Освоение JavaScript Module Federation: Сила общей области видимости и совместного использования зависимостей

В быстро развивающемся мире веб-разработки создание масштабируемых и поддерживаемых приложений часто требует применения сложных архитектурных паттернов. Среди них концепция микрофронтендов получила значительное распространение, позволяя командам разрабатывать и развертывать части приложения независимо друг от друга. В основе обеспечения бесшовной интеграции и эффективного обмена кодом между этими независимыми единицами лежит плагин Module Federation от Webpack, и критически важным компонентом его мощи является общая область видимости (shared scope).

Это подробное руководство глубоко погружается в механизм общей области видимости в JavaScript Module Federation. Мы рассмотрим, что это такое, почему это важно для совместного использования зависимостей, как это работает, и практические стратегии для его эффективной реализации. Наша цель — вооружить разработчиков знаниями для использования этой мощной функции для повышения производительности, уменьшения размеров бандлов и улучшения опыта разработчиков в разнообразных глобальных командах.

Что такое JavaScript Module Federation?

Прежде чем погрузиться в общую область видимости, крайне важно понять основополагающую концепцию Module Federation. Представленный в Webpack 5, Module Federation — это решение для времени сборки и времени выполнения, которое позволяет JavaScript-приложениям динамически обмениваться кодом (например, библиотеками, фреймворками или даже целыми компонентами) между отдельно скомпилированными приложениями. Это означает, что у вас может быть несколько отдельных приложений (часто называемых «удаленными» или «потребителями»), которые могут загружать код из приложения-«контейнера» или «хоста», и наоборот.

Основные преимущества Module Federation включают:

• Совместное использование кода: Устранение избыточного кода в нескольких приложениях, что сокращает общие размеры бандлов и улучшает время загрузки.
• Независимое развертывание: Команды могут разрабатывать и развертывать различные части большого приложения независимо, что способствует гибкости и ускорению циклов выпуска.
• Технологическая агностичность: Хотя в основном используется с Webpack, это в некоторой степени облегчает обмен между различными инструментами сборки или фреймворками, способствуя гибкости.
• Интеграция во время выполнения: Приложения могут компоноваться во время выполнения, что позволяет осуществлять динамические обновления и создавать гибкие структуры приложений.

Проблема: Избыточные зависимости в микрофронтендах

Рассмотрим сценарий, в котором у вас есть несколько микрофронтендов, которые все зависят от одной и той же версии популярной UI-библиотеки, такой как React, или библиотеки управления состоянием, такой как Redux. Без механизма для совместного использования каждый микрофронтенд будет включать в свой бандл собственную копию этих зависимостей. Это приводит к:

• Раздутые размеры бандлов: Каждое приложение без необходимости дублирует общие библиотеки, что приводит к увеличению размеров загружаемых файлов для пользователей.
• Повышенное потребление памяти: Множественные экземпляры одной и той же библиотеки, загруженные в браузере, могут потреблять больше памяти.
• Непоследовательное поведение: Разные версии общих библиотек в разных приложениях могут приводить к трудноуловимым ошибкам и проблемам совместимости.
• Растрата сетевых ресурсов: Пользователи могут загружать одну и ту же библиотеку несколько раз, если они переходят между разными микрофронтендами.

Именно здесь в игру вступает общая область видимости Module Federation, предлагая элегантное решение этих проблем.

Понимание общей области видимости в Module Federation

Общая область видимости (shared scope), часто настраиваемая через опцию shared в плагине Module Federation, — это механизм, который позволяет нескольким независимо развернутым приложениям совместно использовать зависимости. При настройке Module Federation гарантирует, что будет загружен и доступен для всех требующих его приложений только один экземпляр указанной зависимости.

По своей сути, общая область видимости работает путем создания глобального реестра или контейнера для общих модулей. Когда приложение запрашивает общую зависимость, Module Federation проверяет этот реестр. Если зависимость уже присутствует (т.е. загружена другим приложением или хостом), используется этот существующий экземпляр. В противном случае, он загружает зависимость и регистрирует ее в общей области видимости для будущего использования.

Конфигурация обычно выглядит так:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  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
              
            
          

Ключевые параметры конфигурации для общих зависимостей:

• singleton: true: Это, пожалуй, самый важный параметр. Когда установлено значение true, он гарантирует, что будет загружен только один экземпляр общей зависимости для всех потребляющих приложений. Если несколько приложений попытаются загрузить одну и ту же singleton-зависимость, Module Federation предоставит им один и тот же экземпляр.
• eager: true: По умолчанию общие зависимости загружаются лениво, то есть они извлекаются только тогда, когда они явно импортируются или используются. Установка eager: true заставляет зависимость загружаться сразу после запуска приложения, даже если она не используется немедленно. Это может быть полезно для критически важных библиотек, таких как фреймворки, чтобы они были доступны с самого начала.
• requiredVersion: '...': Этот параметр указывает требуемую версию общей зависимости. Module Federation попытается сопоставить запрошенную версию. Если несколько приложений требуют разные версии, у Module Federation есть механизмы для обработки этого (обсуждается позже).
• version: '...': Вы можете явно указать версию зависимости, которая будет опубликована в общей области видимости.
• import: false: Этот параметр указывает Module Federation не включать общую зависимость в бандл автоматически. Вместо этого он ожидает, что она будет предоставлена извне (что является поведением по умолчанию при совместном использовании).
• packageDir: '...': Указывает каталог пакета, из которого следует разрешать общую зависимость, что полезно в монорепозиториях.

Как общая область видимости обеспечивает совместное использование зависимостей

Давайте разберем процесс на практическом примере. Представим, что у нас есть основное приложение-«контейнер» и два «удаленных» приложения, `app1` и `app2`. Все три приложения зависят от `react` и `react-dom` версии 18.

Сценарий 1: Приложение-контейнер предоставляет общие зависимости

В этой распространенной конфигурации приложение-контейнер определяет общие зависимости. Файл `remoteEntry.js`, генерируемый Module Federation, предоставляет эти общие модули.

Конфигурация Webpack для контейнера (`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
              
            
          

Теперь `app1` и `app2` будут потреблять эти общие зависимости.

Конфигурация Webpack для `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
              
            
          

Конфигурация Webpack для `app2` (`app2/webpack.config.js`):

Конфигурация для `app2` будет аналогична `app1`, также объявляя `react` и `react-dom` как общие с теми же требованиями к версии.

Как это работает во время выполнения:

1. Сначала загружается приложение-контейнер, делая свои общие экземпляры `react` и `react-dom` доступными в своей области видимости Module Federation.
2. Когда `app1` загружается, он запрашивает `react` и `react-dom`. Module Federation в `app1` видит, что они помечены как общие и `singleton: true`. Он проверяет глобальную область видимости на наличие существующих экземпляров. Если контейнер уже загрузил их, `app1` повторно использует эти экземпляры.
3. Аналогично, когда загружается `app2`, он также повторно использует те же экземпляры `react` и `react-dom`.

В результате в браузер загружается только одна копия `react` и `react-dom`, что значительно уменьшает общий размер загрузки.

Сценарий 2: Совместное использование зависимостей между удаленными приложениями

Module Federation также позволяет удаленным приложениям обмениваться зависимостями между собой. Если `app1` и `app2` используют библиотеку, которая *не* является общей для контейнера, они все равно могут совместно ее использовать, если оба объявят ее как общую в своих конфигурациях.

Пример: Допустим, `app1` и `app2` используют служебную библиотеку `lodash`.

Конфигурация Webpack для `app1` (добавление lodash):

            
// ... within ModuleFederationPlugin for app1
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

Конфигурация Webpack для `app2` (добавление lodash):

            
// ... within ModuleFederationPlugin for app2
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

В этом случае, даже если контейнер явно не предоставляет `lodash`, `app1` и `app2` смогут совместно использовать один экземпляр `lodash` между собой, при условии, что они загружены в одном и том же контексте браузера.

Обработка несоответствий версий

Одной из самых частых проблем при совместном использовании зависимостей является совместимость версий. Что произойдет, если `app1` требует `react` v18.1.0, а `app2` требует `react` v18.2.0? Module Federation предоставляет надежные стратегии для управления такими сценариями.

1. Строгое сопоставление версий (поведение по умолчанию для `requiredVersion`)

Когда вы указываете точную версию (например, '18.1.0') или строгий диапазон (например, '^18.1.0'), Module Federation будет это enforcing. Если приложение пытается загрузить общую зависимость с версией, которая не удовлетворяет требованию другого приложения, уже использующего ее, это может привести к ошибкам.

2. Диапазоны версий и фолбэки

Параметр requiredVersion поддерживает семантическое версионирование (SemVer). Например, '^18.0.0' означает любую версию от 18.0.0 до (но не включая) 19.0.0. Если несколько приложений требуют версии в этом диапазоне, Module Federation обычно использует самую высокую совместимую версию, которая удовлетворяет всем требованиям.

Рассмотрим следующий пример:

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

Если контейнер загружается первым, он устанавливает `react` v18.0.0 (или любую версию, которую он фактически включает). Когда `app1` запрашивает `react` с `^18.1.0`, это может привести к сбою, если версия контейнера ниже 18.1.0. Однако, если `app1` загружается первым и предоставляет `react` v18.1.0, а затем `app2` запрашивает `react` с `^18.2.0`, Module Federation попытается удовлетворить требование `app2`. Если экземпляр `react` v18.1.0 уже загружен, это может вызвать ошибку, потому что v18.1.0 не удовлетворяет `^18.2.0`.

Чтобы смягчить это, лучшей практикой является определение общих зависимостей с наиболее широким допустимым диапазоном версий, обычно в приложении-контейнере. Например, использование '^18.0.0' обеспечивает гибкость. Если конкретное удаленное приложение имеет жесткую зависимость от более новой патч-версии, его следует настроить на явное предоставление этой версии.

3. Использование `shareKey` и `shareScope`

Module Federation также позволяет вам контролировать ключ, под которым модуль становится общим, и область видимости, в которой он находится. Это может быть полезно для продвинутых сценариев, таких как совместное использование разных версий одной и той же библиотеки под разными ключами.

4. Опция `strictVersion`

Когда `strictVersion` включена (что является поведением по умолчанию для `requiredVersion`), Module Federation выдает ошибку, если зависимость не может быть удовлетворена. Установка `strictVersion: false` может позволить более снисходительную обработку версий, когда Module Federation может попытаться использовать более старую версию, если новая недоступна, но это может привести к ошибкам во время выполнения.

Лучшие практики использования общей области видимости

Чтобы эффективно использовать общую область видимости Module Federation и избежать распространенных ошибок, примите во внимание следующие лучшие практики:

1. Централизуйте общие зависимости: Назначьте основное приложение (часто это контейнер или специальное приложение с общими библиотеками) источником истины для общих, стабильных зависимостей, таких как фреймворки (React, Vue, Angular), библиотеки UI-компонентов и библиотеки управления состоянием.
2. Определяйте широкие диапазоны версий: Используйте диапазоны SemVer (например, '^18.0.0') для общих зависимостей в основном приложении. Это позволяет другим приложениям использовать совместимые версии, не требуя строгих обновлений во всей экосистеме.
3. Четко документируйте общие зависимости: Ведите ясную документацию о том, какие зависимости являются общими, их версиях и какие приложения отвечают за их предоставление. Это помогает командам понять граф зависимостей.
4. Отслеживайте размеры бандлов: Регулярно анализируйте размеры бандлов ваших приложений. Общая область видимости Module Federation должна приводить к уменьшению размера динамически загружаемых чанков, так как общие зависимости выносятся вовне.
5. Управляйте недетерминированными зависимостями: Будьте осторожны с зависимостями, которые часто обновляются или имеют нестабильные API. Совместное использование таких зависимостей может потребовать более тщательного управления версиями и тестирования.
6. Используйте `eager: true` разумно: Хотя `eager: true` обеспечивает раннюю загрузку зависимости, чрезмерное использование может привести к увеличению времени начальной загрузки. Используйте его для критически важных библиотек, которые необходимы для запуска приложения.
7. Тестирование имеет решающее значение: Тщательно тестируйте интеграцию ваших микрофронтендов. Убедитесь, что общие зависимости загружаются правильно и что конфликты версий обрабатываются корректно. Автоматизированное тестирование, включая интеграционное и сквозное (end-to-end), жизненно важно.
8. Рассмотрите монорепозитории для простоты: Для команд, начинающих работать с Module Federation, управление общими зависимостями в монорепозитории (с использованием инструментов, таких как Lerna или Yarn Workspaces) может упростить настройку и обеспечить согласованность. Опция `packageDir` здесь особенно полезна.
9. Обрабатывайте крайние случаи с помощью `shareKey` и `shareScope`: Если вы сталкиваетесь со сложными сценариями версионирования или вам нужно предоставить разные версии одной и той же библиотеки, изучите опции `shareKey` и `shareScope` для более детального контроля.
10. Вопросы безопасности: Убедитесь, что общие зависимости загружаются из доверенных источников. Внедряйте лучшие практики безопасности для вашего конвейера сборки и процесса развертывания.

Глобальное влияние и соображения

Для глобальных команд разработки Module Federation и его общая область видимости предлагают значительные преимущества:

• Согласованность между регионами: Гарантирует, что все пользователи, независимо от их географического положения, получают приложение с одинаковыми основными зависимостями, что уменьшает региональные несоответствия.
• Более быстрые циклы итераций: Команды в разных часовых поясах могут работать над независимыми функциями или микрофронтендами, не беспокоясь постоянно о дублировании общих библиотек или конфликтах версий зависимостей.
• Оптимизация для различных сетей: Уменьшение общего размера загрузки за счет общих зависимостей особенно полезно для пользователей с медленным или лимитированным интернет-соединением, что распространено во многих частях мира.
• Упрощенный онбординг: Новым разработчикам, присоединяющимся к большому проекту, легче понять архитектуру приложения и управление зависимостями, когда общие библиотеки четко определены и совместно используются.

Однако глобальные команды также должны помнить о следующем:

• Стратегии CDN: Если общие зависимости размещены на CDN, убедитесь, что CDN имеет хороший глобальный охват и низкую задержку для всех целевых регионов.
• Офлайн-поддержка: Для приложений, требующих возможности работы в офлайн-режиме, управление общими зависимостями и их кешированием становится более сложным.
• Соблюдение нормативных требований: Убедитесь, что совместное использование библиотек соответствует любым соответствующим лицензиям на программное обеспечение или правилам конфиденциальности данных в различных юрисдикциях.

Распространенные ошибки и как их избежать

1. Неправильно настроенный `singleton`

Проблема: Забыли установить singleton: true для библиотек, у которых должен быть только один экземпляр.

Решение: Всегда устанавливайте singleton: true для фреймворков, библиотек и утилит, которые вы намерены уникально использовать во всех ваших приложениях.

2. Несогласованные требования к версиям

Проблема: Различные приложения указывают совершенно разные, несовместимые диапазоны версий для одной и той же общей зависимости.

Решение: Стандартизируйте требования к версиям, особенно в приложении-контейнере. Используйте широкие диапазоны SemVer и документируйте любые исключения.

3. Чрезмерное совместное использование второстепенных библиотек

Проблема: Попытка сделать общими все мелкие служебные библиотеки, что приводит к сложной конфигурации и потенциальным конфликтам.

Решение: Сосредоточьтесь на совместном использовании больших, общих и стабильных зависимостей. Небольшие, редко используемые утилиты лучше включать в локальный бандл, чтобы избежать сложности.

4. Неправильная обработка файла `remoteEntry.js`

Проблема: Файл `remoteEntry.js` недоступен или неверно обслуживается для потребляющих приложений.

Решение: Убедитесь, что ваша стратегия хостинга для удаленных точек входа надежна, а URL-адреса, указанные в конфигурации `remotes`, точны и доступны.

5. Игнорирование последствий `eager: true`

Проблема: Установка eager: true для слишком большого количества зависимостей, что приводит к медленной начальной загрузке.

Решение: Используйте eager: true только для зависимостей, которые абсолютно критичны для начального рендеринга или основной функциональности ваших приложений.

Заключение

Общая область видимости JavaScript Module Federation — это мощный инструмент для создания современных, масштабируемых веб-приложений, особенно в рамках микрофронтендной архитектуры. Обеспечивая эффективное совместное использование зависимостей, она решает проблемы дублирования кода, раздувания бандлов и несогласованности, что приводит к повышению производительности и удобства поддержки. Понимание и правильная настройка опции shared, особенно свойств singleton и requiredVersion, являются ключом к раскрытию этих преимуществ.

По мере того как глобальные команды разработчиков все чаще применяют стратегии микрофронтендов, освоение общей области видимости Module Federation становится первостепенной задачей. Придерживаясь лучших практик, тщательно управляя версиями и проводя тщательное тестирование, вы можете использовать эту технологию для создания надежных, высокопроизводительных и поддерживаемых приложений, которые эффективно обслуживают разнообразную международную аудиторию пользователей.

Воспользуйтесь силой общей области видимости и проложите путь к более эффективной и совместной веб-разработке в вашей организации.