Micro Frontends: Komplexný sprievodca Module Federation

V neustále sa vyvíjajúcom svete webového vývoja sa môže budovanie a údržba veľkých, komplexných frontendových aplikácií stať významnou výzvou. Monolitické frontendy, kde je celá aplikácia jedna, pevne spojená kódová základňa, často vedú k pomalším vývojovým cyklom, zvýšeným rizikám pri nasadzovaní a problémom so škálovaním jednotlivých funkcií.

Micro Frontends ponúkajú riešenie rozdelením frontendu na menšie, nezávislé a spravovateľné jednotky. Tento architektonický prístup umožňuje tímom pracovať autonómne, nasadzovať nezávisle a vyberať si technológie, ktoré najlepšie vyhovujú ich špecifickým potrebám. Jednou z najsľubnejších technológií na implementáciu Micro Frontends je Module Federation.

Čo sú to Micro Frontends?

Micro Frontends sú architektonický štýl, pri ktorom je frontendová aplikácia zložená z viacerých menších, nezávislých frontendových aplikácií. Tieto aplikácie môžu byť vyvíjané, nasadzované a udržiavané rôznymi tímami, s použitím rôznych technológií a bez potreby koordinácie v čase zostavenia (build time). Každý Micro Frontend je zodpovedný za špecifickú funkciu alebo doménu celkovej aplikácie.

Kľúčové princípy Micro Frontends:

• Nezávislosť od technológie: Tímy si môžu zvoliť najlepší technologický stack pre svoj špecifický Micro Frontend.
• Izolované kódové základne tímov: Každý Micro Frontend má svoju vlastnú nezávislú kódovú základňu, čo umožňuje nezávislý vývoj a nasadenia.
• Nezávislé nasadenie: Zmeny v jednom Micro Frontende si nevyžadujú opätovné nasadenie celej aplikácie.
• Autonómne tímy: Tímy sú zodpovedné za svoj Micro Frontend a môžu pracovať nezávisle.
• Postupná aktualizácia: Jednotlivé Micro Frontendy môžu byť aktualizované alebo nahradené bez ovplyvnenia zvyšku aplikácie.

Predstavenie Module Federation

Module Federation je JavaScriptová architektúra predstavená vo Webpacku 5, ktorá umožňuje JavaScriptovej aplikácii dynamicky načítať kód z inej aplikácie za behu. To znamená, že rôzne aplikácie môžu zdieľať a konzumovať moduly od seba navzájom, aj keď sú vytvorené s rôznymi technológiami alebo nasadené na rôznych serveroch.

Module Federation poskytuje výkonný mechanizmus na implementáciu Micro Frontends tým, že umožňuje rôznym frontendovým aplikáciám vystavovať a konzumovať moduly od seba navzájom. To umožňuje bezproblémovú integráciu rôznych Micro Frontends do jedného, súdržného používateľského zážitku.

Kľúčové výhody Module Federation:

• Zdieľanie kódu: Micro Frontends môžu zdieľať kód a komponenty, čím sa znižuje duplicita a zlepšuje konzistentnosť.
• Integrácia za behu: Micro Frontends môžu byť integrované za behu, čo umožňuje dynamické skladanie a aktualizácie.
• Nezávislé nasadenia: Micro Frontends môžu byť nasadené nezávisle bez potreby koordinácie alebo opätovného nasadenia iných aplikácií.
• Nezávislosť od technológie: Micro Frontends môžu byť vytvorené s rôznymi technológiami a napriek tomu byť integrované pomocou Module Federation.
• Skrátené časy zostavenia: Zdieľaním kódu a závislostí môže Module Federation skrátiť časy zostavenia a zlepšiť efektivitu vývoja.

Ako funguje Module Federation

Module Federation funguje na základe definovania dvoch typov aplikácií: host (hostiteľská) a remote (vzdialená). Hostiteľská aplikácia je hlavná aplikácia, ktorá konzumuje moduly z iných aplikácií. Vzdialená aplikácia je aplikácia, ktorá vystavuje moduly na konzumáciu inými aplikáciami.

Keď hostiteľská aplikácia narazí na príkaz importu pre modul, ktorý je vystavený vzdialenou aplikáciou, Webpack dynamicky načíta vzdialenú aplikáciu a vyrieši import za behu. To umožňuje hostiteľskej aplikácii použiť modul zo vzdialenej aplikácie, akoby bol súčasťou jej vlastnej kódovej základne.

Kľúčové koncepty v Module Federation:

• Host (Hostiteľ): Aplikácia, ktorá konzumuje moduly zo vzdialených aplikácií.
• Remote (Vzdialená): Aplikácia, ktorá vystavuje moduly na konzumáciu inými aplikáciami.
• Vystavené moduly: Moduly, ktoré vzdialená aplikácia sprístupňuje na konzumáciu inými aplikáciami.
• Zdieľané moduly: Moduly, ktoré sú zdieľané medzi hostiteľskou a vzdialenými aplikáciami, čím sa znižuje duplicita a zlepšuje výkon.

Implementácia Micro Frontends s Module Federation: Praktický príklad

Uvažujme o jednoduchej e-commerce aplikácii s tromi Micro Frontends: katalóg produktov, nákupný košík a používateľský profil.

Každý Micro Frontend je vyvíjaný samostatným tímom a nasadzovaný nezávisle. Katalóg produktov je vytvorený v Reacte, nákupný košík vo Vue.js a používateľský profil v Angulare. Hlavná aplikácia slúži ako hostiteľ a integruje tieto tri Micro Frontendy do jedného používateľského rozhrania.

Krok 1: Konfigurácia vzdialených aplikácií

Najprv musíme nakonfigurovať každý Micro Frontend ako vzdialenú aplikáciu. To zahŕňa definovanie modulov, ktoré budú vystavené, a zdieľaných modulov, ktoré budú použité.

Katalóg produktov (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'],
    }),
  ],
};

V tejto konfigurácii vystavujeme komponent ProductList zo súboru ./src/components/ProductList. Taktiež zdieľame moduly react a react-dom s hostiteľskou aplikáciou.

Nákupný košík (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'],
    }),
  ],
};

Tu vystavujeme komponent ShoppingCart a zdieľame modul vue.

Používateľský profil (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'],
    }),
  ],
};

Vystavujeme komponent UserProfile a zdieľame potrebné Angular moduly.

Krok 2: Konfigurácia hostiteľskej aplikácie

Ďalej musíme nakonfigurovať hostiteľskú aplikáciu tak, aby konzumovala moduly vystavené vzdialenými aplikáciami. To zahŕňa definovanie vzdialených aplikácií (remotes) a ich priradenie k príslušným URL adresám.

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'],
    }),
  ],
};

V tejto konfigurácii definujeme tri vzdialené aplikácie: productCatalog, shoppingCart a userProfile. Každá vzdialená aplikácia je priradená k URL adrese svojho súboru remoteEntry.js. Taktiež zdieľame spoločné závislosti naprieč všetkými Micro Frontends.

Krok 3: Konzumácia modulov v hostiteľskej aplikácii

Nakoniec môžeme konzumovať moduly vystavené vzdialenými aplikáciami v hostiteľskej aplikácii. To zahŕňa importovanie modulov pomocou dynamických importov a ich vykreslenie na príslušných miestach.

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>E-commerce Application</h1>
      <Suspense fallback={<div>Načítava sa katalóg produktov...</div>}>
        <ProductList />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Načítava sa nákupný košík...</div>}>
        <ShoppingCart />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Načítava sa používateľský profil...</div>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

Používame React.lazy a Suspense na dynamické načítanie modulov zo vzdialených aplikácií. Tým sa zabezpečí, že moduly sa načítajú len vtedy, keď sú potrebné, čo zlepšuje výkon aplikácie.

Pokročilé úvahy a osvedčené postupy

Hoci Module Federation poskytuje výkonný mechanizmus na implementáciu Micro Frontends, je potrebné mať na pamäti niekoľko pokročilých úvah a osvedčených postupov.

Správa verzií a kompatibilita

Pri zdieľaní modulov medzi Micro Frontends je kľúčové spravovať verzie a zabezpečiť kompatibilitu. Rôzne Micro Frontends môžu mať rôzne závislosti alebo vyžadovať rôzne verzie zdieľaných modulov. Používanie sémantického verziovania a starostlivá správa zdieľaných závislostí môže pomôcť predísť konfliktom a zabezpečiť, že Micro Frontends budú spolu bezproblémovo fungovať.

Zvážte nástroje ako `@module-federation/automatic-vendor-federation`, ktoré pomáhajú automatizovať proces správy zdieľaných závislostí.

Správa stavu

Zdieľanie stavu medzi Micro Frontends môže byť náročné. Rôzne Micro Frontends môžu mať rôzne riešenia pre správu stavu alebo vyžadovať rôzny prístup k zdieľanému stavu. Existuje niekoľko prístupov k správe stavu v architektúre Micro Frontend, vrátane:

• Zdieľané knižnice pre správu stavu: Použitie zdieľanej knižnice ako Redux alebo Zustand na správu globálneho stavu.
• Vlastné udalosti: Použitie vlastných udalostí na komunikáciu zmien stavu medzi Micro Frontends.
• Stav založený na URL: Kódovanie stavu v URL a jeho zdieľanie medzi Micro Frontends.

Najlepší prístup závisí od špecifických potrieb aplikácie a úrovne prepojenia medzi Micro Frontends.

Komunikácia medzi Micro Frontends

Micro Frontends často potrebujú navzájom komunikovať, aby si vymieňali dáta alebo spúšťali akcie. Existuje niekoľko spôsobov, ako to dosiahnuť, vrátane:

• Vlastné udalosti: Použitie vlastných udalostí na vysielanie správ medzi Micro Frontends.
• Zdieľané služby: Vytvorenie zdieľaných služieb, ku ktorým majú prístup všetky Micro Frontends.
• Fronty správ: Použitie fronty správ na asynchrónnu komunikáciu medzi Micro Frontends.

Výber správneho komunikačného mechanizmu závisí od zložitosti interakcií a požadovanej úrovne oddelenia medzi Micro Frontends.

Bezpečnostné aspekty

Pri implementácii Micro Frontends je dôležité zvážiť bezpečnostné dôsledky. Každý Micro Frontend by mal byť zodpovedný za svoju vlastnú bezpečnosť, vrátane autentifikácie, autorizácie a validácie dát. Zdieľanie kódu a dát medzi Micro Frontends by sa malo vykonávať bezpečne a s primeranými kontrolami prístupu.

Zabezpečte riadnu validáciu a sanitizáciu vstupov, aby ste predišli zraniteľnostiam typu cross-site scripting (XSS). Pravidelne aktualizujte závislosti, aby ste opravili bezpečnostné zraniteľnosti.

Testovanie a monitorovanie

Testovanie a monitorovanie Micro Frontends môže byť zložitejšie ako testovanie a monitorovanie monolitických aplikácií. Každý Micro Frontend by mal byť testovaný nezávisle a integračné testy by sa mali vykonávať na zabezpečenie správneho fungovania Micro Frontends dohromady. Monitorovanie by malo byť implementované na sledovanie výkonu a stavu každého Micro Frontendu.

Implementujte end-to-end testy, ktoré pokrývajú viacero Micro Frontends, aby ste zabezpečili bezproblémový používateľský zážitok. Monitorujte metriky výkonu aplikácie na identifikáciu úzkych miest a oblastí na zlepšenie.

Module Federation vs. iné prístupy k Micro Frontends

Hoci je Module Federation výkonným nástrojom na budovanie Micro Frontends, nie je to jediný dostupný prístup. Medzi ďalšie bežné prístupy k Micro Frontends patria:

• Integrácia v čase zostavenia: Integrácia Micro Frontends v čase zostavenia pomocou nástrojov ako Webpack alebo Parcel.
• Integrácia za behu s iframes: Vkladanie Micro Frontends do iframes.
• Web Components: Používanie webových komponentov na vytváranie opakovane použiteľných UI prvkov, ktoré možno zdieľať medzi Micro Frontends.
• Single-SPA: Použitie frameworku ako Single-SPA na správu smerovania a orchestrácie Micro Frontends.

Každý prístup má svoje vlastné výhody a nevýhody a najlepší prístup závisí od špecifických potrieb aplikácie.

Module Federation vs. iframes

iframes poskytujú silnú izoláciu, ale ich správa môže byť ťažkopádna a môžu negatívne ovplyvniť výkon kvôli réžii každého iframe. Komunikácia medzi iframes môže byť tiež zložitá.

Module Federation ponúka plynulejší integračný zážitok s lepším výkonom a jednoduchšou komunikáciou medzi Micro Frontends. Vyžaduje si však starostlivú správu zdieľaných závislostí a verzií.

Module Federation vs. Single-SPA

Single-SPA je meta-framework, ktorý poskytuje zjednotený prístup k správe a orchestrácii Micro Frontends. Ponúka funkcie ako zdieľaný kontext, smerovanie a správu stavu.

Module Federation sa môže používať v spojení so Single-SPA na poskytnutie flexibilnej a škálovateľnej architektúry na budovanie komplexných aplikácií Micro Frontend.

Prípady použitia pre Module Federation

Module Federation je vhodná pre rôzne prípady použitia, vrátane:

• Veľké podnikové aplikácie: Budovanie a údržba veľkých, komplexných podnikových aplikácií s viacerými tímami.
• E-commerce platformy: Vytváranie modulárnych a škálovateľných e-commerce platforiem s nezávislými funkciami, ako sú katalógy produktov, nákupné košíky a procesy platby.
• Systémy na správu obsahu (CMS): Vývoj flexibilných a rozšíriteľných CMS platforiem s prispôsobiteľnými obsahovými modulmi.
• Dashboardy a analytické platformy: Budovanie interaktívnych dashboardov a analytických platforiem s nezávislými widgetmi a vizualizáciami.

Zoberme si napríklad globálnu e-commerce spoločnosť ako Amazon. Mohli by použiť Module Federation na rozdelenie svojej webovej stránky na menšie, nezávislé Micro Frontendy, ako sú stránky produktov, nákupný košík, proces platby a sekcia správy používateľského účtu. Každý z týchto Micro Frontends by mohol byť vyvíjaný a nasadzovaný samostatnými tímami, čo by umožnilo rýchlejšie vývojové cykly a zvýšenú agilitu. Mohli by použiť rôzne technológie pre každý Micro Frontend, napríklad React pre stránky produktov, Vue.js pre nákupný košík a Angular pre proces platby. To im umožňuje využiť silné stránky každej technológie a zvoliť si najlepší nástroj pre danú prácu.

Ďalším príkladom je nadnárodná banka. Mohli by použiť Module Federation na vytvorenie bankovej platformy, ktorá je prispôsobená špecifickým potrebám každého regiónu. Mohli by mať rôzne Micro Frontendy pre každý región, s funkciami, ktoré sú špecifické pre bankové predpisy a preferencie zákazníkov daného regiónu. To im umožňuje poskytovať personalizovanejší a relevantnejší zážitok pre svojich zákazníkov.

Záver

Module Federation ponúka výkonný a flexibilný prístup k budovaniu Micro Frontends. Umožňuje tímom pracovať nezávisle, nasadzovať nezávisle a vyberať si technológie, ktoré najlepšie vyhovujú ich potrebám. Zdieľaním kódu a závislostí môže Module Federation skrátiť časy zostavenia, zlepšiť výkon a zjednodušiť proces vývoja.

Hoci Module Federation má svoje výzvy, ako je správa verzií a správa stavu, tieto možno riešiť starostlivým plánovaním a použitím vhodných nástrojov a techník. Dodržiavaním osvedčených postupov a zvážením pokročilých úvah diskutovaných v tomto sprievodcovi môžete úspešne implementovať Micro Frontends s Module Federation a budovať škálovateľné, udržateľné a nezávislé frontendové aplikácie.

Ako sa svet webového vývoja neustále vyvíja, Micro Frontends sa stávajú čoraz dôležitejším architektonickým vzorom. Module Federation poskytuje pevný základ pre budovanie Micro Frontends a je cenným nástrojom pre každého frontendového vývojára, ktorý chce budovať moderné, škálovateľné webové aplikácie.