Obvladovanje JavaScript Module Federation: Moč deljenega obsega in souporabe odvisnosti

V hitro razvijajočem se svetu spletnega razvoja gradnja razširljivih in vzdržljivih aplikacij pogosto vključuje uporabo naprednih arhitekturnih vzorcev. Med njimi je koncept mikrofrontendov pridobil veliko pozornosti, saj omogoča ekipam, da neodvisno razvijajo in uvajajo dele aplikacije. V osrčju brezšivne integracije in učinkovite souporabe kode med temi neodvisnimi enotami leži Webpackov vtičnik Module Federation, ključna komponenta njegove moči pa je deljeni obseg (shared scope).

Ta obsežen vodnik se poglablja v mehanizem deljenega obsega znotraj JavaScript Module Federation. Raziskali bomo, kaj je, zakaj je ključen za souporabo odvisnosti, kako deluje in praktične strategije za njegovo učinkovito implementacijo. Naš cilj je opremiti razvijalce z znanjem za izkoriščanje te močne funkcije za izboljšano zmogljivost, zmanjšanje velikosti paketov (bundle sizes) in izboljšano razvijalsko izkušnjo v raznolikih globalnih razvojnih ekipah.

Kaj je JavaScript Module Federation?

Preden se poglobimo v deljeni obseg, je ključnega pomena razumeti temeljni koncept Module Federation. Predstavljen z Webpack 5, Module Federation je rešitev za čas gradnje in izvajanja, ki JavaScript aplikacijam omogoča dinamično souporabo kode (kot so knjižnice, ogrodja ali celo celotne komponente) med ločeno prevedenimi aplikacijami. To pomeni, da lahko imate več ločenih aplikacij (pogosto imenovanih 'remotes' ali 'consumers'), ki lahko nalagajo kodo iz 'kontejnerske' ali 'gostiteljske' aplikacije in obratno.

Glavne prednosti Module Federation vključujejo:

• Souporaba kode: Odpravite odvečno kodo v več aplikacijah, zmanjšajte skupno velikost paketov in izboljšajte čas nalaganja.
• Neodvisno uvajanje: Ekipe lahko neodvisno razvijajo in uvajajo različne dele velike aplikacije, kar spodbuja agilnost in hitrejše cikle izdaj.
• Tehnološka neodvisnost: Čeprav se primarno uporablja z Webpackom, do določene mere omogoča souporabo med različnimi orodji za gradnjo ali ogrodji, kar spodbuja prilagodljivost.
• Integracija v času izvajanja: Aplikacije se lahko sestavljajo v času izvajanja, kar omogoča dinamične posodobitve in prilagodljive strukture aplikacij.

Problem: Odvečne odvisnosti v mikrofrontendih

Predstavljajte si scenarij, kjer imate več mikrofrontendov, ki so vsi odvisni od iste različice priljubljene UI knjižnice, kot je React, ali knjižnice za upravljanje stanja, kot je Redux. Brez mehanizma za souporabo bi vsak mikrofrontend v svoj paket vključil lastno kopijo teh odvisnosti. To vodi do:

• Napihnjene velikosti paketov: Vsaka aplikacija nepotrebno podvaja običajne knjižnice, kar vodi do večjih prenosov za uporabnike.
• Povečana poraba pomnilnika: Več primerkov iste knjižnice, naloženih v brskalniku, lahko porabi več pomnilnika.
• Nedosledno delovanje: Različne različice deljenih knjižnic med aplikacijami lahko vodijo do subtilnih hroščev in težav z združljivostjo.
• Potrata omrežnih virov: Uporabniki lahko isto knjižnico prenesejo večkrat, če se premikajo med različnimi mikrofrontendi.

Tukaj pride v poštev deljeni obseg Module Federation, ki ponuja elegantno rešitev za te izzive.

Razumevanje deljenega obsega Module Federation

Deljeni obseg (shared scope), pogosto konfiguriran preko opcije shared znotraj vtičnika Module Federation, je mehanizem, ki omogoča več neodvisno uvedenim aplikacijam souporabo odvisnosti. Ko je konfiguriran, Module Federation zagotovi, da se naloži en sam primerek določene odvisnosti in je na voljo vsem aplikacijam, ki ga potrebujejo.

V svojem bistvu deljeni obseg deluje tako, da ustvari globalni register ali kontejner za deljene module. Ko aplikacija zahteva deljeno odvisnost, Module Federation preveri ta register. Če je odvisnost že prisotna (tj. jo je naložila druga aplikacija ali gostitelj), uporabi obstoječi primerek. V nasprotnem primeru naloži odvisnost in jo registrira v deljeni obseg za prihodnjo uporabo.

Konfiguracija običajno izgleda takole:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... ostale webpack konfiguracije
  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
              
            
          

Ključne konfiguracijske opcije za deljene odvisnosti:

• singleton: true: To je morda najpomembnejša opcija. Ko je nastavljena na true, zagotavlja, da se naloži samo en primerek deljene odvisnosti v vseh porabniških aplikacijah. Če več aplikacij poskuša naložiti isto singleton odvisnost, jim bo Module Federation zagotovil isti primerek.
• eager: true: Privzeto se deljene odvisnosti nalagajo leno (lazily), kar pomeni, da se prenesejo šele, ko so eksplicitno uvožene ali uporabljene. Nastavitev eager: true prisili odvisnost, da se naloži takoj, ko se aplikacija zažene, tudi če ni takoj uporabljena. To je lahko koristno za kritične knjižnice, kot so ogrodja, da se zagotovi njihova razpoložljivost od samega začetka.
• requiredVersion: '...': Ta opcija določa zahtevano različico deljene odvisnosti. Module Federation bo poskušal najti ustrezno različico. Če več aplikacij zahteva različne različice, ima Module Federation mehanizme za obravnavo tega (o tem kasneje).
• version: '...': Eksplicitno lahko nastavite različico odvisnosti, ki bo objavljena v deljenem obsegu.
• import: false: Ta nastavitev pove Module Federation, naj deljene odvisnosti ne vključi samodejno v paket. Namesto tega pričakuje, da bo zagotovljena od zunaj (kar je privzeto obnašanje pri souporabi).
• packageDir: '...': Določa mapo paketa, iz katere naj se razreši deljena odvisnost, kar je uporabno v monorepos.

Kako deljeni obseg omogoča souporabo odvisnosti

Poglejmo si postopek na praktičnem primeru. Predstavljajte si, da imamo glavno 'kontejnersko' aplikacijo in dve 'oddaljeni' aplikaciji, `app1` in `app2`. Vse tri aplikacije so odvisne od `react` in `react-dom` različice 18.

Scenarij 1: Kontejnerska aplikacija deli odvisnosti

V tej pogosti postavitvi kontejnerska aplikacija definira deljene odvisnosti. Datoteka remoteEntry.js, ki jo ustvari Module Federation, izpostavi te deljene module.

Webpack konfiguracija kontejnerja (`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
              
            
          

Zdaj bosta `app1` in `app2` porabljala te deljene odvisnosti.

Webpack konfiguracija za `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 konfiguracija za `app2` (`app2/webpack.config.js`):

Konfiguracija za `app2` bi bila podobna `app1`, prav tako bi deklarirala `react` in `react-dom` kot deljena z enakimi zahtevami glede različice.

Kako deluje v času izvajanja:

1. Kontejnerska aplikacija se naloži prva in svoje deljene primerke `react` in `react-dom` naredi dostopne v svojem Module Federation obsegu.
2. Ko se `app1` naloži, zahteva `react` in `react-dom`. Module Federation v `app1` vidi, da sta označena kot deljena in `singleton: true`. Preveri globalni obseg za obstoječe primerke. Če jih je kontejner že naložil, `app1` ponovno uporabi te primerke.
3. Podobno, ko se `app2` naloži, prav tako ponovno uporabi iste primerke `react` in `react-dom`.

Posledica tega je, da se v brskalnik naloži samo ena kopija `react` in `react-dom`, kar znatno zmanjša skupno velikost prenosa.

Scenarij 2: Souporaba odvisnosti med oddaljenimi aplikacijami

Module Federation omogoča tudi oddaljenim aplikacijam, da si delijo odvisnosti med seboj. Če `app1` in `app2` oba uporabljata knjižnico, ki je kontejner *ne* deli, si jo še vedno lahko delita, če jo oba deklarirata kot deljeno v svojih konfiguracijah.

Primer: Recimo, da `app1` in `app2` oba uporabljata pomožno knjižnico `lodash`.

Webpack konfiguracija za `app1` (dodajanje lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

Webpack konfiguracija za `app2` (dodajanje lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

V tem primeru, tudi če kontejner eksplicitno ne deli `lodash`, bosta `app1` in `app2` uspela deliti en sam primerek `lodash` med seboj, pod pogojem, da sta naložena v istem kontekstu brskalnika.

Obravnavanje neujemanja različic

Eden najpogostejših izzivov pri souporabi odvisnosti je združljivost različic. Kaj se zgodi, če `app1` zahteva `react` v18.1.0, `app2` pa `react` v18.2.0? Module Federation ponuja robustne strategije za upravljanje teh scenarijev.

1. Strogo ujemanje različic (privzeto obnašanje za `requiredVersion`)

Ko določite natančno različico (npr. '18.1.0') ali strog razpon (npr. '^18.1.0'), bo Module Federation to uveljavil. Če aplikacija poskuša naložiti deljeno odvisnost z različico, ki ne izpolnjuje zahteve druge aplikacije, ki jo že uporablja, lahko pride do napak.

2. Razponi različic in nadomestne možnosti

Opcija requiredVersion podpira razpone semantičnega verziranja (SemVer). Na primer, '^18.0.0' pomeni katero koli različico od 18.0.0 do (vendar ne vključno z) 19.0.0. Če več aplikacij zahteva različice znotraj tega razpona, bo Module Federation običajno uporabil najvišjo združljivo različico, ki izpolnjuje vse zahteve.

Razmislite o tem:

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

Če se kontejner naloži prvi, vzpostavi `react` v18.0.0 (ali katero koli različico dejansko vključuje). Ko `app1` zahteva `react` z `^18.1.0`, lahko pride do napake, če je različica kontejnerja nižja od 18.1.0. Če pa se `app1` naloži prvi in zagotovi `react` v18.1.0, nato pa `app2` zahteva `react` z `^18.2.0`, bo Module Federation poskušal izpolniti zahtevo `app2`. Če je primerek `react` v18.1.0 že naložen, lahko pride do napake, ker v18.1.0 ne ustreza `^18.2.0`.

Da bi to omilili, je najboljša praksa definirati deljene odvisnosti z najširšim sprejemljivim razponom različic, običajno v kontejnerski aplikaciji. Na primer, uporaba '^18.0.0' omogoča prilagodljivost. Če ima določena oddaljena aplikacija trdo odvisnost od novejše različice popravka, jo je treba konfigurirati tako, da eksplicitno zagotovi to različico.

3. Uporaba `shareKey` in `shareScope`

Module Federation vam omogoča tudi nadzor nad ključem, pod katerim se modul deli, in obsegom, v katerem se nahaja. To je lahko uporabno za napredne scenarije, kot je deljenje različnih različic iste knjižnice pod različnimi ključi.

4. Opcija `strictVersion`

Ko je omogočena opcija `strictVersion` (kar je privzeto za `requiredVersion`), Module Federation vrne napako, če odvisnosti ni mogoče izpolniti. Nastavitev strictVersion: false lahko omogoči bolj prizanesljivo obravnavo različic, kjer bi Module Federation lahko poskusil uporabiti starejšo različico, če novejša ni na voljo, vendar to lahko vodi do napak v času izvajanja.

Najboljše prakse za uporabo deljenega obsega

Za učinkovito izkoriščanje deljenega obsega Module Federation in izogibanje pogostim pastem upoštevajte te najboljše prakse:

1. Centralizirajte deljene odvisnosti: Določite primarno aplikacijo (pogosto kontejner ali namensko aplikacijo z deljenimi knjižnicami), ki bo vir resnice za pogoste, stabilne odvisnosti, kot so ogrodja (React, Vue, Angular), knjižnice UI komponent in knjižnice za upravljanje stanja.
2. Določite široke razpone različic: Uporabite razpone SemVer (npr. '^18.0.0') za deljene odvisnosti v primarni aplikaciji za souporabo. To omogoča drugim aplikacijam, da uporabljajo združljive različice, ne da bi silili stroge posodobitve v celotnem ekosistemu.
3. Jasno dokumentirajte deljene odvisnosti: Vzdržujte jasno dokumentacijo o tem, katere odvisnosti so deljene, njihove različice in katere aplikacije so odgovorne za njihovo deljenje. To pomaga ekipam razumeti graf odvisnosti.
4. Spremljajte velikosti paketov: Redno analizirajte velikosti paketov vaših aplikacij. Deljeni obseg Module Federation bi moral voditi k zmanjšanju velikosti dinamično naloženih delov (chunks), saj so skupne odvisnosti eksternalizirane.
5. Upravljajte z nedeterminističnimi odvisnostmi: Bodite previdni pri odvisnostih, ki se pogosto posodabljajo ali imajo nestabilne API-je. Deljenje takšnih odvisnosti lahko zahteva skrbnejše upravljanje različic in testiranje.
6. Uporabljajte `eager: true` preudarno: Čeprav `eager: true` zagotavlja, da se odvisnost naloži zgodaj, lahko prekomerna uporaba vodi do večjih začetnih nalaganj. Uporabite ga za kritične knjižnice, ki so bistvene za zagon aplikacije.
7. Testiranje je ključno: Temeljito testirajte integracijo vaših mikrofrontendov. Zagotovite, da se deljene odvisnosti pravilno nalagajo in da se konflikti različic obravnavajo elegantno. Avtomatizirano testiranje, vključno z integracijskimi in celostnimi testi (end-to-end), je ključnega pomena.
8. Razmislite o monorepos za enostavnost: Za ekipe, ki začenjajo z Module Federation, lahko upravljanje deljenih odvisnosti znotraj monorepo (z orodji, kot sta Lerna ali Yarn Workspaces) poenostavi nastavitev in zagotovi doslednost. Opcija `packageDir` je tu še posebej uporabna.
9. Obravnavajte robne primere z `shareKey` in `shareScope`: Če naletite na zapletene scenarije verziranja ali morate izpostaviti različne različice iste knjižnice, raziščite opciji `shareKey` in `shareScope` za bolj podroben nadzor.
10. Varnostni pomisleki: Zagotovite, da se deljene odvisnosti pridobivajo iz zaupanja vrednih virov. Implementirajte varnostne najboljše prakse za vaš gradbeni cevovod in postopek uvajanja.

Globalni vpliv in premisleki

Za globalne razvojne ekipe Module Federation in njegov deljeni obseg ponujata pomembne prednosti:

• Doslednost med regijami: Zagotavlja, da vsi uporabniki, ne glede na njihovo geografsko lokacijo, doživljajo aplikacijo z enakimi osnovnimi odvisnostmi, kar zmanjšuje regionalne nedoslednosti.
• Hitrejši iteracijski cikli: Ekipe v različnih časovnih pasovih lahko delajo na neodvisnih funkcijah ali mikrofrontendih, ne da bi se nenehno obremenjevale s podvajanjem skupnih knjižnic ali si stopale na prste glede različic odvisnosti.
• Optimizirano za raznolika omrežja: Zmanjšanje skupne velikosti prenosa z deljenimi odvisnostmi je še posebej koristno za uporabnike na počasnejših ali merjenih internetnih povezavah, ki so pogoste v mnogih delih sveta.
• Poenostavljeno uvajanje novih sodelavcev: Novi razvijalci, ki se pridružijo velikemu projektu, lažje razumejo arhitekturo aplikacije in upravljanje odvisnosti, ko so skupne knjižnice jasno definirane in deljene.

Vendar pa morajo globalne ekipe biti pozorne tudi na:

• CDN strategije: Če so deljene odvisnosti gostovane na CDN, zagotovite, da ima CDN dober globalni doseg in nizko latenco za vse ciljne regije.
• Podpora brez povezave: Za aplikacije, ki zahtevajo delovanje brez povezave, postane upravljanje deljenih odvisnosti in njihovega predpomnjenja bolj zapleteno.
• Skladnost s predpisi: Zagotovite, da je deljenje knjižnic skladno z vsemi ustreznimi predpisi o licenciranju programske opreme ali varovanju podatkov v različnih jurisdikcijah.

Pogoste napake in kako se jim izogniti

1. Nepravilno konfiguriran `singleton`

Problem: Pozabiti nastaviti singleton: true za knjižnice, ki bi morale imeti samo en primerek.

Rešitev: Vedno nastavite singleton: true za ogrodja, knjižnice in pripomočke, ki jih nameravate edinstveno deliti med svojimi aplikacijami.

2. Nedosledne zahteve glede različic

Problem: Različne aplikacije določajo zelo različne, nezdružljive razpone različic za isto deljeno odvisnost.

Rešitev: Standardizirajte zahteve glede različic, zlasti v kontejnerski aplikaciji. Uporabite široke razpone SemVer in dokumentirajte vse izjeme.

3. Pretirano deljenje nebistvenih knjižnic

Problem: Poskušanje deljenja vsake majhne pomožne knjižnice, kar vodi do zapletene konfiguracije in morebitnih konfliktov.

Rešitev: Osredotočite se na deljenje velikih, pogostih in stabilnih odvisnosti. Manjše, redko uporabljene pripomočke je morda bolje vključiti lokalno, da se izognete kompleksnosti.

4. Nepravilno ravnanje z datoteko `remoteEntry.js`

Problem: Datoteka `remoteEntry.js` ni dostopna ali ni pravilno postrežena porabniškim aplikacijam.

Rešitev: Zagotovite, da je vaša strategija gostovanja za oddaljene vhode (remote entries) robustna in da so URL-ji, navedeni v konfiguraciji `remotes`, točni in dostopni.

5. Ignoriranje posledic `eager: true`

Problem: Nastavitev eager: true na preveč odvisnostih, kar vodi do počasnega začetnega časa nalaganja.

Rešitev: Uporabite `eager: true` samo za odvisnosti, ki so absolutno ključne za začetno upodabljanje ali osrednjo funkcionalnost vaših aplikacij.

Zaključek

Deljeni obseg v JavaScript Module Federation je močno orodje za gradnjo sodobnih, razširljivih spletnih aplikacij, zlasti znotraj arhitekture mikrofrontendov. Z omogočanjem učinkovite souporabe odvisnosti rešuje težave podvajanja kode, napihnjenosti in nedoslednosti, kar vodi do izboljšane zmogljivosti in vzdržljivosti. Razumevanje in pravilna konfiguracija opcije shared, zlasti lastnosti singleton in requiredVersion, sta ključna za odklepanje teh prednosti.

Ker globalne razvojne ekipe vse pogosteje sprejemajo strategije mikrofrontendov, postaja obvladovanje deljenega obsega Module Federation ključnega pomena. Z upoštevanjem najboljših praks, skrbnim upravljanjem verzij in temeljitim testiranjem lahko to tehnologijo izkoristite za gradnjo robustnih, visoko zmogljivih in vzdržljivih aplikacij, ki učinkovito služijo raznoliki mednarodni bazi uporabnikov.

Sprejmite moč deljenega obsega in utrite pot učinkovitejšemu in bolj sodelovalnemu spletnemu razvoju v vaši organizaciji.