Frontend Micro-Frontend: Bemästra Module Federation-arkitektur

I dagens snabbt utvecklande landskap för webbutveckling kan det bli alltmer komplext att bygga och underhålla storskaliga frontend-applikationer. Traditionella monolitiska arkitekturer leder ofta till utmaningar som uppsvälld kod, långsamma byggtider och svårigheter med oberoende driftsättningar. Micro-frontends erbjuder en lösning genom att bryta ner frontend i mindre, mer hanterbara delar. Denna artikel djupdyker i Module Federation, en kraftfull teknik för att implementera micro-frontends, och utforskar dess fördelar, arkitektur och praktiska implementeringsstrategier.

Vad är Micro-Frontends?

Micro-frontends är en arkitektonisk stil där en frontend-applikation bryts ned i mindre, oberoende och driftsättningsbara enheter. Varje micro-frontend ägs vanligtvis av ett separat team, vilket möjliggör större autonomi och snabbare utvecklingscykler. Detta tillvägagångssätt speglar den microservices-arkitektur som vanligtvis används på backend.

Nyckelegenskaper för micro-frontends inkluderar:

• Oberoende driftsättning: Varje micro-frontend kan driftsättas oberoende utan att påverka andra delar av applikationen.
• Teamautonomi: Olika team kan äga och utveckla olika micro-frontends med sina föredragna teknologier och arbetsflöden.
• Teknisk mångfald: Micro-frontends kan byggas med olika ramverk och bibliotek, vilket gör att teamen kan välja de bästa verktygen för jobbet.
• Isolering: Micro-frontends bör vara isolerade från varandra för att förhindra kaskadfel och säkerställa stabilitet.

Varför använda Micro-Frontends?

Att anamma en micro-frontend-arkitektur erbjuder flera betydande fördelar, särskilt för stora och komplexa applikationer:

• Förbättrad skalbarhet: Att bryta ner frontend i mindre enheter gör det lättare att skala applikationen efter behov.
• Snabbare utvecklingscykler: Oberoende team kan arbeta parallellt, vilket leder till snabbare utveckling och releasecykler.
• Ökad teamautonomi: Team har mer kontroll över sin kod och kan fatta beslut oberoende.
• Enklare underhåll: Mindre kodbaser är lättare att underhålla och felsöka.
• Teknikagnostiskt: Team kan välja de bästa teknologierna för sina specifika behov, vilket möjliggör innovation och experimenterande.
• Minskad risk: Driftsättningar är mindre och mer frekventa, vilket minskar risken för storskaliga fel.

Introduktion till Module Federation

Module Federation är en funktion som introducerades i Webpack 5 och som gör det möjligt för JavaScript-applikationer att dynamiskt ladda kod från andra applikationer vid körning. Detta möjliggör skapandet av verkligt oberoende och komponerbara micro-frontends. Istället för att bygga allt i ett enda paket, tillåter Module Federation olika applikationer att dela och konsumera varandras moduler som om de vore lokala beroenden.

Till skillnad från traditionella metoder för micro-frontends som förlitar sig på iframes eller webbkomponenter, ger Module Federation en mer sömlös och integrerad upplevelse för användaren. Det undviker prestandakostnaderna och komplexiteten som är förknippade med dessa andra tekniker.

Hur Module Federation fungerar

Module Federation fungerar enligt konceptet att "exponera" och "konsumera" moduler. En applikation ("värd" eller "container") kan exponera moduler, medan andra applikationer ("remotes") kan konsumera dessa exponerade moduler. Här är en genomgång av processen:

1. Modulexponering: En micro-frontend, konfigurerad som en "remote"-applikation i Webpack, exponerar vissa moduler (komponenter, funktioner, verktyg) via en konfigurationsfil. Denna konfiguration specificerar vilka moduler som ska delas och deras motsvarande startpunkter.
2. Modulkonsumtion: En annan micro-frontend, konfigurerad som en "värd"- eller "container"-applikation, deklarerar den fjärranslutna applikationen som ett beroende. Den specificerar URL:en där den fjärranslutna applikationens module federation-manifest (en liten JSON-fil som beskriver de exponerade modulerna) kan hittas.
3. Runtime-upplösning: När värdapplikationen behöver använda en modul från den fjärranslutna applikationen, hämtar den dynamiskt den fjärranslutna applikationens module federation-manifest. Webpack löser sedan modulberoendet och laddar den nödvändiga koden från den fjärranslutna applikationen vid körning.
4. Koddelning: Module Federation tillåter också koddelning mellan värd- och fjärrapplikationer. Om båda applikationerna använder samma version av ett delat beroende (t.ex. React, lodash), kommer koden att delas, vilket undviker duplicering och minskar paketstorlekar.

Konfigurera Module Federation: Ett praktiskt exempel

Låt oss illustrera Module Federation med ett enkelt exempel som involverar två micro-frontends: en "Produktkatalog" och en "Varukorg". Produktkatalogen kommer att exponera en produktlistningskomponent, som varukorgen kommer att konsumera för att visa relaterade produkter.

Projektstruktur

  
  micro-frontend-example/
    product-catalog/
      src/
        components/
          ProductList.jsx
        index.js
        webpack.config.js
    shopping-cart/
      src/
        components/
          RelatedProducts.jsx
        index.js
        webpack.config.js
  

Produktkatalog (Remote)

webpack.config.js

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

  module.exports = {
    // ... andra webpack-konfigurationer
    plugins: [
      new ModuleFederationPlugin({
        name: 'product_catalog',
        filename: 'remoteEntry.js',
        exposes: {
          './ProductList': './src/components/ProductList',
        },
        shared: {
          react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
          'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        },
      }),
    ],
  };
  

Förklaring:

• name: Det unika namnet på den fjärranslutna applikationen.
• filename: Namnet på startpunktsfilen som kommer att exponeras. Denna fil innehåller module federation-manifestet.
• exposes: Definierar vilka moduler som kommer att exponeras av denna applikation. I det här fallet exponerar vi `ProductList`-komponenten från `src/components/ProductList.jsx` under namnet `./ProductList`.
• shared: Specificerar beroenden som ska delas mellan värd- och fjärrapplikationer. Detta är avgörande för att undvika duplicerad kod och säkerställa kompatibilitet. `singleton: true` säkerställer att endast en instans av det delade beroendet laddas. `eager: true` laddar det delade beroendet initialt, vilket kan förbättra prestandan. `requiredVersion` definierar det acceptabla versionsintervallet för det delade beroendet.

src/components/ProductList.jsx

  
  import React from 'react';

  const ProductList = ({ products }) => (
    

      {products.map((product) => (
        
{product.name} - ${product.price}
      ))}
    
  );

  export default ProductList;
  

Varukorg (Host)

webpack.config.js

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

  module.exports = {
    // ... andra webpack-konfigurationer
    plugins: [
      new ModuleFederationPlugin({
        name: 'shopping_cart',
        remotes: {
          product_catalog: 'product_catalog@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        },
        shared: {
          react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
          'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
        },
      }),
    ],
  };
  

Förklaring:

• name: Det unika namnet på värdapplikationen.
• remotes: Definierar de fjärranslutna applikationer som denna applikation kommer att konsumera moduler från. I det här fallet deklarerar vi en remote med namnet `product_catalog` och specificerar URL:en där dess `remoteEntry.js`-fil kan hittas. Formatet är `remoteName: 'remoteName@remoteEntryUrl'`.
• shared: Liksom den fjärranslutna applikationen definierar värdapplikationen också sina delade beroenden. Detta säkerställer att värd- och fjärrapplikationerna använder kompatibla versioner av delade bibliotek.

src/components/RelatedProducts.jsx

  
  import React, { useEffect, useState } from 'react';
  import ProductList from 'product_catalog/ProductList';

  const RelatedProducts = () => {
    const [products, setProducts] = useState([]);

    useEffect(() => {
      // Hämta data för relaterade produkter (t.ex. från ett API)
      const fetchProducts = async () => {
        // Ersätt med din faktiska API-slutpunkt
        const response = await fetch('https://fakestoreapi.com/products?limit=3');
        const data = await response.json();
        setProducts(data);
      };

      fetchProducts();
    }, []);

    return (
      

        
Relaterade Produkter
        {products.length > 0 ?  : 
Laddar...
}
      
    );
  };

  export default RelatedProducts;
  

Förklaring:

• import ProductList from 'product_catalog/ProductList'; Denna rad importerar `ProductList`-komponenten från `product_catalog`-remoten. Syntaxen `remoteName/moduleName` talar om för Webpack att hämta modulen från den specificerade fjärranslutna applikationen.
• Komponenten använder sedan den importerade `ProductList`-komponenten för att visa relaterade produkter.

Köra exemplet

1. Starta både Produktkatalog- och Varukorg-applikationerna med sina respektive utvecklingsservrar (t.ex. `npm start`). Se till att de körs på olika portar (t.ex. Produktkatalog på port 3001 och Varukorg på port 3000).
2. Navigera till Varukorg-applikationen i din webbläsare.
3. Du bör se sektionen Relaterade Produkter, som renderas av `ProductList`-komponenten från Produktkatalog-applikationen.

Avancerade koncept i Module Federation

Utöver den grundläggande konfigurationen erbjuder Module Federation flera avancerade funktioner som kan förbättra din micro-frontend-arkitektur:

Koddelning och versionshantering

Som demonstrerat i exemplet tillåter Module Federation koddelning mellan värd- och fjärrapplikationer. Detta uppnås genom konfigurationsalternativet `shared` i Webpack. Genom att specificera delade beroenden kan du undvika duplicerad kod och minska paketstorlekar. Korrekt versionshantering av delade beroenden är avgörande för att säkerställa kompatibilitet och förhindra konflikter. Semantisk versionering (SemVer) är en allmänt använd standard för versionshantering av programvara, vilket gör att du kan definiera kompatibla versionsintervall (t.ex. `^17.0.0` tillåter alla versioner större än eller lika med 17.0.0 men mindre än 18.0.0).

Dynamiska Remotes

I det föregående exemplet var remote-URL:en hårdkodad i `webpack.config.js`-filen. Men i många verkliga scenarier kan du behöva bestämma remote-URL:en dynamiskt vid körning. Detta kan uppnås genom att använda en promise-baserad remote-konfiguration:

  
  // webpack.config.js
  remotes: {
    product_catalog: new Promise(resolve => {
      // Hämta remote-URL från en konfigurationsfil eller API
      fetch('/config.json')
        .then(response => response.json())
        .then(config => {
          const remoteUrl = config.productCatalogUrl;
          resolve(`product_catalog@${remoteUrl}/remoteEntry.js`);
        });
    }),
  },
  

Detta gör att du kan konfigurera remote-URL:en baserat på miljön (t.ex. utveckling, staging, produktion) eller andra faktorer.

Asynkron modulladdning

Module Federation stöder asynkron modulladdning, vilket gör att du kan ladda moduler vid behov. Detta kan förbättra den initiala laddningstiden för din applikation genom att skjuta upp laddningen av icke-kritiska moduler.

  
  // RelatedProducts.jsx
  import React, { Suspense, lazy } from 'react';

  const ProductList = lazy(() => import('product_catalog/ProductList'));

  const RelatedProducts = () => {
    return (
      

        
Relaterade Produkter
        Laddar...
}>
          
        
      
    );
  };
  

Genom att använda `React.lazy` och `Suspense` kan du asynkront ladda `ProductList`-komponenten från den fjärranslutna applikationen. `Suspense`-komponenten tillhandahåller ett fallback-gränssnitt (t.ex. en laddningsindikator) medan modulen laddas.

Federerade stilar och tillgångar

Module Federation kan också användas för att dela stilar och tillgångar mellan micro-frontends. Detta kan hjälpa till att upprätthålla ett konsekvent utseende och känsla över hela din applikation.

För att dela stilar kan du exponera CSS-moduler eller styled-components från en fjärransluten applikation. För att dela tillgångar (t.ex. bilder, typsnitt) kan du konfigurera Webpack för att kopiera tillgångarna till en delad plats och sedan referera till dem från värdapplikationen.

Bästa praxis för Module Federation

När du implementerar Module Federation är det viktigt att följa bästa praxis för att säkerställa en framgångsrik och underhållbar arkitektur:

• Definiera tydliga gränser: Definiera tydligt gränserna mellan micro-frontends för att undvika tät koppling och säkerställa oberoende driftsättning.
• Etablera kommunikationsprotokoll: Definiera tydliga kommunikationsprotokoll mellan micro-frontends. Överväg att använda händelsebussar, delade state management-bibliotek eller anpassade API:er.
• Hantera delade beroenden noggrant: Hantera delade beroenden noggrant för att undvika versionskonflikter och säkerställa kompatibilitet. Använd semantisk versionering och överväg att använda ett verktyg för beroendehantering som npm eller yarn.
• Implementera robust felhantering: Implementera robust felhantering för att förhindra kaskadfel och säkerställa stabiliteten i din applikation.
• Övervaka prestanda: Övervaka prestandan för dina micro-frontends för att identifiera flaskhalsar och optimera prestanda.
• Automatisera driftsättningar: Automatisera driftsättningsprocessen för att säkerställa konsekventa och pålitliga driftsättningar.
• Använd en konsekvent kodstil: Upprätthåll en konsekvent kodstil över alla micro-frontends för att förbättra läsbarhet och underhållbarhet. Verktyg som ESLint och Prettier kan hjälpa till med detta.
• Dokumentera din arkitektur: Dokumentera din micro-frontend-arkitektur för att säkerställa att alla teammedlemmar förstår systemet och hur det fungerar.

Module Federation vs. andra Micro-Frontend-metoder

Även om Module Federation är en kraftfull teknik för att implementera micro-frontends är det inte den enda metoden. Andra populära metoder inkluderar:

• Iframes: Iframes ger stark isolering mellan micro-frontends, men de kan vara svåra att integrera sömlöst och kan ha en prestandakostnad.
• Web Components: Web Components låter dig skapa återanvändbara UI-element som kan användas över olika micro-frontends. De kan dock vara mer komplexa att implementera än Module Federation.
• Integration vid byggtid: Denna metod innebär att alla micro-frontends byggs till en enda applikation vid byggtid. Även om det kan förenkla driftsättning minskar det teamautonomin och ökar risken för konflikter.
• Single-SPA: Single-SPA är ett ramverk som låter dig kombinera flera single-page-applikationer till en enda applikation. Det ger en mer flexibel metod än integration vid byggtid men kan vara mer komplex att sätta upp.

Valet av vilken metod som ska användas beror på de specifika kraven för din applikation och storleken och strukturen på ditt team. Module Federation erbjuder en bra balans mellan flexibilitet, prestanda och användarvänlighet, vilket gör det till ett populärt val för många projekt.

Verkliga exempel på Module Federation

Även om specifika företagsimplementeringar ofta är konfidentiella, tillämpas de allmänna principerna för Module Federation i olika branscher och scenarier. Här är några potentiella exempel:

• E-handelsplattformar: En e-handelsplattform skulle kunna använda Module Federation för att separera olika delar av webbplatsen, såsom produktkatalogen, varukorgen, kassaprocessen och användarkontohanteringen, i separata micro-frontends. Detta gör att olika team kan arbeta på dessa sektioner oberoende och driftsätta uppdateringar utan att påverka resten av plattformen. Till exempel kan ett team i *Tyskland* fokusera på produktkatalogen medan ett team i *Indien* hanterar varukorgen.
• Applikationer för finansiella tjänster: En applikation för finansiella tjänster skulle kunna använda Module Federation för att isolera känsliga funktioner, såsom handelsplattformar och kontohantering, i separata micro-frontends. Detta förbättrar säkerheten och möjliggör oberoende granskning av dessa kritiska komponenter. Föreställ dig ett team i *London* som specialiserar sig på handelsplattformsfunktioner och ett annat team i *New York* som hanterar kontohantering.
• Innehållshanteringssystem (CMS): Ett CMS skulle kunna använda Module Federation för att låta utvecklare skapa och driftsätta anpassade moduler som micro-frontends. Detta möjliggör större flexibilitet och anpassning för användarna av CMS:et. Ett team i *Japan* skulle kunna bygga en specialiserad bildgallerimodul, medan ett team i *Brasilien* skapar en avancerad textredigerare.
• Sjukvårdsapplikationer: En sjukvårdsapplikation skulle kunna använda Module Federation för att integrera olika system, såsom elektroniska patientjournaler (EHR), patientportaler och faktureringssystem, som separata micro-frontends. Detta förbättrar interoperabiliteten och möjliggör enklare integration av nya system. Till exempel kan ett team i *Kanada* integrera en ny telehälsomodul, medan ett team i *Australien* fokuserar på att förbättra patientportalens upplevelse.

Slutsats

Module Federation erbjuder en kraftfull och flexibel metod för att implementera micro-frontends. Genom att låta applikationer dynamiskt ladda kod från varandra vid körning, möjliggör det skapandet av verkligt oberoende och komponerbara frontend-arkitekturer. Även om det kräver noggrann planering och implementering, gör fördelarna med ökad skalbarhet, snabbare utvecklingscykler och större teamautonomi det till ett övertygande val för stora och komplexa webbapplikationer. I takt med att landskapet för webbutveckling fortsätter att utvecklas, är Module Federation positionerat för att spela en allt viktigare roll i att forma framtiden för frontend-arkitektur.

Genom att förstå de koncept och bästa praxis som beskrivs i denna artikel kan du utnyttja Module Federation för att bygga skalbara, underhållbara och innovativa frontend-applikationer som möter kraven i dagens snabba digitala värld.