Микрофронтенды: Полное руководство по Module Federation

В постоянно меняющемся мире веб-разработки создание и поддержка крупных и сложных фронтенд-приложений может стать серьезной проблемой. Монолитные фронтенды, где все приложение представляет собой единую, тесно связанную кодовую базу, часто приводят к замедлению циклов разработки, увеличению рисков при развертывании и трудностям с масштабированием отдельных функций.

Микрофронтенды предлагают решение, разбивая фронтенд на более мелкие, независимые и управляемые части. Этот архитектурный подход позволяет командам работать автономно, развертывать приложения независимо и выбирать технологии, наиболее подходящие для их конкретных нужд. Одной из самых многообещающих технологий для реализации микрофронтендов является Module Federation.

Что такое микрофронтенды?

Микрофронтенды — это архитектурный стиль, при котором фронтенд-приложение состоит из нескольких более мелких, независимых фронтенд-приложений. Эти приложения могут разрабатываться, развертываться и поддерживаться разными командами с использованием разных технологий и без необходимости координации во время сборки. Каждый микрофронтенд отвечает за определенную функцию или домен всего приложения.

Ключевые принципы микрофронтендов:

• Независимость от технологий: Команды могут выбирать лучший технологический стек для своего конкретного микрофронтенда.
• Изолированные кодовые базы команд: Каждый микрофронтенд имеет свою собственную независимую кодовую базу, что позволяет вести независимую разработку и развертывание.
• Независимое развертывание: Изменения в одном микрофронтенде не требуют повторного развертывания всего приложения.
• Автономные команды: Команды несут ответственность за свой микрофронтенд и могут работать независимо.
• Постепенное обновление: Отдельные микрофронтенды можно обновлять или заменять, не затрагивая остальную часть приложения.

Представляем Module Federation

Module Federation — это архитектура JavaScript, представленная в Webpack 5, которая позволяет приложению JavaScript динамически загружать код из другого приложения во время выполнения. Это означает, что разные приложения могут совместно использовать и потреблять модули друг друга, даже если они созданы с использованием разных технологий или развернуты на разных серверах.

Module Federation предоставляет мощный механизм для реализации микрофронтендов, позволяя различным фронтенд-приложениям экспортировать и потреблять модули друг друга. Это обеспечивает бесшовную интеграцию различных микрофронтендов в единый, целостный пользовательский интерфейс.

Ключевые преимущества Module Federation:

• Совместное использование кода: Микрофронтенды могут совместно использовать код и компоненты, уменьшая дублирование и улучшая согласованность.
• Интеграция во время выполнения: Микрофронтенды можно интегрировать во время выполнения, что позволяет динамически компоновать и обновлять их.
• Независимые развертывания: Микрофронтенды можно развертывать независимо, без необходимости координации или повторного развертывания других приложений.
• Независимость от технологий: Микрофронтенды могут быть созданы с использованием разных технологий и все равно интегрированы с помощью Module Federation.
• Сокращение времени сборки: За счет совместного использования кода и зависимостей Module Federation может сократить время сборки и повысить эффективность разработки.

Как работает Module Federation

Module Federation работает путем определения двух типов приложений: хост (host) и удаленное (remote). Приложение-хост — это основное приложение, которое потребляет модули из других приложений. Удаленное приложение — это приложение, которое предоставляет модули для потребления другими приложениями.

Когда приложение-хост встречает инструкцию импорта для модуля, который экспортируется удаленным приложением, Webpack динамически загружает удаленное приложение и разрешает импорт во время выполнения. Это позволяет приложению-хосту использовать модуль из удаленного приложения так, как если бы он был частью его собственной кодовой базы.

Ключевые концепции в Module Federation:

• Хост (Host): Приложение, которое потребляет модули из удаленных приложений.
• Удаленное (Remote): Приложение, которое предоставляет модули для потребления другими приложениями.
• Экспортируемые модули (Exposed Modules): Модули, которые удаленное приложение делает доступными для потребления другими приложениями.
• Общие модули (Shared Modules): Модули, которые являются общими для хоста и удаленных приложений, что уменьшает дублирование и повышает производительность.

Реализация микрофронтендов с помощью Module Federation: Практический пример

Рассмотрим простое приложение для электронной коммерции с тремя микрофронтендами: каталог товаров, корзина покупок и профиль пользователя.

Каждый микрофронтенд разрабатывается отдельной командой и развертывается независимо. Каталог товаров создан на React, корзина — на Vue.js, а профиль пользователя — на Angular. Основное приложение выступает в роли хоста и интегрирует эти три микрофронтенда в единый пользовательский интерфейс.

Шаг 1: Настройка удаленных приложений

Сначала нам нужно настроить каждый микрофронтенд как удаленное приложение. Это включает в себя определение модулей, которые будут экспортироваться, и общих модулей, которые будут использоваться.

Каталог товаров (React)

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'productCatalog',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ProductList': './src/components/ProductList',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
};

В этой конфигурации мы экспортируем компонент ProductList из файла ./src/components/ProductList. Мы также делаем общими модули react и react-dom с приложением-хостом.

Корзина покупок (Vue.js)

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'shoppingCart',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ShoppingCart': './src/components/ShoppingCart',
      },
      shared: ['vue'],
    }),
  ],
};

Здесь мы экспортируем компонент ShoppingCart и делаем общим модуль vue.

Профиль пользователя (Angular)

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'userProfile',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './UserProfile': './src/components/UserProfile',
      },
      shared: ['@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

Мы экспортируем компонент UserProfile и делаем общими необходимые модули Angular.

Шаг 2: Настройка приложения-хоста

Далее нам нужно настроить приложение-хост для потребления модулей, экспортируемых удаленными приложениями. Это включает в себя определение удаленных приложений и сопоставление их с соответствующими URL-адресами.

webpack.config.js:

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

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'mainApp',
      remotes: {
        productCatalog: 'productCatalog@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        shoppingCart: 'shoppingCart@http://localhost:3002/remoteEntry.js',
        userProfile: 'userProfile@http://localhost:3003/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom', 'vue', '@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

В этой конфигурации мы определяем три удаленных приложения: productCatalog, shoppingCart и userProfile. Каждое удаленное приложение сопоставлено с URL его файла remoteEntry.js. Мы также делаем общими зависимости для всех микрофронтендов.

Шаг 3: Потребление модулей в приложении-хосте

Наконец, мы можем потреблять модули, экспортируемые удаленными приложениями, в приложении-хосте. Это включает в себя импорт модулей с помощью динамических импортов и их рендеринг в нужных местах.

import React, { Suspense } from 'react';
const ProductList = React.lazy(() => import('productCatalog/ProductList'));
const ShoppingCart = React.lazy(() => import('shoppingCart/ShoppingCart'));
const UserProfile = React.lazy(() => import('userProfile/UserProfile'));

function App() {
  return (
    <div>
      <h1>Приложение для электронной коммерции</h1>
      <Suspense fallback={<div>Загрузка каталога товаров...</div>}>
        <ProductList />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Загрузка корзины...</div>}>
        <ShoppingCart />
      <\Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Загрузка профиля пользователя...</div>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

Мы используем React.lazy и Suspense для динамической загрузки модулей из удаленных приложений. Это гарантирует, что модули загружаются только тогда, когда они необходимы, что повышает производительность приложения.

Продвинутые аспекты и лучшие практики

Хотя Module Federation предоставляет мощный механизм для реализации микрофронтендов, существует несколько продвинутых аспектов и лучших практик, которые следует учитывать.

Управление версиями и совместимость

При совместном использовании модулей между микрофронтендами крайне важно управлять версиями и обеспечивать совместимость. Разные микрофронтенды могут иметь разные зависимости или требовать разные версии общих модулей. Использование семантического версионирования и тщательное управление общими зависимостями помогут избежать конфликтов и обеспечить бесперебойную совместную работу микрофронтендов.

Рассмотрите возможность использования таких инструментов, как `@module-federation/automatic-vendor-federation`, чтобы автоматизировать процесс управления общими зависимостями.

Управление состоянием

Совместное использование состояния между микрофронтендами может быть сложной задачей. Разные микрофронтенды могут иметь разные решения для управления состоянием или требовать разного доступа к общему состоянию. Существует несколько подходов к управлению состоянием в архитектуре микрофронтендов, в том числе:

• Общие библиотеки состояний: Использование общей библиотеки состояний, такой как Redux или Zustand, для управления глобальным состоянием.
• Пользовательские события: Использование пользовательских событий для передачи изменений состояния между микрофронтендами.
• Состояние на основе URL: Кодирование состояния в URL и его совместное использование между микрофронтендами.

Лучший подход зависит от конкретных потребностей приложения и уровня связанности между микрофронтендами.

Коммуникация между микрофронтендами

Микрофронтендам часто необходимо взаимодействовать друг с другом для обмена данными или запуска действий. Существует несколько способов достичь этого, в том числе:

• Пользовательские события: Использование пользовательских событий для рассылки сообщений между микрофронтендами.
• Общие сервисы: Создание общих сервисов, к которым могут обращаться все микрофронтенды.
• Очереди сообщений: Использование очереди сообщений для асинхронной связи между микрофронтендами.

Выбор правильного механизма коммуникации зависит от сложности взаимодействий и желаемого уровня несвязанности между микрофронтендами.

Вопросы безопасности

При реализации микрофронтендов важно учитывать последствия для безопасности. Каждый микрофронтенд должен нести ответственность за свою собственную безопасность, включая аутентификацию, авторизацию и проверку данных. Совместное использование кода и данных между микрофронтендами должно осуществляться безопасно и с надлежащим контролем доступа.

Обеспечьте надлежащую проверку и санацию вводимых данных для предотвращения уязвимостей межсайтового скриптинга (XSS). Регулярно обновляйте зависимости для устранения уязвимостей безопасности.

Тестирование и мониторинг

Тестирование и мониторинг микрофронтендов могут быть сложнее, чем тестирование и мониторинг монолитных приложений. Каждый микрофронтенд должен тестироваться независимо, а интеграционные тесты должны проводиться для обеспечения корректной совместной работы микрофронтендов. Необходимо внедрить мониторинг для отслеживания производительности и состояния каждого микрофронтенда.

Внедряйте сквозные (end-to-end) тесты, охватывающие несколько микрофронтендов, чтобы обеспечить бесшовный пользовательский опыт. Отслеживайте метрики производительности приложения для выявления узких мест и областей для улучшения.

Module Federation в сравнении с другими подходами к микрофронтендам

Хотя Module Federation является мощным инструментом для создания микрофронтендов, это не единственный доступный подход. Другие распространенные подходы к микрофронтендам включают:

• Интеграция на этапе сборки: Интеграция микрофронтендов во время сборки с использованием таких инструментов, как Webpack или Parcel.
• Интеграция во время выполнения с помощью iframe: Встраивание микрофронтендов в iframe.
• Веб-компоненты: Использование веб-компонентов для создания повторно используемых элементов пользовательского интерфейса, которые можно совместно использовать между микрофронтендами.
• Single-SPA: Использование фреймворка, такого как Single-SPA, для управления маршрутизацией и оркестрацией микрофронтендов.

Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки, и лучший подход зависит от конкретных потребностей приложения.

Module Federation против iframes

iframes обеспечивают сильную изоляцию, но могут быть громоздкими в управлении и негативно влиять на производительность из-за накладных расходов каждого iframe. Коммуникация между iframe также может быть сложной.

Module Federation предлагает более плавный опыт интеграции с лучшей производительностью и более простой коммуникацией между микрофронтендами. Однако это требует тщательного управления общими зависимостями и версиями.

Module Federation против Single-SPA

Single-SPA — это мета-фреймворк, который предоставляет унифицированный подход к управлению и оркестрации микрофронтендов. Он предлагает такие функции, как общий контекст, маршрутизация и управление состоянием.

Module Federation можно использовать в сочетании с Single-SPA для создания гибкой и масштабируемой архитектуры для построения сложных микрофронтенд-приложений.

Сценарии использования Module Federation

Module Federation хорошо подходит для различных сценариев использования, включая:

• Крупные корпоративные приложения: Создание и поддержка крупных, сложных корпоративных приложений с участием нескольких команд.
• Платформы электронной коммерции: Создание модульных и масштабируемых платформ электронной коммерции с независимыми функциями, такими как каталоги товаров, корзины покупок и процессы оформления заказа.
• Системы управления контентом (CMS): Разработка гибких и расширяемых CMS-платформ с настраиваемыми модулями контента.
• Дашборды и аналитические платформы: Создание интерактивных дашбордов и аналитических платформ с независимыми виджетами и визуализациями.

Например, рассмотрим глобальную компанию электронной коммерции, такую как Amazon. Они могли бы использовать Module Federation, чтобы разбить свой веб-сайт на более мелкие, независимые микрофронтенды, такие как страницы товаров, корзина покупок, процесс оформления заказа и раздел управления учетной записью пользователя. Каждый из этих микрофронтендов мог бы разрабатываться и развертываться отдельными командами, что позволило бы ускорить циклы разработки и повысить гибкость. Они могли бы использовать разные технологии для каждого микрофронтенда, например, React для страниц товаров, Vue.js для корзины покупок и Angular для процесса оформления заказа. Это позволяет им использовать сильные стороны каждой технологии и выбирать лучший инструмент для работы.

Другой пример — международный банк. Они могли бы использовать Module Federation для создания банковской платформы, адаптированной к конкретным потребностям каждого региона. У них могли бы быть разные микрофронтенды для каждого региона с функциями, специфичными для банковских правил и предпочтений клиентов этого региона. Это позволяет им предоставлять более персонализированный и релевантный опыт для своих клиентов.

Заключение

Module Federation предлагает мощный и гибкий подход к созданию микрофронтендов. Он позволяет командам работать и развертывать приложения независимо, а также выбирать технологии, наиболее подходящие для их нужд. За счет совместного использования кода и зависимостей Module Federation может сократить время сборки, повысить производительность и упростить процесс разработки.

Хотя у Module Federation есть свои проблемы, такие как управление версиями и состоянием, их можно решить с помощью тщательного планирования и использования соответствующих инструментов и методов. Следуя лучшим практикам и учитывая продвинутые аспекты, рассмотренные в этом руководстве, вы сможете успешно реализовать микрофронтенды с помощью Module Federation и создавать масштабируемые, поддерживаемые и независимые фронтенд-приложения.

По мере того как ландшафт веб-разработки продолжает развиваться, микрофронтенды становятся все более важным архитектурным паттерном. Module Federation предоставляет прочную основу для создания микрофронтендов и является ценным инструментом для любого фронтенд-разработчика, стремящегося создавать современные, масштабируемые веб-приложения.