Маршрутизатор микрофронтендов: Межприложениевая навигация

В современной веб-разработке архитектура микрофронтендов приобрела значительную популярность как способ создания больших, сложных приложений. Она предполагает разбиение монолитного фронтенда на более мелкие, независимые и развертываемые единицы (микрофронтенды). Одна из основных задач в этой архитектуре — управление межприложениевой навигацией, позволяющей пользователям беспрепятственно перемещаться между этими независимыми микрофронтендами. Эта статья представляет собой всеобъемлющее руководство по маршрутизации микрофронтендов и межприложениевой навигации.

Что такое микрофронтенды?

Микрофронтенды — это архитектурный стиль, при котором независимо развертываемые фронтенд-приложения объединяются в единый, целостный пользовательский интерфейс. Это аналогично микросервисам в бэкенде. Каждый микрофронтенд обычно принадлежит отдельной команде, что обеспечивает большую автономию, более быстрые циклы разработки и упрощенное обслуживание. Преимущества микрофронтендов включают:

• Независимое развертывание: Команды могут развертывать свои микрофронтенды, не влияя на другие части приложения.
• Технологическое разнообразие: Различные микрофронтенды могут быть созданы с использованием разных технологий, что позволяет командам выбирать лучший инструмент для работы. Например, одна команда может использовать React, в то время как другая — Vue.js или Angular.
• Масштабируемость: Приложение может масштабироваться легче, поскольку каждый микрофронтенд может масштабироваться независимо.
• Улучшенная поддерживаемость: Меньшие кодовые базы легче понимать и поддерживать.
• Автономия команды: Команды имеют больше контроля над своим кодом и процессом разработки.

Необходимость в маршрутизаторе микрофронтендов

Без четко определенной стратегии маршрутизации пользователи будут сталкиваться с разрозненным и разочаровывающим опытом при навигации между микрофронтендами. Маршрутизатор микрофронтендов решает эту проблему, предоставляя централизованный механизм для управления навигацией по всему приложению. Это включает в себя обработку:

• Управление URL: Обеспечение того, что URL точно отражает текущее местоположение пользователя в приложении.
• Управление состоянием: Обмен состоянием между микрофронтендами при необходимости.
• Ленивая загрузка: Загрузка микрофронтендов только тогда, когда они необходимы для повышения производительности.
• Аутентификация и авторизация: Обработка аутентификации и авторизации пользователей для различных микрофронтендов.

Стратегии межприложениевой навигации

Существует несколько подходов к реализации межприложениевой навигации в архитектуре микрофронтендов. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки, и лучший выбор зависит от конкретных требований вашего приложения.

1. Использование централизованного маршрутизатора (Single-Spa)

Single-Spa — это популярный фреймворк для создания микрофронтендов. Он использует централизованный маршрутизатор для управления навигацией между различными приложениями. Основное приложение действует как оркестратор и отвечает за рендеринг и демонтирование микрофронтендов на основе текущего URL.

Как это работает:

1. Пользователь переходит по определенному URL.
2. Маршрутизатор single-spa перехватывает изменение URL.
3. На основе URL маршрутизатор определяет, какой микрофронтенд должен быть активным.
4. Маршрутизатор активирует соответствующий микрофронтенд и демонтирует любые другие активные микрофронтенды.

Пример (Single-Spa):

Допустим, у вас есть три микрофронтенда: home, products и cart. Маршрутизатор single-spa будет настроен следующим образом:

import { registerApplication, start } from 'single-spa'; registerApplication( 'home', () => import('./home/home.app.js'), location => location.pathname === '/' ); registerApplication( 'products', () => import('./products/products.app.js'), location => location.pathname.startsWith('/products') ); registerApplication( 'cart', () => import('./cart/cart.app.js'), location => location.pathname.startsWith('/cart') ); start();

В этом примере каждый микрофронтенд регистрируется в single-spa, и предоставляется функция для определения того, когда микрофронтенд должен быть активным на основе URL. Когда пользователь переходит на /products, микрофронтенд products будет активирован.

Преимущества:

• Централизованный контроль над маршрутизацией.
• Упрощенное управление состоянием (может обрабатываться оркестратором single-spa).
• Простота интеграции с существующими приложениями.

Недостатки:

• Единая точка отказа. Если оркестратор выходит из строя, страдает все приложение.
• Может стать узким местом производительности, если не реализовано эффективно.

2. Module Federation (Webpack 5)

Module Federation в Webpack 5 позволяет обмениваться кодом между различными сборками Webpack во время выполнения. Это означает, что вы можете предоставлять компоненты, модули или даже целые приложения из одной сборки (хоста) другой (удаленной). Это облегчает создание микрофронтендов, где каждый микрофронтенд представляет собой отдельную сборку Webpack.

Как это работает:

1. Каждый микрофронтенд собирается как отдельный проект Webpack.
2. Один микрофронтенд назначается хост-приложением.
3. Хост-приложение определяет, какие модули оно хочет использовать из удаленных микрофронтендов.
4. Удаленные микрофронтенды определяют, какие модули они хотят предоставить хост-приложению.
5. Во время выполнения хост-приложение загружает предоставленные модули из удаленных микрофронтендов по мере необходимости.

Пример (Module Federation):

Предположим, есть приложение host и приложение remote.

host/webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container; module.exports = { // ... plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'host', remotes: { remote: 'remote@http://localhost:3001/remoteEntry.js', }, shared: ['react', 'react-dom'], }), ], };

remote/webpack.config.js:

const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container; module.exports = { // ... plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'remote', exposes: { './Button': './src/Button', }, shared: ['react', 'react-dom'], }), ], };

В этом примере приложение host использует компонент Button из приложения remote. Опция shared гарантирует, что оба приложения используют одну и ту же версию react и react-dom.

Преимущества:

• Децентрализованная архитектура. Каждый микрофронтенд независим и может разрабатываться и развертываться отдельно.
• Совместное использование кода. Module Federation позволяет обмениваться кодом между различными приложениями во время выполнения.
• Ленивая загрузка. Модули загружаются только тогда, когда они необходимы, что повышает производительность.

Недостатки:

• Более сложен в настройке, чем single-spa.
• Требует тщательного управления общими зависимостями для предотвращения конфликтов версий.

3. Веб-компоненты

Веб-компоненты — это набор веб-стандартов, позволяющих создавать переиспользуемые пользовательские HTML-элементы. Эти компоненты могут использоваться в любом веб-приложении, независимо от используемого фреймворка. Это делает их естественным выбором для архитектур микрофронтендов, поскольку они предоставляют технологически-независимый способ создания и совместного использования UI-компонентов.

Как это работает:

1. Каждый микрофронтенд предоставляет свой UI как набор веб-компонентов.
2. Основное приложение (или другой микрофронтенд) использует эти веб-компоненты, импортируя их и используя в своем HTML.
3. Веб-компоненты обрабатывают свой собственный рендеринг и логику.

Пример (веб-компоненты):

micro-frontend-a.js:

class MyComponent extends HTMLElement { constructor() { super(); this.attachShadow({ mode: 'open' }); this.shadowRoot.innerHTML = `

Hello from Micro-Frontend A!

`; } } customElements.define('micro-frontend-a', MyComponent);

index.html (основное приложение):

Main Application

В этом примере файл micro-frontend-a.js определяет веб-компонент под названием micro-frontend-a. Файл index.html импортирует этот файл и использует веб-компонент в своем HTML. Браузер отобразит веб-компонент, показав "Hello from Micro-Frontend A!".

Преимущества:

• Технологически-независимы. Веб-компоненты можно использовать с любым фреймворком или без него вообще.
• Переиспользуемость. Веб-компоненты легко переиспользовать в различных приложениях.
• Инкапсуляция. Веб-компоненты инкапсулируют свои стили и логику, предотвращая конфликты с другими частями приложения.

Недостатки:

• Могут быть более многословными в реализации, чем другие подходы.
• Могут потребовать полифиллов для поддержки старых браузеров.

4. Iframes

Iframes (встроенные фреймы) — это более старый, но все еще жизнеспособный вариант для изоляции микрофронтендов. Каждый микрофронтенд работает внутри собственного iframe, обеспечивая высокую степень изоляции. Обмен данными между iframes может быть достигнут с использованием API postMessage.

Как это работает:

1. Каждый микрофронтенд развертывается как отдельное веб-приложение.
2. Основное приложение включает каждый микрофронтенд в iframe.
3. Связь между основным приложением и микрофронтендами осуществляется с использованием API postMessage.

Пример (Iframes):

index.html (основное приложение):

Main Application

В этом примере файл index.html включает два iframes, каждый из которых указывает на отдельный микрофронтенд.

Преимущества:

• Высокая степень изоляции. Микрофронтенды полностью изолированы друг от друга, что предотвращает конфликты.
• Простота реализации. Iframes — это простая и хорошо изученная технология.

Недостатки:

• Может быть сложно обмениваться данными между iframes.
• Могут возникнуть проблемы с производительностью из-за накладных расходов множества iframes.
• Неудовлетворительный пользовательский опыт из-за отсутствия бесшовной интеграции.

Управление состоянием между микрофронтендами

Управление состоянием между микрофронтендами является критически важным аспектом межприложениевой навигации. Могут быть применены несколько стратегий:

• Состояние на основе URL: Кодирование состояния в URL. Этот подход делает состояние приложения доступным для обмена через URL и легко добавляемым в закладки.
• Централизованное управление состоянием (Redux, Vuex): Использование глобальной библиотеки управления состоянием для обмена состоянием между микрофронтендами. Это особенно полезно для сложных приложений со значительным общим состоянием.
• Пользовательские события: Использование пользовательских событий для передачи изменений состояния между микрофронтендами. Этот подход обеспечивает слабую связанность между микрофронтендами.
• Хранилище браузера (LocalStorage, SessionStorage): Хранение состояния в хранилище браузера. Этот подход подходит для простого состояния, которое не требует совместного использования всеми микрофронтендами. Однако следует учитывать соображения безопасности при хранении конфиденциальных данных.

Аутентификация и авторизация

Аутентификация и авторизация являются важнейшими аспектами любого веб-приложения, и они становятся еще более важными в архитектуре микрофронтендов. Распространенные подходы включают:

• Централизованный сервис аутентификации: Выделенный сервис обрабатывает аутентификацию пользователей и выдает токены (например, JWT). Микрофронтенды затем могут проверять эти токены для определения авторизации пользователя.
• Общий модуль аутентификации: Общий модуль отвечает за обработку логики аутентификации. Этот модуль может использоваться всеми микрофронтендами.
• Аутентификация на границе сети (Edge Authentication): Аутентификация обрабатывается на границе сети (например, с использованием обратного прокси или API-шлюза). Этот подход может упростить логику аутентификации в микрофронтендах.

Лучшие практики для маршрутизации микрофронтендов

Вот несколько лучших практик, которые следует учитывать при реализации маршрутизации микрофронтендов:

• Соблюдайте простоту: Выберите самую простую стратегию маршрутизации, соответствующую вашим потребностям.
• Разделяйте микрофронтенды: Минимизируйте зависимости между микрофронтендами, чтобы способствовать независимой разработке и развертыванию.
• Используйте последовательную структуру URL: Поддерживайте последовательную структуру URL для всех микрофронтендов, чтобы улучшить пользовательский опыт и SEO.
• Внедрите ленивую загрузку: Загружайте микрофронтенды только тогда, когда они необходимы, для повышения производительности.
• Мониторьте производительность: Регулярно отслеживайте производительность вашего микрофронтенд-приложения для выявления и устранения любых узких мест.
• Установите четкие каналы связи: Убедитесь, что команды, работающие над различными микрофронтендами, имеют четкие каналы связи для координации усилий по разработке и решения любых проблем интеграции.
• Реализуйте надежную обработку ошибок: Реализуйте надежную обработку ошибок для изящного управления сбоями в отдельных микрофронтендах и предотвращения их влияния на все приложение.
• Автоматизированное тестирование: Внедрите комплексное автоматизированное тестирование, включая модульные, интеграционные и сквозные тесты, для обеспечения качества и стабильности вашего микрофронтенд-приложения.

Заключение

Маршрутизация микрофронтендов — это сложный, но неотъемлемый аспект создания масштабируемых и поддерживаемых веб-приложений. Внимательно рассмотрев различные стратегии маршрутизации и лучшие практики, изложенные в этой статье, вы сможете создать бесшовный и удобный для пользователей опыт. Выбор правильного подхода, будь то централизованный маршрутизатор, такой как Single-Spa, Module Federation, веб-компоненты или даже Iframes, зависит от ваших конкретных потребностей и приоритетов. Не забывайте уделять первостепенное внимание разделению, последовательным структурам URL и оптимизации производительности. Реализуя хорошо продуманную стратегию маршрутизации, вы сможете раскрыть весь потенциал архитектуры микрофронтендов и создавать по-настоящему исключительные веб-приложения для глобальной аудитории.