Zvládnutie JavaScript Module Federation: Sila zdieľaného rozsahu a zdieľania závislostí

V rýchlo sa meniacom svete webového vývoja si budovanie škálovateľných a udržateľných aplikácií často vyžaduje osvojenie si sofistikovaných architektonických vzorov. Medzi nimi si získal významnú popularitu koncept mikrofrontendov, ktorý tímom umožňuje nezávisle vyvíjať a nasadzovať časti aplikácie. Srdcom bezproblémovej integrácie a efektívneho zdieľania kódu medzi týmito nezávislými jednotkami je plugin Webpacku s názvom Module Federation a kritickou súčasťou jeho sily je zdieľaný rozsah (shared scope).

Tento komplexný sprievodca sa ponára hlboko do mechanizmu zdieľaného rozsahu v rámci JavaScript Module Federation. Preskúmame, čo to je, prečo je to nevyhnutné pre zdieľanie závislostí, ako to funguje a aké sú praktické stratégie na jeho efektívnu implementáciu. Naším cieľom je vybaviť vývojárov vedomosťami, aby mohli využívať túto mocnú funkciu na zlepšenie výkonu, zníženie veľkosti balíčkov a zlepšenie vývojárskeho zážitku v rôznych globálnych vývojárskych tímoch.

Čo je JavaScript Module Federation?

Predtým, ako sa ponoríme do zdieľaného rozsahu, je dôležité pochopiť základný koncept Module Federation. Module Federation, predstavený s Webpackom 5, je riešenie pre čas zostavenia (build-time) a čas behu (run-time), ktoré umožňuje JavaScriptovým aplikáciám dynamicky zdieľať kód (ako sú knižnice, frameworky alebo dokonca celé komponenty) medzi samostatne kompilovanými aplikáciami. To znamená, že môžete mať viacero samostatných aplikácií (často označovaných ako 'remotes' alebo 'consumers'), ktoré môžu načítať kód z 'kontajnerovej' alebo 'hostiteľskej' aplikácie a naopak.

Hlavné výhody Module Federation zahŕňajú:

• Zdieľanie kódu: Eliminujte redundantný kód naprieč viacerými aplikáciami, čím znížite celkovú veľkosť balíčkov a zlepšíte časy načítania.
• Nezávislé nasadenie: Tímy môžu vyvíjať a nasadzovať rôzne časti veľkej aplikácie nezávisle, čo podporuje agilitu a rýchlejšie cykly vydávania.
• Technologická agnostickosť: Hoci sa primárne používa s Webpackom, do určitej miery uľahčuje zdieľanie medzi rôznymi nástrojmi na zostavovanie alebo frameworkmi, čo podporuje flexibilitu.
• Integrácia za behu: Aplikácie môžu byť skladané za behu, čo umožňuje dynamické aktualizácie a flexibilné štruktúry aplikácií.

Problém: Redundantné závislosti v mikrofrontendoch

Predstavte si scenár, kde máte viacero mikrofrontendov, ktoré všetky závisia od rovnakej verzie populárnej UI knižnice ako React, alebo knižnice pre správu stavu ako Redux. Bez mechanizmu na zdieľanie by si každý mikrofrontend pribalil vlastnú kópiu týchto závislostí. To vedie k:

• Nafúknuté veľkosti balíčkov: Každá aplikácia zbytočne duplikuje bežné knižnice, čo vedie k väčším súborom na stiahnutie pre používateľov.
• Zvýšená spotreba pamäte: Viacero inštancií tej istej knižnice načítaných v prehliadači môže spotrebovať viac pamäte.
• Nekonzistentné správanie: Rôzne verzie zdieľaných knižníc v aplikáciách môžu viesť k drobným chybám a problémom s kompatibilitou.
• Plytvanie sieťovými zdrojmi: Používatelia môžu sťahovať tú istú knižnicu viackrát, ak sa pohybujú medzi rôznymi mikrofrontendmi.

A práve tu vstupuje do hry zdieľaný rozsah Module Federation, ktorý ponúka elegantné riešenie týchto výziev.

Pochopenie zdieľaného rozsahu v Module Federation

Zdieľaný rozsah (shared scope), často konfigurovaný prostredníctvom voľby shared v rámci pluginu Module Federation, je mechanizmus, ktorý umožňuje viacerým nezávisle nasadeným aplikáciám zdieľať závislosti. Po nakonfigurovaní Module Federation zabezpečí, že sa načíta jedna inštancia špecifikovanej závislosti a sprístupní sa všetkým aplikáciám, ktoré ju vyžadujú.

V podstate zdieľaný rozsah funguje tak, že vytvára globálny register alebo kontajner pre zdieľané moduly. Keď aplikácia požiada o zdieľanú závislosť, Module Federation skontroluje tento register. Ak je závislosť už prítomná (t. j. načítaná inou aplikáciou alebo hostiteľom), použije existujúcu inštanciu. V opačnom prípade načíta závislosť a zaregistruje ju do zdieľaného rozsahu pre budúce použitie.

Konfigurácia zvyčajne vyzerá takto:

            // 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
              
            
          

Kľúčové konfiguračné voľby pre zdieľané závislosti:

• singleton: true: Toto je asi najdôležitejšia voľba. Keď je nastavená na true, zabezpečí, že sa načíta iba jedna inštancia zdieľanej závislosti naprieč všetkými konzumujúcimi aplikáciami. Ak sa viaceré aplikácie pokúsia načítať tú istú singleton závislosť, Module Federation im poskytne rovnakú inštanciu.
• eager: true: Predvolene sa zdieľané závislosti načítavajú lenivo (lazily), čo znamená, že sa sťahujú až vtedy, keď sú explicitne importované alebo použité. Nastavenie eager: true vynúti načítanie závislosti hneď po spustení aplikácie, aj keď sa okamžite nepoužije. To môže byť prospešné pre kritické knižnice ako frameworky, aby sa zabezpečila ich dostupnosť od samého začiatku.
• requiredVersion: '...': Táto voľba špecifikuje požadovanú verziu zdieľanej závislosti. Module Federation sa pokúsi nájsť zhodnú verziu. Ak viaceré aplikácie vyžadujú rôzne verzie, Module Federation má mechanizmy na riešenie tejto situácie (o ktorých sa budeme baviť neskôr).
• version: '...': Môžete explicitne nastaviť verziu závislosti, ktorá bude publikovaná do zdieľaného rozsahu.
• import: false: Toto nastavenie hovorí Module Federation, aby automaticky nezahrnul zdieľanú závislosť do balíčka. Namiesto toho očakáva, že bude poskytnutá externe (čo je predvolené správanie pri zdieľaní).
• packageDir: '...': Špecifikuje adresár balíčka, z ktorého sa má zdieľaná závislosť načítať, čo je užitočné v monorepos.

Ako zdieľaný rozsah umožňuje zdieľanie závislostí

Rozoberme si tento proces na praktickom príklade. Predstavte si, že máme hlavnú 'kontajnerovú' aplikáciu a dve 'vzdialené' aplikácie, `app1` a `app2`. Všetky tri aplikácie závisia od `react` a `react-dom` verzie 18.

Scenár 1: Kontajnerová aplikácia zdieľa závislosti

V tomto bežnom nastavení definuje zdieľané závislosti kontajnerová aplikácia. Súbor `remoteEntry.js`, generovaný Module Federation, tieto zdieľané moduly sprístupňuje.

Webpack konfigurácia kontajnera (`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
              
            
          

Teraz budú `app1` a `app2` konzumovať tieto zdieľané závislosti.

Webpack konfigurácia `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
              
            
          

Webpack konfigurácia `app2` (`app2/webpack.config.js`):

Konfigurácia pre `app2` by bola podobná ako pre `app1`, taktiež by deklarovala `react` a `react-dom` ako zdieľané s rovnakými požiadavkami na verziu.

Ako to funguje za behu:

1. Najprv sa načíta kontajnerová aplikácia, čím sprístupní svoje zdieľané inštancie `react` a `react-dom` v jej Module Federation rozsahu.
2. Keď sa načíta `app1`, požiada o `react` a `react-dom`. Module Federation v `app1` vidí, že sú označené ako zdieľané a `singleton: true`. Skontroluje globálny rozsah na existujúce inštancie. Ak ich kontajner už načítal, `app1` opätovne použije tieto inštancie.
3. Podobne, keď sa načíta `app2`, tiež opätovne použije tie isté inštancie `react` a `react-dom`.

Výsledkom je, že do prehliadača sa načíta iba jedna kópia `react` a `react-dom`, čo výrazne znižuje celkovú veľkosť sťahovaných dát.

Scenár 2: Zdieľanie závislostí medzi vzdialenými aplikáciami

Module Federation tiež umožňuje vzdialeným aplikáciám zdieľať závislosti medzi sebou. Ak `app1` a `app2` používajú knižnicu, ktorá *nie je* zdieľaná kontajnerom, môžu ju stále zdieľať, ak ju obe deklarujú ako zdieľanú vo svojich konfiguráciách.

Príklad: Povedzme, že `app1` a `app2` používajú utilitárnu knižnicu `lodash`.

Webpack konfigurácia `app1` (pridanie lodash):

            
// ... v rámci ModuleFederationPlugin pre app1
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

Webpack konfigurácia `app2` (pridanie lodash):

            
// ... v rámci ModuleFederationPlugin pre app2
shared: {
  // ... react, react-dom
  'lodash': {
    singleton: true,
    requiredVersion: '^4.17.21',
  },
},

            

              
                Copy
              
            
          

V tomto prípade, aj keď kontajner explicitne nezdieľa `lodash`, `app1` a `app2` dokážu medzi sebou zdieľať jedinú inštanciu `lodash`, za predpokladu, že sú načítané v rovnakom kontexte prehliadača.

Spracovanie nezhôd verzií

Jednou z najbežnejších výziev pri zdieľaní závislostí je kompatibilita verzií. Čo sa stane, keď `app1` vyžaduje `react` v18.1.0 a `app2` vyžaduje `react` v18.2.0? Module Federation poskytuje robustné stratégie na správu týchto scenárov.

1. Striktná zhoda verzií (Predvolené správanie pre `requiredVersion`)

Keď špecifikujete presnú verziu (napr. '18.1.0') alebo striktný rozsah (napr. '^18.1.0'), Module Federation to bude vynucovať. Ak sa aplikácia pokúsi načítať zdieľanú závislosť s verziou, ktorá nespĺňa požiadavku inej aplikácie, ktorá ju už používa, môže to viesť k chybám.

2. Rozsahy verzií a záložné riešenia

Voľba requiredVersion podporuje rozsahy sémantického verziovania (SemVer). Napríklad, '^18.0.0' znamená akúkoľvek verziu od 18.0.0 až po (ale nie vrátane) 19.0.0. Ak viacero aplikácií vyžaduje verzie v rámci tohto rozsahu, Module Federation zvyčajne použije najvyššiu kompatibilnú verziu, ktorá spĺňa všetky požiadavky.

Zvážte toto:

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

Ak sa kontajner načíta ako prvý, vytvorí `react` v18.0.0 (alebo akúkoľvek verziu, ktorú skutočne obsahuje). Keď `app1` požiada o `react` s `^18.1.0`, môže zlyhať, ak je verzia kontajnera nižšia ako 18.1.0. Avšak, ak sa `app1` načíta ako prvá a poskytne `react` v18.1.0, a potom `app2` požiada o `react` s `^18.2.0`, Module Federation sa pokúsi splniť požiadavku `app2`. Ak je inštancia `react` v18.1.0 už načítaná, môže dôjsť k chybe, pretože v18.1.0 nespĺňa `^18.2.0`.

Aby sa tomu predišlo, osvedčeným postupom je definovať zdieľané závislosti s najširším prijateľným rozsahom verzií, zvyčajne v kontajnerovej aplikácii. Napríklad, použitie '^18.0.0' umožňuje flexibilitu. Ak má konkrétna vzdialená aplikácia pevnú závislosť na novšej patch verzii, mala by byť nakonfigurovaná tak, aby túto verziu explicitne poskytovala.

3. Použitie `shareKey` a `shareScope`

Module Federation vám tiež umožňuje kontrolovať kľúč, pod ktorým je modul zdieľaný, a rozsah, v ktorom sa nachádza. To môže byť užitočné pre pokročilé scenáre, ako je zdieľanie rôznych verzií tej istej knižnice pod rôznymi kľúčmi.

4. Voľba `strictVersion`

Keď je `strictVersion` povolená (čo je predvolené pre `requiredVersion`), Module Federation vyhodí chybu, ak závislosť nemôže byť splnená. Nastavenie strictVersion: false môže umožniť benevolentnejšie zaobchádzanie s verziami, kde sa Module Federation môže pokúsiť použiť staršiu verziu, ak novšia nie je k dispozícii, ale to môže viesť k chybám za behu.

Osvedčené postupy pre používanie zdieľaného rozsahu

Pre efektívne využitie zdieľaného rozsahu Module Federation a predchádzanie bežným nástrahám zvážte tieto osvedčené postupy:

1. Centralizujte zdieľané závislosti: Určite primárnu aplikáciu (často kontajner alebo dedikovanú aplikáciu so zdieľanými knižnicami) ako zdroj pravdy pre bežné, stabilné závislosti ako frameworky (React, Vue, Angular), knižnice UI komponentov a knižnice pre správu stavu.
2. Definujte široké rozsahy verzií: Používajte rozsahy SemVer (napr. '^18.0.0') pre zdieľané závislosti v primárnej zdieľajúcej aplikácii. To umožňuje ostatným aplikáciám používať kompatibilné verzie bez vynucovania striktných aktualizácií v celom ekosystéme.
3. Jasne dokumentujte zdieľané závislosti: Udržiavajte jasnú dokumentáciu o tom, ktoré závislosti sú zdieľané, aké sú ich verzie a ktoré aplikácie sú zodpovedné za ich zdieľanie. To pomáha tímom pochopiť graf závislostí.
4. Monitorujte veľkosti balíčkov: Pravidelne analyzujte veľkosti balíčkov vašich aplikácií. Zdieľaný rozsah Module Federation by mal viesť k zníženiu veľkosti dynamicky načítavaných častí (chunks), keďže bežné závislosti sú externalizované.
5. Spravujte nedeterministické závislosti: Buďte opatrní pri závislostiach, ktoré sa často aktualizujú alebo majú nestabilné API. Zdieľanie takýchto závislostí si môže vyžadovať opatrnejšiu správu verzií a testovanie.
6. Používajte `eager: true` s rozvahou: Hoci `eager: true` zabezpečí skoré načítanie závislosti, jeho nadmerné používanie môže viesť k väčším počiatočným načítaniam. Používajte ho pre kritické knižnice, ktoré sú nevyhnutné pre spustenie aplikácie.
7. Testovanie je kľúčové: Dôkladne testujte integráciu vašich mikrofrontendov. Uistite sa, že zdieľané závislosti sa správne načítavajú a že konflikty verzií sú elegantne riešené. Automatizované testovanie, vrátane integračných a end-to-end testov, je nevyhnutné.
8. Zvážte monorepos pre jednoduchosť: Pre tímy, ktoré začínajú s Module Federation, môže správa zdieľaných závislostí v rámci monorepo (pomocou nástrojov ako Lerna alebo Yarn Workspaces) zjednodušiť nastavenie a zabezpečiť konzistentnosť. Voľba `packageDir` je tu obzvlášť užitočná.
9. Riešte okrajové prípady s `shareKey` a `shareScope`: Ak narazíte na zložité scenáre verziovania alebo potrebujete sprístupniť rôzne verzie tej istej knižnice, preskúmajte voľby `shareKey` a `shareScope` pre jemnejšiu kontrolu.
10. Bezpečnostné aspekty: Uistite sa, že zdieľané závislosti sú sťahované z dôveryhodných zdrojov. Implementujte osvedčené postupy pre bezpečnosť vo vašom build procese a procese nasadenia.

Globálny dopad a úvahy

Pre globálne vývojárske tímy ponúka Module Federation a jeho zdieľaný rozsah významné výhody:

• Konzistentnosť naprieč regiónmi: Zabezpečuje, že všetci používatelia, bez ohľadu na ich geografickú polohu, zažijú aplikáciu s rovnakými základnými závislosťami, čo znižuje regionálne nekonzistencie.
• Rýchlejšie iteračné cykly: Tímy v rôznych časových pásmach môžu pracovať na nezávislých funkciách alebo mikrofrontendoch bez neustáleho strachu z duplikácie bežných knižníc alebo zasahovania do verzií závislostí ostatných.
• Optimalizované pre rôzne siete: Zníženie celkovej veľkosti sťahovaných dát prostredníctvom zdieľaných závislostí je obzvlášť prospešné pre používateľov na pomalších alebo meraných internetových pripojeniach, ktoré sú bežné v mnohých častiach sveta.
• Zjednodušený onboarding: Noví vývojári, ktorí sa pripájajú k veľkému projektu, môžu ľahšie pochopiť architektúru aplikácie a správu závislostí, keď sú bežné knižnice jasne definované a zdieľané.

Globálne tímy si však musia byť vedomé aj:

• CDN stratégie: Ak sú zdieľané závislosti hosťované na CDN, uistite sa, že CDN má dobrý globálny dosah a nízku latenciu pre všetky cieľové regióny.
• Offline podpora: Pre aplikácie vyžadujúce offline schopnosti sa správa zdieľaných závislostí a ich kešovanie stáva zložitejšou.
• Súlad s predpismi: Uistite sa, že zdieľanie knižníc je v súlade s akýmikoľvek relevantnými softvérovými licenciami alebo predpismi o ochrane údajov v rôznych jurisdikciách.

Bežné nástrahy a ako sa im vyhnúť

1. Nesprávne nakonfigurovaný `singleton`

Problém: Zabudnutie nastaviť singleton: true pre knižnice, ktoré by mali mať iba jednu inštanciu.

Riešenie: Vždy nastavte singleton: true pre frameworky, knižnice a utility, ktoré plánujete jedinečne zdieľať naprieč vašimi aplikáciami.

2. Nekonzistentné požiadavky na verzie

Problém: Rôzne aplikácie špecifikujú veľmi odlišné, nekompatibilné rozsahy verzií pre tú istú zdieľanú závislosť.

Riešenie: Štandardizujte požiadavky na verzie, najmä v kontajnerovej aplikácii. Používajte široké rozsahy SemVer a dokumentujte akékoľvek výnimky.

3. Nadmerné zdieľanie nepodstatných knižníc

Problém: Snaha zdieľať každú malú utilitárnu knižnicu, čo vedie k zložitej konfigurácii a potenciálnym konfliktom.

Riešenie: Zamerajte sa na zdieľanie veľkých, bežných a stabilných závislostí. Malé, zriedka používané utility môžu byť lepšie pribalené lokálne, aby sa predišlo zložitosti.

4. Nesprávne zaobchádzanie so súborom `remoteEntry.js`

Problém: Súbor `remoteEntry.js` nie je prístupný alebo nie je správne servírovaný konzumujúcim aplikáciám.

Riešenie: Uistite sa, že vaša stratégia hosťovania pre remote entries je robustná a že URL adresy špecifikované v konfigurácii `remotes` sú presné a prístupné.

5. Ignorovanie dôsledkov `eager: true`

Problém: Nastavenie eager: true na príliš veľa závislostí, čo vedie k pomalému počiatočnému času načítania.

Riešenie: Používajte eager: true iba pre závislosti, ktoré sú absolútne kritické pre počiatočné vykreslenie alebo základnú funkcionalitu vašich aplikácií.

Záver

Zdieľaný rozsah v JavaScript Module Federation je mocný nástroj na budovanie moderných, škálovateľných webových aplikácií, najmä v rámci mikrofrontendovej architektúry. Tým, že umožňuje efektívne zdieľanie závislostí, rieši problémy duplikácie kódu, nafukovania balíčkov a nekonzistencie, čo vedie k zlepšeniu výkonu a udržateľnosti. Pochopenie a správna konfigurácia voľby shared, najmä vlastností singleton a requiredVersion, je kľúčom k odomknutiu týchto výhod.

Keďže globálne vývojárske tímy čoraz viac prijímajú mikrofrontendové stratégie, zvládnutie zdieľaného rozsahu Module Federation sa stáva prvoradým. Dodržiavaním osvedčených postupov, starostlivou správou verzií a dôkladným testovaním môžete využiť túto technológiu na budovanie robustných, vysokovýkonných a udržateľných aplikácií, ktoré efektívne slúžia rôznorodej medzinárodnej používateľskej základni.

Osvojte si silu zdieľaného rozsahu a vydláždite cestu pre efektívnejší a kolaboratívnejší webový vývoj vo vašej organizácii.