Bemästra JavaScript Module Federation: Kraften i Delat Omfång och Beroendedelning

I det snabbt föränderliga landskapet för webbutveckling innebär byggandet av skalbara och underhållbara applikationer ofta att man anammar sofistikerade arkitekturmönster. Bland dessa har konceptet med mikrofrontends vunnit betydande fäste, vilket gör det möjligt för team att utveckla och driftsätta delar av en applikation oberoende av varandra. Kärnan i att möjliggöra sömlös integration och effektiv koddelning mellan dessa oberoende enheter är Webpacks Module Federation-plugin, och en kritisk komponent i dess kraft är det delade omfånget.

Denna omfattande guide går på djupet med mekanismen för delat omfång inom JavaScript Module Federation. Vi kommer att utforska vad det är, varför det är viktigt för beroendedelning, hur det fungerar och praktiska strategier för att implementera det effektivt. Vårt mål är att utrusta utvecklare med kunskapen att utnyttja denna kraftfulla funktion för förbättrad prestanda, minskade paketstorlekar och en bättre utvecklarupplevelse för olika globala utvecklingsteam.

Vad är JavaScript Module Federation?

Innan vi dyker in i delat omfång är det viktigt att förstå det grundläggande konceptet med Module Federation. Introducerat med Webpack 5 är Module Federation en lösning för både byggtid och körtid som låter JavaScript-applikationer dynamiskt dela kod (som bibliotek, ramverk eller till och med hela komponenter) mellan separat kompilerade applikationer. Detta innebär att du kan ha flera distinkta applikationer (ofta kallade 'remotes' eller 'consumers') som kan ladda kod från en 'container'- eller 'host'-applikation, och vice versa.

De främsta fördelarna med Module Federation inkluderar:

• Koddelning: Eliminera redundant kod över flera applikationer, vilket minskar de totala paketstorlekarna och förbättrar laddningstiderna.
• Oberoende driftsättning: Team kan utveckla och driftsätta olika delar av en stor applikation oberoende av varandra, vilket främjar agilitet och snabbare releasecykler.
• Teknologiagnosticism: Även om det primärt används med Webpack, underlättar det i viss mån delning mellan olika byggverktyg eller ramverk, vilket främjar flexibilitet.
• Integration vid körtid: Applikationer kan komponeras vid körtid, vilket möjliggör dynamiska uppdateringar och flexibla applikationsstrukturer.

Problemet: Redundanta Beroenden i Mikrofrontends

Tänk dig ett scenario där du har flera mikrofrontends som alla är beroende av samma version av ett populärt UI-bibliotek som React, eller ett state management-bibliotek som Redux. Utan en mekanism för delning skulle varje mikrofrontend paketera sin egen kopia av dessa beroenden. Detta leder till:

• Uppblåsta paketstorlekar: Varje applikation duplicerar onödigt vanliga bibliotek, vilket leder till större nedladdningsstorlekar för användarna.
• Ökad minnesanvändning: Flera instanser av samma bibliotek som laddas i webbläsaren kan förbruka mer minne.
• Inkonsekvent beteende: Olika versioner av delade bibliotek mellan applikationer kan leda till subtila buggar och kompatibilitetsproblem.
• Slöseri med nätverksresurser: Användare kan behöva ladda ner samma bibliotek flera gånger om de navigerar mellan olika mikrofrontends.

Det är här Module Federations delade omfång kommer in i bilden och erbjuder en elegant lösning på dessa utmaningar.

Förstå Module Federations Delade Omfång

Det delade omfånget, ofta konfigurerat via shared-alternativet inom Module Federation-pluginet, är mekanismen som gör det möjligt för flera oberoende driftsatta applikationer att dela beroenden. När det är konfigurerat säkerställer Module Federation att en enda instans av ett specificerat beroende laddas och görs tillgänglig för alla applikationer som kräver det.

I grunden fungerar det delade omfånget genom att skapa ett globalt register eller en behållare för delade moduler. När en applikation begär ett delat beroende kontrollerar Module Federation detta register. Om beroendet redan finns (dvs. laddat av en annan applikation eller värden), använder den den befintliga instansen. Annars laddar den beroendet och registrerar det i det delade omfånget för framtida användning.

Konfigurationen ser vanligtvis ut så här:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... andra webpack-konfigurationer
  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
              
            
          

Nyckelkonfigurationsalternativ för Delade Beroenden:

• singleton: true: Detta är kanske det mest kritiska alternativet. När det är satt till true säkerställer det att endast en enda instans av det delade beroendet laddas över alla konsumerande applikationer. Om flera applikationer försöker ladda samma singleton-beroende kommer Module Federation att ge dem samma instans.
• eager: true: Som standard laddas delade beroenden 'lazy', vilket innebär att de bara hämtas när de explicit importeras eller används. Att sätta eager: true tvingar beroendet att laddas så snart applikationen startar, även om det inte används omedelbart. Detta kan vara fördelaktigt för kritiska bibliotek som ramverk för att säkerställa att de är tillgängliga från början.
• requiredVersion: '...': Detta alternativ specificerar den nödvändiga versionen av det delade beroendet. Module Federation kommer att försöka matcha den begärda versionen. Om flera applikationer kräver olika versioner har Module Federation mekanismer för att hantera detta (diskuteras senare).
• version: '...': Du kan explicit ange versionen av beroendet som kommer att publiceras till det delade omfånget.
• import: false: Denna inställning talar om för Module Federation att inte automatiskt paketera det delade beroendet. Istället förväntar den sig att det tillhandahålls externt (vilket är standardbeteendet vid delning).
• packageDir: '...': Specificerar paketkatalogen för att lösa det delade beroendet från, användbart i monorepos.

Hur Delat Omfång Möjliggör Beroendedelning

Låt oss bryta ner processen med ett praktiskt exempel. Tänk dig att vi har en huvudapplikation, 'container', och två 'remote'-applikationer, `app1` och `app2`. Alla tre applikationerna är beroende av `react` och `react-dom` version 18.

Scenario 1: Container-applikationen Delar Beroenden

I denna vanliga konfiguration definierar container-applikationen de delade beroendena. Filen `remoteEntry.js`, som genereras av Module Federation, exponerar dessa delade moduler.

Container's Webpack Config (`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
              
            
          

Nu kommer `app1` och `app2` att konsumera dessa delade beroenden.

`app1`'s Webpack Config (`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
              
            
          

`app2`'s Webpack Config (`app2/webpack.config.js`):

Konfigurationen för `app2` skulle vara liknande `app1`, och deklarerar också `react` och `react-dom` som delade med samma versionskrav.

Hur det fungerar vid körtid:

1. Container-applikationen laddas först, vilket gör dess delade `react`- och `react-dom`-instanser tillgängliga i dess Module Federation-omfång.
2. När `app1` laddas begär den `react` och `react-dom`. Module Federation i `app1` ser att dessa är markerade som delade och `singleton: true`. Den kontrollerar det globala omfånget för befintliga instanser. Om containern redan har laddat dem återanvänder `app1` dessa instanser.
3. På samma sätt, när `app2` laddas, återanvänder den också samma `react`- och `react-dom`-instanser.

Detta resulterar i att endast en kopia av `react` och `react-dom` laddas i webbläsaren, vilket avsevärt minskar den totala nedladdningsstorleken.

Scenario 2: Dela Beroenden Mellan Fjärr-applikationer

Module Federation tillåter också fjärr-applikationer att dela beroenden sinsemellan. Om `app1` och `app2` båda använder ett bibliotek som *inte* delas av containern, kan de fortfarande dela det om båda deklarerar det som delat i sina respektive konfigurationer.

Exempel: Låt oss säga att `app1` och `app2` båda använder ett verktygsbibliotek `lodash`.

`app1`'s Webpack Config (lägger till lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

`app2`'s Webpack Config (lägger till lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

I det här fallet, även om containern inte explicit delar `lodash`, kommer `app1` och `app2` att lyckas dela en enda instans av `lodash` mellan sig, förutsatt att de laddas i samma webbläsarkontext.

Hantera Versionskonflikter

En av de vanligaste utmaningarna vid beroendedelning är versionskompatibilitet. Vad händer när `app1` kräver `react` v18.1.0 och `app2` kräver `react` v18.2.0? Module Federation erbjuder robusta strategier för att hantera dessa scenarier.

1. Strikt Versionsmatchning (Standardbeteende för `requiredVersion`)

När du specificerar en exakt version (t.ex. '18.1.0') eller ett strikt intervall (t.ex. '^18.1.0'), kommer Module Federation att upprätthålla detta. Om en applikation försöker ladda ett delat beroende med en version som inte uppfyller kravet från en annan applikation som redan använder det, kan det leda till fel.

2. Versionsintervall och Fallbacks

Alternativet requiredVersion stöder semantisk versionering (SemVer). Till exempel betyder '^18.0.0' vilken version som helst från 18.0.0 upp till (men inte inklusive) 19.0.0. Om flera applikationer kräver versioner inom detta intervall kommer Module Federation vanligtvis att använda den högsta kompatibla versionen som uppfyller alla krav.

Tänk på detta:

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

Om containern laddas först etablerar den `react` v18.0.0 (eller vilken version den faktiskt paketerar). När `app1` begär `react` med `^18.1.0` kan det misslyckas om containerns version är mindre än 18.1.0. Men om `app1` laddas först och tillhandahåller `react` v18.1.0, och sedan `app2` begär `react` med `^18.2.0`, kommer Module Federation att försöka uppfylla `app2`s krav. Om `react` v18.1.0-instansen redan är laddad kan det kasta ett fel eftersom v18.1.0 inte uppfyller `^18.2.0`.

För att mildra detta är det bästa praxis att definiera delade beroenden med det bredaste acceptabla versionsintervallet, vanligtvis i container-applikationen. Till exempel tillåter användning av '^18.0.0' flexibilitet. Om en specifik fjärr-applikation har ett hårt beroende på en nyare patch-version bör den konfigureras för att explicit tillhandahålla den versionen.

3. Använda `shareKey` och `shareScope`

Module Federation låter dig också styra nyckeln under vilken en modul delas och omfånget den ligger i. Detta kan vara användbart för avancerade scenarier, som att dela olika versioner av samma bibliotek under olika nycklar.

4. Alternativet `strictVersion`

När strictVersion är aktiverat (vilket är standard för requiredVersion), kastar Module Federation ett fel om ett beroende inte kan uppfyllas. Att sätta strictVersion: false kan tillåta en mer tillåtande versionshantering, där Module Federation kan försöka använda en äldre version om en nyare inte är tillgänglig, men detta kan leda till körtidsfel.

Bästa Praxis för Användning av Delat Omfång

För att effektivt utnyttja Module Federations delade omfång och undvika vanliga fallgropar, överväg dessa bästa praxis:

1. Centralisera Delade Beroenden: Utse en primär applikation (ofta containern eller en dedikerad applikation för delade bibliotek) som sanningskälla för vanliga, stabila beroenden som ramverk (React, Vue, Angular), UI-komponentbibliotek och state management-bibliotek.
2. Definiera Breda Versionsintervall: Använd SemVer-intervall (t.ex. '^18.0.0') för delade beroenden i den primära delningsapplikationen. Detta gör att andra applikationer kan använda kompatibla versioner utan att tvinga fram strikta uppdateringar över hela ekosystemet.
3. Dokumentera Delade Beroenden Tydligt: Underhåll tydlig dokumentation om vilka beroenden som delas, deras versioner och vilka applikationer som ansvarar för att dela dem. Detta hjälper team att förstå beroendegrafen.
4. Övervaka Paketstorlekar: Analysera regelbundet paketstorlekarna på dina applikationer. Module Federations delade omfång bör leda till en minskning av storleken på dynamiskt laddade chunks eftersom vanliga beroenden externaliseras.
5. Hantera Icke-Deterministiska Beroenden: Var försiktig med beroenden som uppdateras ofta eller har instabila API:er. Att dela sådana beroenden kan kräva mer noggrann versionshantering och testning.
6. Använd `eager: true` med Omdöme: Medan `eager: true` säkerställer att ett beroende laddas tidigt, kan överanvändning leda till större initiala laddningar. Använd det för kritiska bibliotek som är väsentliga för applikationens uppstart.
7. Testning är Avgörande: Testa integrationen av dina mikrofrontends noggrant. Säkerställ att delade beroenden laddas korrekt och att versionskonflikter hanteras smidigt. Automatiserad testning, inklusive integrations- och end-to-end-tester, är avgörande.
8. Överväg Monorepos för Enkelhet: För team som börjar med Module Federation kan hantering av delade beroenden inom ett monorepo (med verktyg som Lerna eller Yarn Workspaces) förenkla installationen och säkerställa konsistens. Alternativet `packageDir` är särskilt användbart här.
9. Hantera Specialfall med `shareKey` och `shareScope`: Om du stöter på komplexa versionsscenarier eller behöver exponera olika versioner av samma bibliotek, utforska alternativen `shareKey` och `shareScope` for mer detaljerad kontroll.
10. Säkerhetsaspekter: Se till att delade beroenden hämtas från betrodda källor. Implementera bästa säkerhetspraxis för din bygg-pipeline och driftsättningsprocess.

Global Inverkan och Överväganden

För globala utvecklingsteam erbjuder Module Federation och dess delade omfång betydande fördelar:

• Konsistens Över Regioner: Säkerställer att alla användare, oavsett geografisk plats, upplever applikationen med samma kärnberoenden, vilket minskar regionala inkonsekvenser.
• Snabbare Iterationscykler: Team i olika tidszoner kan arbeta på oberoende funktioner eller mikrofrontends utan att ständigt oroa sig för att duplicera vanliga bibliotek eller trampa varandra på tårna när det gäller beroendeversioner.
• Optimerat för Olika Nätverk: Att minska den totala nedladdningsstorleken genom delade beroenden är särskilt fördelaktigt för användare på långsammare eller mätdata-begränsade internetanslutningar, vilket är vanligt i många delar av världen.
• Förenklad Onboarding: Nya utvecklare som ansluter till ett stort projekt kan lättare förstå applikationens arkitektur och beroendehantering när vanliga bibliotek är tydligt definierade och delade.

Globala team måste dock också vara medvetna om:

• CDN-strategier: Om delade beroenden hostas på ett CDN, se till att CDN:et har bra global räckvidd och låg latens för alla målregioner.
• Offline-stöd: För applikationer som kräver offline-funktionalitet blir hanteringen av delade beroenden och deras cachning mer komplex.
• Regulatorisk Efterlevnad: Se till att delningen av bibliotek följer alla relevanta programvarulicenser eller dataskyddsregler i olika jurisdiktioner.

Vanliga Fallgropar och Hur man Undviker Dem

1. Felaktigt Konfigurerad `singleton`

Problem: Att glömma att sätta singleton: true för bibliotek som bara borde ha en instans.

Lösning: Sätt alltid singleton: true för ramverk, bibliotek och verktyg som du avser att dela unikt över dina applikationer.

2. Inkonsekventa Versionskrav

Problem: Olika applikationer specificerar vitt skilda, inkompatibla versionsintervall för samma delade beroende.

Lösning: Standardisera versionskraven, särskilt i container-appen. Använd breda SemVer-intervall och dokumentera eventuella undantag.

3. Överdriven Delning av Icke-väsentliga Bibliotek

Problem: Att försöka dela vartenda litet verktygsbibliotek, vilket leder till komplex konfiguration och potentiella konflikter.

Lösning: Fokusera på att dela stora, vanliga och stabila beroenden. Små, sällan använda verktyg kan vara bättre att paketera lokalt för att undvika komplexitet.

4. Att inte Hantera `remoteEntry.js`-filen Korrekt

Problem: `remoteEntry.js`-filen är inte tillgänglig eller serveras inte korrekt till konsumerande applikationer.

Lösning: Se till att din hostingstrategi för remote entries är robust och att URL:erna som specificeras i `remotes`-konfigurationen är korrekta och tillgängliga.

5. Ignorera Implikationerna av `eager: true`

Problem: Att sätta eager: true på för många beroenden, vilket leder till en långsam initial laddningstid.

Lösning: Använd eager: true endast för beroenden som är absolut kritiska for den initiala renderingen eller kärnfunktionaliteten i dina applikationer.

Slutsats

JavaScript Module Federations delade omfång är ett kraftfullt verktyg för att bygga moderna, skalbara webbapplikationer, särskilt inom en mikrofrontend-arkitektur. Genom att möjliggöra effektiv beroendedelning hanterar det problem med kodduplicering, uppblåsthet och inkonsekvens, vilket leder till förbättrad prestanda och underhållbarhet. Att förstå och korrekt konfigurera shared-alternativet, särskilt egenskaperna singleton och requiredVersion, är nyckeln till att låsa upp dessa fördelar.

När globala utvecklingsteam alltmer anammar mikrofrontend-strategier blir det avgörande att bemästra Module Federations delade omfång. Genom att följa bästa praxis, noggrant hantera versionering och genomföra grundlig testning kan du utnyttja denna teknologi för att bygga robusta, högpresterande och underhållbara applikationer som effektivt tjänar en mångsidig internationell användarbas.

Omfamna kraften i delat omfång och bana väg för mer effektiv och samarbetande webbutveckling inom din organisation.