Arhitektura sprednjega dela: Mikro-frontendi in združevanje modulov – Celovit vodnik

V današnjem kompleksnem svetu razvoja spletnih aplikacij je gradnja in vzdrževanje obsežnih sprednjih aplikacij lahko izziv. Tradicionalne monolitne arhitekture sprednjega dela pogosto vodijo do nabreklosti kode, dolgih časov gradnje in težav pri timskem sodelovanju. Mikro-frontendi in združevanje modulov ponujajo zmogljive rešitve za te probleme, saj velike aplikacije razčlenijo na manjše, neodvisne in obvladljive dele. Ta celovit vodnik raziskuje koncepte arhitekture mikro-frontendov in združevanja modulov, njihove koristi, izzive, strategije implementacije in kdaj jih izbrati.

Kaj so mikro-frontendi?

Mikro-frontendi so arhitekturni slog, ki strukturira sprednjo aplikacijo kot zbirko neodvisnih, samostojnih enot, od katerih je vsaka v lasti ločene ekipe. Te enote je mogoče razvijati, testirati in nameščati neodvisno, kar omogoča večjo prilagodljivost in razširljivost. Predstavljajte si jih kot zbirko neodvisnih spletnih mest, ki so brezhibno integrirana v enotno uporabniško izkušnjo.

Osrednja ideja mikro-frontendov je uporaba principov mikroservisov na sprednjem delu. Tako kot mikroservisi razgradijo zaledje na manjše, obvladljive storitve, mikro-frontendi razgradijo sprednji del na manjše, obvladljive aplikacije ali funkcije.

Prednosti mikro-frontendov:

• Povečana razširljivost: Neodvisna namestitev mikro-frontendov omogoča ekipam, da razširijo svoje dele aplikacije, ne da bi to vplivalo na druge ekipe ali celotno aplikacijo.
• Izboljšana vzdržljivost: Manjše kodne baze so lažje razumljive, testirane in vzdrževane. Vsaka ekipa je odgovorna za svoj mikro-frontend, kar olajša prepoznavanje in odpravljanje težav.
• Raznolikost tehnologije: Ekipe lahko izberejo najboljši tehnološki sklad za svoj specifični mikro-frontend, kar omogoča večjo prilagodljivost in inovativnost. To je lahko ključnega pomena v velikih organizacijah, kjer imajo različne ekipe strokovno znanje o različnih ogrodjih.
• Neodvisne namestitve: Mikro-frontende je mogoče namestiti neodvisno, kar omogoča hitrejše cikle izdaje in zmanjšano tveganje. To je še posebej pomembno pri velikih aplikacijah, kjer so potrebne pogoste posodobitve.
• Avtonomija ekipe: Ekipe imajo popolno lastništvo nad svojim mikro-frontendom, kar spodbuja občutek odgovornosti. To omogoča ekipam, da sprejemajo odločitve in hitro iterirajo.
• Ponovna uporabnost kode: Skupne komponente in knjižnice je mogoče deliti med mikro-frontendi, kar spodbuja ponovno uporabo kode in konsistentnost.

Izzivi mikro-frontendov:

• Povečana kompleksnost: Implementacija arhitekture mikro-frontendov dodaja kompleksnost celotnemu sistemu. Usklajevanje več ekip in upravljanje komunikacije med mikro-frontendi je lahko izziv.
• Izzivi integracije: Zagotavljanje brezhibne integracije med mikro-frontendi zahteva skrbno načrtovanje in usklajevanje. Obravnavati je treba vprašanja, kot so skupne odvisnosti, usmerjanje in slog.
• Zmanjšanje zmogljivosti: Nalaganje več mikro-frontendov lahko povzroči zmanjšanje zmogljivosti, zlasti če niso optimizirani. Pozorno je treba spremljati čase nalaganja in izkoriščenost virov.
• Upravljanje deljenega stanja: Upravljanje deljenega stanja med mikro-frontendi je lahko kompleksno. Pogosto so potrebne strategije, kot so skupne knjižnice, zbirke dogodkov ali centralizirane rešitve za upravljanje stanja.
• Operativni stroški: Upravljanje infrastrukture za več mikro-frontendov je lahko bolj kompleksno kot upravljanje ene same monolitne aplikacije.
• Presečne skrbi: Obvladovanje presečnih skrbi, kot so avtentikacija, avtorizacija in analitika, zahteva skrbno načrtovanje in usklajevanje med ekipami.

Kaj je združevanje modulov (Module Federation)?

Združevanje modulov je JavaScript arhitektura, uvedena v Webpacku 5, ki omogoča deljenje kode med ločeno zgrajenimi in nameščenimi aplikacijami. Omogoča vam ustvarjanje mikro-frontendov z dinamičnim nalaganjem in izvajanjem kode iz drugih aplikacij med izvajanjem. V bistvu omogoča različnim JavaScript aplikacijam, da delujejo kot gradniki druga za drugo.

Za razliko od tradicionalnih pristopov mikro-frontendov, ki pogosto temeljijo na iframih ali spletnih komponentah, združevanje modulov omogoča brezhibno integracijo in deljeno stanje med mikro-frontendi. Omogoča vam, da izpostavite komponente, funkcije ali celo celotne module iz ene aplikacije drugi, ne da bi jih morali objaviti v skupnem registru paketov.

Ključni koncepti združevanja modulov:

• Gostitelj (Host): Aplikacija, ki porablja module iz drugih aplikacij (oddaljenih).
• Oddaljena aplikacija (Remote): Aplikacija, ki izpostavlja module za porabo s strani drugih aplikacij (gostiteljev).
• Deljene odvisnosti: Odvisnosti, ki so deljene med gostiteljsko in oddaljeno aplikacijo. Združevanje modulov omogoča, da se izognete podvajanju deljenih odvisnosti, kar izboljšuje zmogljivost in zmanjšuje velikost paketa.
• Konfiguracija Webpacka: Združevanje modulov se konfigurira prek konfiguracijske datoteke Webpack, kjer določite, katere module boste izpostavili in katere oddaljene aplikacije boste porabili.

Prednosti združevanja modulov:

• Deljenje kode: Združevanje modulov omogoča deljenje kode med ločeno zgrajenimi in nameščenimi aplikacijami, kar zmanjšuje podvajanje kode in izboljšuje ponovno uporabnost kode.
• Neodvisne namestitve: Mikro-frontende je mogoče namestiti neodvisno, kar omogoča hitrejše cikle izdaje in zmanjšano tveganje. Spremembe enega mikro-frontenda ne zahtevajo ponovne namestitve drugih mikro-frontendov.
• Tehnološko agnostičen (do neke mere): Čeprav se primarno uporablja z aplikacijami, ki temeljijo na Webpacku, je združevanje modulov mogoče z nekaj truda integrirati z drugimi orodji za gradnjo in ogrodji.
• Izboljšana zmogljivost: Z deljenjem odvisnosti in dinamičnim nalaganjem modulov lahko združevanje modulov izboljša zmogljivost aplikacije in zmanjša velikost paketa.
• Poenostavljen razvoj: Združevanje modulov poenostavi razvojni proces, saj omogoča ekipam, da delajo na neodvisnih mikro-frontendih, ne da bi jih skrbelo za težave z integracijo.

Izzivi združevanja modulov:

• Odvisnost od Webpacka: Združevanje modulov je primarno funkcija Webpacka, kar pomeni, da morate Webpack uporabljati kot orodje za gradnjo.
• Kompleksnost konfiguracije: Konfiguracija združevanja modulov je lahko kompleksna, zlasti za velike aplikacije z veliko mikro-frontendi.
• Upravljanje različic: Upravljanje različic deljenih odvisnosti in izpostavljenih modulov je lahko izziv. Za izogibanje konfliktom in zagotavljanje združljivosti je potrebno skrbno načrtovanje in usklajevanje.
• Napake med izvajanjem: Težave z oddaljenimi moduli lahko povzročijo napake med izvajanjem v gostiteljski aplikaciji. Pravilno obvladovanje napak in spremljanje sta bistvenega pomena.
• Varnostne zadeve: Izpostavljanje modulov drugim aplikacijam uvaja varnostne pomisleke. Skrbno morate preučiti, katere module izpostaviti in kako jih zaščititi pred nepooblaščenim dostopom.

Arhitekture mikro-frontendov: Različni pristopi

Obstaja več različnih pristopov k implementaciji arhitektur mikro-frontendov, vsak s svojimi prednostmi in slabostmi. Tukaj so nekateri najpogostejši pristopi:

• Integracija med gradnjo: Mikro-frontendi so zgrajeni in integrirani v eno samo aplikacijo med gradnjo. Ta pristop je enostaven za implementacijo, vendar mu primanjkuje fleksibilnosti drugih pristopov.
• Integracija med izvajanjem prek Iframov: Mikro-frontendi se naložijo v iframe med izvajanjem. Ta pristop zagotavlja močno izolacijo, vendar lahko povzroči težave z zmogljivostjo in težave pri komunikaciji med mikro-frontendi.
• Integracija med izvajanjem prek spletnih komponent: Mikro-frontendi so zapakirani kot spletne komponente in naloženi v glavno aplikacijo med izvajanjem. Ta pristop zagotavlja dobro izolacijo in ponovno uporabnost, vendar je lahko bolj kompleksen za implementacijo.
• Integracija med izvajanjem prek JavaScripta: Mikro-frontendi se naložijo kot JavaScript moduli med izvajanjem. Ta pristop ponuja največjo fleksibilnost in zmogljivost, vendar zahteva skrbno načrtovanje in usklajevanje. Združevanje modulov spada v to kategorijo.
• Vključitve na robu (Edge Side Includes - ESI): Pristop na strežniški strani, kjer se fragmenti HTML-ja sestavijo na robu CDN-ja.

Strategije implementacije za mikro-frontende z združevanjem modulov

Implementacija mikro-frontendov z združevanjem modulov zahteva skrbno načrtovanje in izvedbo. Tukaj je nekaj ključnih strategij, ki jih je treba upoštevati:

1. Določite jasne meje: Jasno določite meje med mikro-frontendi. Vsak mikro-frontend bi moral biti odgovoren za specifično domeno ali funkcijo.
2. Vzpostavite knjižnico skupnih komponent: Ustvarite knjižnico skupnih komponent, ki jo lahko uporabljajo vsi mikro-frontendi. To spodbuja doslednost in zmanjšuje podvajanje kode. Sama knjižnica komponent je lahko združen modul.
3. Implementirajte centraliziran sistem usmerjanja: Implementirajte centraliziran sistem usmerjanja, ki obravnava navigacijo med mikro-frontendi. To zagotavlja brezhibno uporabniško izkušnjo.
4. Izberite strategijo upravljanja stanja: Izberite strategijo upravljanja stanja, ki dobro deluje za vašo aplikacijo. Možnosti vključujejo skupne knjižnice, zbirke dogodkov ali centralizirane rešitve za upravljanje stanja, kot sta Redux ali Vuex.
5. Implementirajte robusten cevovod za gradnjo in namestitev: Implementirajte robusten cevovod za gradnjo in namestitev, ki avtomatizira proces gradnje, testiranja in namestitve mikro-frontendov.
6. Vzpostavite jasne komunikacijske kanale: Vzpostavite jasne komunikacijske kanale med ekipami, ki delajo na različnih mikro-frontendih. To zagotavlja, da so vsi na isti strani in da so težave hitro rešene.
7. Spremljajte in merite zmogljivost: Spremljajte in merite zmogljivost vaše arhitekture mikro-frontendov. To vam omogoča prepoznavanje in odpravljanje ozkih grl v zmogljivosti.

Primer: Implementacija preprostega mikro-frontenda z združevanjem modulov (React)

Pokažimo preprost primer z uporabo Reacta in združevanja modulov Webpacka. Imeli bomo dve aplikaciji: Gostiteljsko aplikacijo in Oddaljeno aplikacijo.

Oddaljena aplikacija (RemoteApp) – izpostavi komponento

1. Namestite odvisnosti:

            npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

2. Ustvarite preprosto komponento (RemoteComponent.jsx):

            import React from 'react';

const RemoteComponent = () => {
  return <div style={{ border: '2px solid blue', padding: '10px', margin: '10px' }}>
           <h2>Remote Component</h2>
           <p>This component is being served from the Remote App!</p>
         </div>;
};

export default RemoteComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

3. Ustvarite index.js:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import RemoteComponent from './RemoteComponent';

ReactDOM.render(<RemoteComponent />, document.getElementById('root'));
            

              
                Copy
              
            
          

4. Ustvarite webpack.config.js:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './index',
  mode: 'development',
  devServer: {
    port: 3001,
  },
  output: {
    publicPath: 'auto',
  },
  resolve: {
    extensions: ['.js', '.jsx'],
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(js|jsx)$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'],
          },
        },
      },
    ],
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'RemoteApp',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './RemoteComponent': './RemoteComponent',
      },
      shared: {
        ...require('./package.json').dependencies,
        react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react'] },
        'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react-dom'] },
      },
    }),
    new HtmlWebpackPlugin({
      template: './index.html',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

5. Ustvarite index.html:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Remote App</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

6. Dodajte Babel konfiguracijo (.babelrc ali babel.config.js):

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

7. Zaženite oddaljeno aplikacijo:

            npx webpack serve
            

              
                Copy
              
            
          

Gostiteljska aplikacija (HostApp) – porabi oddaljeno komponento

1. Namestite odvisnosti:

            npm install react react-dom webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

2. Ustvarite preprosto komponento (Home.jsx):

            import React, { Suspense } from 'react';

const RemoteComponent = React.lazy(() => import('RemoteApp/RemoteComponent'));

const Home = () => {
  return (
    <div style={{ border: '2px solid green', padding: '10px', margin: '10px' }}>
      <h1>Host Application</h1>
      <p>This is the main application consuming a remote component.</p>
      <Suspense fallback={<div>Loading Remote Component...</div>}>
        <RemoteComponent />
      </Suspense>
    </div>
  );
};

export default Home;
            

              
                Copy
              
            
          

3. Ustvarite index.js:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import Home from './Home';

ReactDOM.render(<Home />, document.getElementById('root'));
            

              
                Copy
              
            
          

4. Ustvarite webpack.config.js:

            const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './index',
  mode: 'development',
  devServer: {
    port: 3000,
  },
  output: {
    publicPath: 'auto',
  },
  resolve: {
    extensions: ['.js', '.jsx'],
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(js|jsx)$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'],
          },
        },
      },
    ],
  },
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'HostApp',
      remotes: {
        RemoteApp: 'RemoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        ...require('./package.json').dependencies,
        react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react'] },
        'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: require('./package.json').dependencies['react-dom'] },
      },
    }),
    new HtmlWebpackPlugin({
      template: './index.html',
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

5. Ustvarite index.html:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Host App</title>
</head>
<body>
  <div id="root"></div>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

6. Dodajte Babel konfiguracijo (.babelrc ali babel.config.js):

            {
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-react"]
}
            

              
                Copy
              
            
          

7. Zaženite gostiteljsko aplikacijo:

            npx webpack serve
            

              
                Copy
              
            
          

Ta primer prikazuje, kako lahko gostiteljska aplikacija (Host App) porabi oddaljeno komponento (RemoteComponent) iz oddaljene aplikacije (Remote App) med izvajanjem. Ključni vidiki vključujejo določitev vstopne točke oddaljene aplikacije v konfiguraciji webpacka gostiteljske aplikacije in uporabo React.lazy ter Suspense za asinhrono nalaganje oddaljene komponente.

Kdaj izbrati mikro-frontende in združevanje modulov

Mikro-frontendi in združevanje modulov niso univerzalna rešitev. Najbolj so primerni za velike, kompleksne aplikacije z več ekipami, ki delajo vzporedno. Tukaj je nekaj scenarijev, kjer so mikro-frontendi in združevanje modulov lahko koristni:

• Velike ekipe: Ko več ekip dela na isti aplikaciji, lahko mikro-frontendi pomagajo izolirati kodo in zmanjšati konflikte.
• Zapuščene aplikacije: Mikro-frontendi se lahko uporabijo za postopno migracijo zapuščene aplikacije na sodobno arhitekturo.
• Neodvisne namestitve: Ko morate pogosto nameščati posodobitve, ne da bi to vplivalo na druge dele aplikacije, lahko mikro-frontendi zagotovijo potrebno izolacijo.
• Tehnološka raznolikost: Ko želite uporabljati različne tehnologije za različne dele aplikacije, vam mikro-frontendi to omogočajo.
• Zahteve po razširljivosti: Ko morate neodvisno razširiti različne dele aplikacije, lahko mikro-frontendi zagotovijo potrebno fleksibilnost.

Vendar mikro-frontendi in združevanje modulov niso vedno najboljša izbira. Pri majhnih, preprostih aplikacijah dodana kompleksnost morda ne odtehta koristi. V takšnih primerih je morda bolj primerna monolitna arhitektura.

Alternativni pristopi k mikro-frontendom

Čeprav je združevanje modulov zmogljivo orodje za gradnjo mikro-frontendov, ni edini pristop. Tukaj je nekaj alternativnih strategij:

• Iframi: Preprost, vendar pogosto manj zmogljiv pristop, ki zagotavlja močno izolacijo, vendar s težavami pri komunikaciji in oblikovanju.
• Spletne komponente: Standardiziran pristop za ustvarjanje ponovno uporabnih elementov uporabniškega vmesnika. Uporabljajo se lahko za gradnjo mikro-frontendov, ki so agnostični glede ogrodja.
• Single-SPA: Okvir za orkestriranje več JavaScript aplikacij na eni sami strani.
• Vključitve na strežniški strani (SSI) / Vključitve na robu (ESI): Tehnike na strežniški strani za sestavljanje fragmentov HTML-ja.

Najboljše prakse za arhitekturo mikro-frontendov

Učinkovita implementacija arhitekture mikro-frontendov zahteva upoštevanje najboljših praks:

• Princip enotne odgovornosti: Vsak mikro-frontend naj ima jasno in dobro določeno odgovornost.
• Neodvisna možnost namestitve: Vsak mikro-frontend naj bo neodvisno namestljiv.
• Tehnološka agnostičnost (kjer je mogoče): Prizadevajte si za tehnološko agnostičnost, da boste ekipam omogočili izbiro najboljših orodij za delo.
• Sporazumevalna komunikacija: Določite jasne pogodbe za komunikacijo med mikro-frontendi.
• Avtomatizirano testiranje: Implementirajte celovito avtomatizirano testiranje, da zagotovite kakovost vsakega mikro-frontenda in celotnega sistema.
• Centralizirano beleženje in spremljanje: Implementirajte centralizirano beleženje in spremljanje za sledenje zmogljivosti in stanja arhitekture mikro-frontendov.

Zaključek

Mikro-frontendi in združevanje modulov ponujajo zmogljiv pristop k gradnji razširljivih, vzdržljivih in fleksibilnih sprednjih aplikacij. Z razčlenitvijo velikih aplikacij na manjše, neodvisne enote lahko ekipe delajo učinkoviteje, pogosteje izdajajo posodobitve in hitreje inovirajo. Čeprav so z implementacijo arhitekture mikro-frontendov povezani izzivi, koristi pogosto presegajo stroške, zlasti pri velikih, kompleksnih aplikacijah. Združevanje modulov zagotavlja še posebej elegantno in učinkovito rešitev za deljenje kode in komponent med mikro-frontendi. S skrbnim načrtovanjem in izvedbo strategije mikro-frontendov lahko ustvarite sprednjo arhitekturo, ki je dobro prilagojena potrebam vaše organizacije in vaših uporabnikov.

Ker se okolje spletnega razvoja še naprej razvija, bodo mikro-frontendi in združevanje modulov verjetno postali vse pomembnejši arhitekturni vzorci. Z razumevanjem konceptov, koristi in izzivov teh pristopov se lahko pozicionirate za gradnjo naslednje generacije spletnih aplikacij.