe componentes e lógica reutilizáveis entre micro-frontends. Isso pode ajudar a reduzir a duplicação de código e melhorar a consistência em sua aplicação.
Para criar um parcel, você pode usar a função `singleSpa.mountRootParcel`:
import * as singleSpa from 'single-spa';
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
function MyParcel(props) {
return (<div>Olá do Parcel! {props.name}</div>);
}
const parcel = singleSpa.mountRootParcel(() => {
return Promise.resolve({
bootstrap: () => Promise.resolve(),
mount: (props) => {
ReactDOM.render(<MyParcel name={props.name} />, document.getElementById('parcel-container'));
return Promise.resolve();
},
unmount: () => {
ReactDOM.unmountComponentAtNode(document.getElementById('parcel-container'));
return Promise.resolve();
},
});
});
// Para montar o parcel:
parcel.mount({ name: 'Exemplo' });
Comunicação Entre Micro-frontends
Micro-frontends muitas vezes precisam se comunicar entre si para compartilhar dados ou acionar ações. Existem várias maneiras de conseguir isso:
- Estado Global Compartilhado: Use uma biblioteca de gerenciamento de estado global como Redux ou Vuex para compartilhar dados entre micro-frontends.
- Eventos Personalizados (Custom Events): Use eventos DOM personalizados para transmitir mensagens entre micro-frontends.
- Chamadas de Função Diretas: Exporte funções de um micro-frontend e importe-as em outro. Essa abordagem requer coordenação cuidadosa para evitar dependências e referências circulares.
- Corretor de Mensagens (Message Broker): Implemente um padrão de corretor de mensagens usando uma biblioteca como RabbitMQ ou Kafka para desacoplar micro-frontends e permitir a comunicação assíncrona.
Autenticação e Autorização
Implementar autenticação e autorização em uma arquitetura de micro-frontend pode ser desafiador. Aqui estão algumas abordagens comuns:
- Autenticação Centralizada: Use um serviço de autenticação central para lidar com o login e a autenticação do usuário. O serviço de autenticação pode emitir tokens que são usados para autenticar solicitações aos micro-frontends.
- Módulo de Autenticação Compartilhado: Crie um módulo de autenticação compartilhado que é usado por todos os micro-frontends. Este módulo pode lidar com o gerenciamento de tokens e a sessão do usuário.
- Gateway de API: Use um gateway de API para lidar com a autenticação e autorização para todas as solicitações aos micro-frontends. O gateway de API pode verificar tokens e aplicar políticas de controle de acesso.
Benefícios da Arquitetura de Micro-Frontend com Single-SPA
- Maior Autonomia da Equipe: Equipes independentes podem desenvolver e implantar micro-frontends sem impactar outras equipes. Isso promove autonomia e ciclos de desenvolvimento mais rápidos.
- Escalabilidade Aprimorada: Micro-frontends podem ser escalados independentemente, permitindo que você otimize a alocação de recursos e lide com o aumento do tráfego.
- Manutenibilidade Aprimorada: Unidades menores e independentes são mais fáceis de manter e atualizar em comparação com uma grande aplicação monolítica.
- Diversidade de Tecnologia: As equipes podem escolher a melhor pilha de tecnologia para seu micro-frontend, permitindo maior flexibilidade e inovação.
- Risco Reduzido: A implantação independente de micro-frontends reduz o risco de implantar alterações e simplifica os procedimentos de reversão (rollback).
- Migração Gradual: Você pode migrar gradualmente uma aplicação monolítica para uma arquitetura de micro-frontend sem a necessidade de uma reescrita completa.
Desafios da Arquitetura de Micro-Frontend
Embora os micro-frontends ofereçam muitos benefícios, eles também introduzem alguns desafios:
- Complexidade Aumentada: Gerenciar múltiplos micro-frontends pode ser mais complexo do que gerenciar uma única aplicação monolítica.
- Sobrecarga de Comunicação: Coordenar a comunicação entre micro-frontends pode ser desafiador.
- Complexidade de Implantação: Implantar múltiplos micro-frontends pode ser mais complexo do que implantar uma única aplicação.
- Consistência: Manter uma experiência de usuário consistente entre os micro-frontends pode ser difícil.
- Duplicação: Sem um planejamento cuidadoso, código e dependências podem ser duplicados entre os micro-frontends.
- Sobrecarga Operacional: Configurar e gerenciar a infraestrutura para múltiplos micro-frontends pode aumentar a sobrecarga operacional.
Melhores Práticas para Construir Micro-Frontends com Single-SPA
Para implementar com sucesso uma arquitetura de micro-frontend com single-SPA, siga estas melhores práticas:
- Defina Limites Claros: Defina claramente os limites entre os micro-frontends para minimizar dependências e sobrecarga de comunicação.
- Estabeleça um Guia de Estilo Compartilhado: Crie um guia de estilo compartilhado para garantir uma experiência de usuário consistente entre os micro-frontends.
- Automatize a Implantação: Automatize o processo de implantação para simplificar a implantação dos micro-frontends.
- Monitore o Desempenho: Monitore o desempenho de cada micro-frontend para identificar e resolver problemas.
- Use um Sistema de Logging Centralizado: Use um sistema de logging centralizado para agregar logs de todos os micro-frontends e simplificar a solução de problemas.
- Implemente um Tratamento de Erros Robusto: Implemente um tratamento de erros robusto para evitar que erros em um micro-frontend afetem outros.
- Documente Sua Arquitetura: Documente sua arquitetura de micro-frontend para garantir que todos na equipe entendam como ela funciona.
- Escolha a Estratégia de Comunicação Certa: Selecione a estratégia de comunicação apropriada com base nas necessidades da sua aplicação.
- Priorize o Desempenho: Otimize o desempenho de cada micro-frontend para garantir uma experiência de usuário rápida e responsiva.
- Considere a Segurança: Implemente as melhores práticas de segurança para proteger sua arquitetura de micro-frontend contra vulnerabilidades.
- Adote uma Cultura DevOps: Promova uma cultura DevOps para incentivar a colaboração entre as equipes de desenvolvimento e operações.
Casos de Uso para Single-SPA e Micro-Frontends
Single-SPA e micro-frontends são bem adequados para uma variedade de casos de uso, incluindo:
- Aplicações Grandes e Complexas: Micro-frontends podem ajudar a dividir aplicações grandes e complexas em unidades menores e mais gerenciáveis.
- Organizações com Múltiplas Equipes: Micro-frontends podem permitir que diferentes equipes trabalhem de forma independente em diferentes partes da aplicação. Por exemplo, em uma empresa global de e-commerce, uma equipe pode se concentrar no catálogo de produtos (por exemplo, sediada na Alemanha), enquanto outra cuida do carrinho de compras (por exemplo, sediada na Índia), e uma terceira gerencia as contas de usuário (por exemplo, sediada nos EUA).
- Migrando Aplicações Legadas: Micro-frontends podem ser usados para migrar gradualmente aplicações legadas para uma arquitetura mais moderna.
- Construindo Soluções de Plataforma como Serviço (PaaS): Micro-frontends podem ser usados para construir soluções PaaS que permitem aos desenvolvedores criar e implantar suas próprias aplicações.
- Experiências de Usuário Personalizadas: Diferentes micro-frontends podem ser usados para oferecer experiências de usuário personalizadas com base em papéis, preferências ou localização do usuário. Imagine um site de notícias que carrega dinamicamente diferentes módulos de conteúdo com base nos interesses e histórico de leitura do usuário.
O Futuro dos Micro-Frontends
A arquitetura de micro-frontend continua a evoluir, com novas ferramentas e técnicas surgindo para enfrentar os desafios de construir e gerenciar aplicações frontend distribuídas. Algumas tendências importantes a serem observadas incluem:
- Web Components: Web components são um padrão para criar elementos de UI reutilizáveis que podem ser usados em qualquer aplicação web. Web components podem ser usados para construir micro-frontends que são agnósticos de framework e facilmente integrados em diferentes aplicações.
- Module Federation: Module Federation é um recurso do Webpack que permite compartilhar código e dependências entre diferentes compilações do Webpack. Pode ser usado para construir micro-frontends que são fracamente acoplados e implantáveis de forma independente.
- Renderização do Lado do Servidor (SSR): A renderização do lado do servidor pode melhorar o desempenho e o SEO de aplicações de micro-frontend. O SSR pode ser usado para renderizar o HTML inicial do micro-frontend no servidor, reduzindo a quantidade de JavaScript que precisa ser baixada e executada no cliente.
- Computação de Borda (Edge Computing): A computação de borda pode ser usada para implantar micro-frontends mais perto do usuário, reduzindo a latência e melhorando o desempenho. A computação de borda também pode permitir novos casos de uso para micro-frontends, como acesso offline e processamento de dados em tempo real.
Conclusão
O Single-SPA é um framework poderoso para construir arquiteturas de micro-frontend escaláveis, de fácil manutenção e flexíveis. Ao adotar os princípios dos micro-frontends e aproveitar as capacidades do single-SPA, as organizações podem capacitar suas equipes, acelerar os ciclos de desenvolvimento e oferecer experiências de usuário excepcionais. Embora os micro-frontends introduzam complexidades, adotar as melhores práticas, planejar cuidadosamente e escolher as ferramentas certas são essenciais para o sucesso. À medida que o cenário de micro-frontends continua a evoluir, manter-se informado sobre novas tecnologias e técnicas será crucial para construir aplicações web modernas e resilientes.