JavaScript Module Federation: En Omfattande Guide till Mikro-Frontend-Arkitektur

I det ständigt föränderliga landskapet för webbutveckling kan byggandet av stora, komplexa applikationer snabbt bli en överväldigande uppgift. Traditionella monolitiska arkitekturer leder ofta till tätt kopplade kodbaser, vilket hindrar skalbarhet, underhållbarhet och oberoende driftsättningar. Mikro-frontends erbjuder ett övertygande alternativ, där applikationen bryts ner i mindre, oberoende driftsättningsbara enheter. Bland de olika mikro-frontend-teknikerna utmärker sig JavaScript Module Federation som en kraftfull och elegant lösning.

Vad är JavaScript Module Federation?

JavaScript Module Federation, introducerat av Webpack 5, tillåter JavaScript-applikationer att dynamiskt dela kod och beroenden vid körtid. Till skillnad från traditionella metoder för koddelning som förlitar sig på beroenden vid byggtid, möjliggör Module Federation för applikationer att ladda och köra kod från andra applikationer, även om de byggdes med olika teknologier eller versioner av samma bibliotek. Detta skapar en verkligt distribuerad och frikopplad arkitektur.

Föreställ dig ett scenario där du har flera team som arbetar med olika delar av en stor e-handelswebbplats. Ett team kan vara ansvarigt för produktkatalogen, ett annat för varukorgen och ett tredje för användarautentisering. Med Module Federation kan varje team utveckla, bygga och driftsätta sin mikro-frontend oberoende, utan att behöva oroa sig för konflikter eller beroenden med andra team. Huvudapplikationen ("värden") kan sedan dynamiskt ladda och rendera dessa mikro-frontends ("fjärrarna") vid körtid, vilket skapar en sömlös användarupplevelse.

Nyckelkoncept i Module Federation

• Värd (Host): Huvudapplikationen som konsumerar och renderar fjärrmodulerna.
• Fjärr (Remote): En oberoende applikation som exponerar moduler för konsumtion av andra applikationer.
• Delade moduler (Shared Modules): Beroenden som delas mellan värden och fjärrarna. Detta undviker duplicering och säkerställer konsekventa versioner över hela applikationen.
• Module Federation Plugin: Ett Webpack-plugin som aktiverar Module Federation-funktionalitet.

Fördelar med Module Federation

1. Oberoende driftsättningar

Varje mikro-frontend kan driftsättas oberoende utan att påverka andra delar av applikationen. Detta möjliggör snabbare release-cykler, minskad risk och ökad agilitet. Ett team i Berlin kan driftsätta uppdateringar till produktkatalogen medan varukorgsteamet i Tokyo fortsätter att arbeta oberoende med sina funktioner. Detta är en betydande fördel för globalt distribuerade team.

2. Ökad skalbarhet

Applikationen kan skalas horisontellt genom att driftsätta varje mikro-frontend på separata servrar. Detta möjliggör bättre resursutnyttjande och förbättrad prestanda. Till exempel kan autentiseringstjänsten, som ofta är en prestandaflaskhals, skalas oberoende för att hantera toppbelastningar.

3. Förbättrad underhållbarhet

Mikro-frontends är mindre och mer hanterbara än monolitiska applikationer, vilket gör dem lättare att underhålla och felsöka. Varje team har ägande av sin egen kodbas, vilket gör att de kan fokusera på sitt specifika expertområde. Föreställ dig ett globalt team som specialiserat sig på betalningsgateways; de kan underhålla den specifika mikro-frontenden utan att påverka andra team.

4. Teknikagnostisk

Mikro-frontends kan byggas med olika teknologier eller ramverk, vilket gör att team kan välja de bästa verktygen för jobbet. En mikro-frontend kan vara byggd med React, medan en annan använder Vue.js. Denna flexibilitet är särskilt användbar vid integrering av äldre applikationer eller när olika team har olika preferenser eller expertis.

5. Kodåteranvändning

Delade moduler kan återanvändas över flera mikro-frontends, vilket minskar kodduplicering och förbättrar konsistensen. Detta är särskilt användbart för gemensamma komponenter, hjälpfunktioner eller designsystem. Föreställ dig ett globalt konsekvent designsystem som delas över alla mikro-frontends, vilket säkerställer en enhetlig varumärkesupplevelse.

Implementering av Module Federation: Ett praktiskt exempel

Låt oss gå igenom ett förenklat exempel på hur man implementerar Module Federation med Webpack 5. Vi kommer att skapa två applikationer: en värdapplikation och en fjärrapplikation. Fjärrapplikationen kommer att exponera en enkel komponent som värdapplikationen kommer att konsumera.

Steg 1: Konfigurera värdapplikationen

Skapa en ny katalog för värdapplikationen och initiera ett nytt npm-projekt:

            mkdir host-app
cd host-app
npm init -y
            

              
                Copy
              
            
          

Installera Webpack och dess beroenden:

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

              
                Copy
              
            
          

Skapa en `webpack.config.js`-fil i roten av värdapplikationen med följande konfiguration:

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

module.exports = {
 mode: 'development',
 devtool: 'source-map',
 entry: './src/index.js',
 output: {
 path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
 filename: 'bundle.js',
 publicPath: 'http://localhost:3000/', // Viktigt för Module Federation
 },
 devServer: {
 port: 3000,
 hot: true,
 historyApiFallback: true,
 },
 module: {
 rules: [
 {
 test: /\.js$/,
 exclude: /node_modules/,
 use: {
 loader: 'babel-loader',
 options: {
 presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react']
 }
 }
 },
 {
 test: /\.css$/i,
 use: ["style-loader", "css-loader"],
 },
 ],
 },
 plugins: [
 new ModuleFederationPlugin({
 name: 'host',
 remotes: {
 remoteApp: 'remote@http://localhost:3001/remoteEntry.js', // Pekar till fjärrapplikationens entry
 },
 shared: ['react', 'react-dom'], // Dela react
 }),
 new HtmlWebpackPlugin({
 template: './public/index.html',
 }),
 ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Denna konfiguration definierar startpunkten, utdatakatalogen, inställningar för utvecklingsservern och Module Federation-plugin. Egenskapen `remotes` specificerar platsen för fjärrapplikationens `remoteEntry.js`-fil. Egenskapen `shared` definierar de moduler som delas mellan värd- och fjärrapplikationerna. Vi delar 'react' och 'react-dom' i detta exempel.

Skapa en `index.html`-fil i `public`-katalogen:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <title>Värdapplikation</title>
</head>
<body>
 <div id="root"></div>
<script src="/bundle.js"></script>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

Skapa en `src`-katalog och en `index.js`-fil i den. Denna fil kommer att ladda fjärrkomponenten och rendera den i värdapplikationen:

            import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';

import RemoteComponent from 'remoteApp/RemoteComponent';

const App = () => (
 <div>
 <h1>Värdapplikation</h1>
 <p>Detta är värdapplikationen som konsumerar en fjärrkomponent.</p>
 <RemoteComponent />
 </div>
);

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<App/>);

            

              
                Copy
              
            
          

Installera babel-loader och dess förinställningar:

            npm install -D babel-loader @babel/core @babel/preset-env @babel/preset-react style-loader css-loader
            

              
                Copy
              
            
          

Steg 2: Konfigurera fjärrapplikationen

Skapa en ny katalog för fjärrapplikationen och initiera ett nytt npm-projekt:

            mkdir remote-app
cd remote-app
npm init -y
            

              
                Copy
              
            
          

Installera Webpack och dess beroenden:

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

              
                Copy
              
            
          

Skapa en `webpack.config.js`-fil i roten av fjärrapplikationen med följande konfiguration:

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

module.exports = {
 mode: 'development',
 devtool: 'source-map',
 entry: './src/index.js',
 output: {
 path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
 filename: 'bundle.js',
 publicPath: 'http://localhost:3001/', // Viktigt för Module Federation
 },
 devServer: {
 port: 3001,
 hot: true,
 historyApiFallback: true,
 },
 module: {
 rules: [
 {
 test: /\.js$/,
 exclude: /node_modules/,
 use: {
 loader: 'babel-loader',
 options: {
 presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react']
 }
 }
 },
 {
 test: /\.css$/i,
 use: ["style-loader", "css-loader"],
 },
 ],
 },
 plugins: [
 new ModuleFederationPlugin({
 name: 'remote',
 filename: 'remoteEntry.js',
 exposes: {
 './RemoteComponent': './src/RemoteComponent.js', // Exponerar komponenten
 },
 shared: ['react', 'react-dom'], // Dela react
 }),
 new HtmlWebpackPlugin({
 template: './public/index.html',
 }),
 ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Denna konfiguration liknar värdapplikationens, men med några viktiga skillnader. Egenskapen `name` är satt till `remote`, och egenskapen `exposes` definierar de moduler som exponeras för andra applikationer. I det här fallet exponerar vi `RemoteComponent`.

Skapa en `index.html`-fil i `public`-katalogen:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <title>Fjärrapplikation</title>
</head>
<body>
 <div id="root"></div>
<script src="/bundle.js"></script>
</body>
</html>
            

              
                Copy
              
            
          

Skapa en `src`-katalog och en `RemoteComponent.js`-fil i den. Denna fil kommer att innehålla komponenten som exponeras för värdapplikationen:

            import React from 'react';

const RemoteComponent = () => (
 <div style={{ border: '2px solid red', padding: '10px', margin: '10px' }}>
 <h2>Fjärrkomponent</h2>
 <p>Denna komponent laddas från fjärrapplikationen.</p>
 </div>
);

export default RemoteComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Skapa en `src`-katalog och en `index.js`-fil i den. Denna fil kommer att rendera `RemoteComponent` när fjärrapplikationen körs oberoende (valfritt):

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

const App = () => (
 <div>
 <h1>Fjärrapplikation</h1>
 <RemoteComponent />
 </div>
);

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root'));
root.render(<App/>);

            

              
                Copy
              
            
          

Steg 3: Köra applikationerna

Lägg till startskript i båda `package.json`-filerna:

            "scripts": {
 "start": "webpack serve"
}
            

              
                Copy
              
            
          

Starta båda applikationerna med `npm start`. Öppna din webbläsare och navigera till `http://localhost:3000`. Du bör se värdapplikationen rendera fjärrkomponenten. Fjärrkomponenten kommer att ha en röd kant runt sig, vilket indikerar att den är laddad från fjärrapplikationen.

Avancerade koncept och överväganden

1. Versionshantering och kompatibilitet

När man delar beroenden mellan mikro-frontends är det viktigt att överväga versionshantering och kompatibilitet. Module Federation tillhandahåller mekanismer för att specificera versionsintervall och lösa konflikter. Verktyg som semantisk versionering (semver) blir avgörande för att hantera beroenden och säkerställa kompatibilitet mellan olika mikro-frontends. En misslyckad hantering av versionering kan leda till körtidsfel eller oväntat beteende, särskilt i komplexa system med många mikro-frontends.

2. Autentisering och auktorisering

Implementering av autentisering och auktorisering i en mikro-frontend-arkitektur kräver noggrann planering. Vanliga tillvägagångssätt inkluderar att använda en delad autentiseringstjänst eller implementera token-baserad autentisering. Säkerhet är av yttersta vikt, och det är avgörande att följa bästa praxis för att skydda känslig data. Till exempel kan en e-handelsplattform ha en dedikerad autentiserings-mikro-frontend som ansvarar för att verifiera användaruppgifter innan åtkomst ges till andra mikro-frontends.

3. Kommunikation mellan mikro-frontends

Mikro-frontends behöver ofta kommunicera med varandra för att utbyta data eller utlösa åtgärder. Olika kommunikationsmönster kan användas, såsom händelser, delad state-hantering eller direkta API-anrop. Valet av rätt kommunikationsmönster beror på de specifika kraven för applikationen. Verktyg som Redux eller Vuex kan användas för delad state-hantering. Anpassade händelser kan användas för lös koppling och asynkron kommunikation. API-anrop kan användas för mer komplexa interaktioner.

4. Prestandaoptimering

Att ladda fjärrmoduler kan påverka prestandan, särskilt om modulerna är stora eller nätverksanslutningen är långsam. Att optimera storleken på modulerna, använda koddelning och cachelagra fjärrmoduler kan förbättra prestandan. Lazy loading av moduler endast när de behövs är en annan viktig optimeringsteknik. Överväg också att använda ett Content Delivery Network (CDN) för att servera fjärrmoduler från geografiskt närmare platser till slutanvändarna, vilket minskar latensen.

5. Testa mikro-frontends

Testning av mikro-frontends kräver ett annat tillvägagångssätt än testning av monolitiska applikationer. Varje mikro-frontend bör testas oberoende, såväl som i integration med andra mikro-frontends. Kontraktstestning kan användas för att säkerställa att mikro-frontends är kompatibla med varandra. Enhetstester, integrationstester och end-to-end-tester är alla viktiga för att säkerställa kvaliteten på mikro-frontend-arkitekturen.

6. Felhantering och övervakning

Implementering av robust felhantering och övervakning är avgörande för att identifiera och lösa problem i en mikro-frontend-arkitektur. Centraliserade loggnings- och övervakningssystem kan ge insikter om applikationens hälsa och prestanda. Verktyg som Sentry eller New Relic kan användas för att spåra fel och prestandametriker över olika mikro-frontends. En väl utformad felhanteringsstrategi kan förhindra kaskadfel och säkerställa en motståndskraftig användarupplevelse.

Användningsfall för Module Federation

Module Federation är väl lämpad för en mängd olika användningsfall, inklusive:

• Stora e-handelsplattformar: Att bryta ner webbplatsen i mindre, oberoende driftsättningsbara enheter för produktkatalog, varukorg, användarautentisering och kassa.
• Företagsapplikationer: Bygga komplexa instrumentpaneler och portaler med olika team ansvariga för olika sektioner.
• Content Management Systems (CMS): Låta utvecklare skapa och driftsätta anpassade moduler eller plugins oberoende.
• Mikrotjänstarkitekturer: Integrera frontend-applikationer med mikrotjänst-backends.
• Progressive Web Apps (PWAs): Dynamiskt ladda och uppdatera funktioner i en PWA.

Till exempel, överväg en multinationell bankapplikation. Med Module Federation kan de centrala bankfunktionerna, investeringsplattformen och kundsupportportalen utvecklas och driftsättas oberoende. Detta gör att specialiserade team kan fokusera på specifika områden samtidigt som en enhetlig och konsekvent användarupplevelse säkerställs över alla tjänster.

Alternativ till Module Federation

Även om Module Federation erbjuder en övertygande lösning för mikro-frontend-arkitekturer, är det inte det enda alternativet. Andra populära tekniker inkluderar:

• iFrames: Ett enkelt men ofta mindre flexibelt tillvägagångssätt som bäddar in en applikation i en annan.
• Web Components: Återanvändbara anpassade HTML-element som kan användas över olika applikationer.
• Single-SPA: Ett ramverk för att bygga single-page-applikationer med flera ramverk.
• Byggtidsintegration: Kombinera alla mikro-frontends till en enda applikation under byggprocessen.

Varje teknik har sina egna fördelar och nackdelar, och det bästa valet beror på de specifika kraven för applikationen. Module Federation utmärker sig med sin körtidsflexibilitet och förmåga att dela kod dynamiskt utan att kräva en fullständig ombyggnad och omdistribuering av alla applikationer.

Slutsats

JavaScript Module Federation är en kraftfull teknik för att bygga skalbara, underhållbara och oberoende mikro-frontend-arkitekturer. Den erbjuder många fördelar, inklusive oberoende driftsättningar, ökad skalbarhet, förbättrad underhållbarhet, teknikagnosticism och kodåteranvändning. Genom att förstå nyckelkoncepten, implementera praktiska exempel och överväga avancerade koncept kan utvecklare utnyttja Module Federation för att bygga robusta och flexibla webbapplikationer. I takt med att webbapplikationer fortsätter att växa i komplexitet, tillhandahåller Module Federation ett värdefullt verktyg för att hantera den komplexiteten och göra det möjligt för team att arbeta mer effektivt.

Omfamna kraften i decentraliserad webbutveckling med JavaScript Module Federation och lås upp potentialen för att bygga verkligt modulära och skalbara applikationer. Oavsett om du bygger en e-handelsplattform, en företagsapplikation eller ett CMS, kan Module Federation hjälpa dig att bryta ner applikationen i mindre, mer hanterbara enheter och leverera en bättre användarupplevelse.