การจัดการ Monorepo สำหรับ Frontend: การจัดระเบียบ Workspace และเครื่องมือ

ในโลกของการพัฒนา Frontend ที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา การจัดการความซับซ้อนของโค้ดเบสกลายเป็นสิ่งสำคัญยิ่งเมื่อโปรเจกต์เติบโตขึ้น Monorepo ซึ่งเป็น Repository เดียวที่บรรจุหลายโปรเจกต์ เป็นโซลูชันที่น่าสนใจสำหรับการจัดระเบียบและขยายขนาดแอปพลิเคชัน Frontend คู่มือฉบับสมบูรณ์นี้จะสำรวจการจัดการ Monorepo สำหรับ Frontend โดยเน้นที่กลยุทธ์การจัดระเบียบ Workspace และเครื่องมืออันทรงพลังที่จะช่วยปรับปรุงกระบวนการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

Monorepo คืออะไร?

Monorepo เป็นกลยุทธ์การพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ทุกโปรเจกต์, ไลบรารี และคอมโพเนนต์จะใช้ Repository ร่วมกันเพียงแห่งเดียว ซึ่งตรงข้ามกับแนวทาง Polyrepo ที่แต่ละโปรเจกต์จะมี Repository ของตัวเอง แม้ว่า Polyrepo จะเหมาะสำหรับโปรเจกต์ขนาดเล็กและเป็นอิสระต่อกัน แต่ Monorepo กลับโดดเด่นในการจัดการโค้dเบสขนาดใหญ่และเชื่อมโยงกัน

ข้อดีของการใช้ Monorepo

• การแชร์และนำโค้ดกลับมาใช้ใหม่ (Code Sharing and Reuse): สามารถแชร์และนำคอมโพเนนต์และไลบรารีกลับมาใช้ใหม่ในหลายโปรเจกต์ภายใน Monorepo ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งช่วยส่งเสริมความสอดคล้องและลดการเขียนโค้ดซ้ำซ้อน ตัวอย่างเช่น คอมโพเนนต์ของระบบดีไซน์ (Design System) สามารถพัฒนาในที่เดียวและนำไปใช้กับแอปพลิเคชัน Frontend ทั้งหมดได้ทันที
• การจัดการ Dependency ที่ง่ายขึ้น: จัดการ Dependency จากส่วนกลาง ทำให้มั่นใจได้ว่าทุกโปรเจกต์ใช้เวอร์ชันที่ตรงกัน ซึ่งช่วยลดปัญหาความขัดแย้งของ Dependency และทำให้การอัปเดตง่ายขึ้น
• การเปลี่ยนแปลงที่ทำได้ในครั้งเดียว (Atomic Changes): สามารถทำการเปลี่ยนแปลงที่ส่งผลกระทบต่อหลายโปรเจกต์ได้ใน commit เดียว ซึ่งทำให้การปรับโครงสร้างโค้ด (Refactoring) ง่ายขึ้น และมั่นใจได้ว่าการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกันจะถูกนำไปใช้งานพร้อมกันเสมอ ลองนึกภาพการอัปเดตโครงสร้างข้อมูลหลักที่ใช้ในหลายแอปพลิเคชัน Monorepo จะช่วยให้กระบวนการอัปเดตเป็นไปอย่างพร้อมเพรียงกัน
• การทำงานร่วมกันที่ดีขึ้น: ส่งเสริมการทำงานร่วมกันระหว่างนักพัฒนาได้ดียิ่งขึ้นโดยให้มุมมองที่เป็นหนึ่งเดียวของโค้ดเบสทั้งหมด ทีมสามารถเข้าใจการทำงานร่วมกันของส่วนต่างๆ ของระบบได้อย่างง่ายดาย
• กระบวนการ Build และ Deployment ที่ง่ายขึ้น: สามารถใช้กระบวนการ Build และ Deployment จากส่วนกลางได้ ซึ่งช่วยปรับปรุงวงจรการปล่อยซอฟต์แวร์ให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เครื่องมือสามารถวิเคราะห์กราฟความสัมพันธ์ของ Dependency และจะ Build และ Deploy เฉพาะโปรเจกต์ที่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงล่าสุดเท่านั้น
• การมองเห็นโค้ดที่ดีขึ้น: เพิ่มการมองเห็นโค้ดเบสทั้งหมด ทำให้ง่ายต่อการค้นหา ทำความเข้าใจ และมีส่วนร่วมในโปรเจกต์ต่างๆ

ความท้าทายของการใช้ Monorepo

• ขนาดของ Repository: Monorepo อาจมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพในการทำงานบางอย่าง เช่น การ clone หรือการ branching กลยุทธ์อย่าง sparse checkouts สามารถช่วยลดปัญหานี้ได้
• ระยะเวลาในการ Build: การ Build ทั้ง Monorepo อาจใช้เวลานานหากไม่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพ เครื่องมืออย่าง Nx และ Turborepo สามารถจัดการปัญหานี้ได้โดยการแคชผลลัพธ์การ Build (build artifacts) และทำการ Build ใหม่เฉพาะส่วนที่จำเป็น
• ความซับซ้อนของเครื่องมือ: การจัดการ Monorepo อย่างมีประสิทธิภาพจำเป็นต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทางและขั้นตอนการทำงานที่กำหนดไว้อย่างดี การเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมและการกำหนดค่าให้ถูกต้องจึงเป็นสิ่งสำคัญ
• การควบคุมการเข้าถึง: การกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงแบบละเอียดใน Monorepo อาจเป็นเรื่องท้าทาย ซึ่งต้องมีการวางแผนและกำหนดค่าอย่างรอบคอบ

กลยุทธ์การจัดระเบียบ Workspace

กุญแจสำคัญในการจัดการ Frontend Monorepo ให้ประสบความสำเร็จคือการสร้างการจัดระเบียบ Workspace ที่ชัดเจนและสอดคล้องกัน Workspace ที่มีโครงสร้างที่ดีจะทำให้การสำรวจโค้ดเบส, การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ของโปรเจกต์ และการรักษาคุณภาพของโค้ดทำได้ง่ายขึ้น

โครงสร้างไดเรกทอรี

โครงสร้างไดเรกทอรีทั่วไปสำหรับ Frontend Monorepo มักจะประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:

• /apps: ประกอบด้วยแอปพลิเคชันแต่ละตัวภายใน Monorepo แต่ละแอปพลิเคชันควรมีไดเรกทอรีของตัวเอง ตัวอย่างเช่น `apps/web`, `apps/mobile`, `apps/admin`
• /libs: ประกอบด้วยไลบรารีและคอมโพเนนต์ที่ใช้ซ้ำซึ่งแชร์กันระหว่างแอปพลิเคชันต่างๆ ไลบรารีควรถูกจัดระเบียบตามฟังก์ชันหรือโดเมน ตัวอย่างเช่น `libs/ui`, `libs/data-access`, `libs/api`
• /tools: ประกอบด้วยสคริปต์และเครื่องมือช่วยที่ใช้สำหรับ Build, Test และ Deploy Monorepo
• /docs: ประกอบด้วยเอกสารสำหรับ Monorepo และโปรเจกต์ต่างๆ ภายใน
• /config: ประกอบด้วยไฟล์การกำหนดค่าสำหรับเครื่องมือและบริการต่างๆ ที่ใช้ภายใน Monorepo (เช่น ESLint, Prettier, Jest)

ตัวอย่าง:

my-monorepo/
├── apps/
│   ├── web/
│   │   ├── src/
│   │   │   ├── components/
│   │   │   ├── app.tsx
│   │   │   └── ...
│   │   ├── package.json
│   │   └── ...
│   ├── mobile/
│   │   ├── src/
│   │   │   ├── components/
│   │   │   ├── app.tsx
│   │   │   └── ...
│   │   ├── package.json
│   │   └── ...
│   └── admin/
│       └── ...
├── libs/
│   ├── ui/
│   │   ├── src/
│   │   │   ├── button.tsx
│   │   │   └── ...
│   │   ├── package.json
│   │   └── ...
│   ├── data-access/
│   │   ├── src/
│   │   │   ├── api.ts
│   │   │   └── ...
│   │   ├── package.json
│   │   └── ...
│   └── utils/
│       └── ...
├── tools/
│   └── scripts/
│       └── ...
├── package.json
└── ...

ความเป็นเจ้าของโค้ดและโครงสร้างทีม

สร้างความเป็นเจ้าของโค้ดและความรับผิดชอบที่ชัดเจนภายใน Monorepo กำหนดว่าทีมหรือบุคคลใดรับผิดชอบในการดูแลส่วนใดส่วนหนึ่งของโค้ดเบส ซึ่งจะช่วยส่งเสริมความรับผิดชอบและลดความขัดแย้ง

ตัวอย่างเช่น คุณอาจมีทีมที่รับผิดชอบโดยเฉพาะในการดูแลไลบรารี `libs/ui` ในขณะที่ทีมอื่นๆ รับผิดชอบแอปพลิเคชันแต่ละตัวในไดเรกทอรี `apps`

กลยุทธ์การกำหนดเวอร์ชัน

เลือกกลยุทธ์การกำหนดเวอร์ชันที่สอดคล้องกันสำหรับทุกโปรเจกต์และไลบรารีภายใน Monorepo พิจารณาใช้ Semantic Versioning (SemVer) เพื่อสื่อสารลักษณะของการเปลี่ยนแปลงได้อย่างชัดเจน

เครื่องมืออย่าง Lerna สามารถทำให้กระบวนการกำหนดเวอร์ชันเป็นไปโดยอัตโนมัติ โดยการวิเคราะห์ประวัติการ commit และพิจารณาว่าแพ็กเกจใดที่ต้องอัปเดต

การจัดการ Dependency

จัดการ Dependency ในทุกโปรเจกต์ภายใน Monorepo อย่างรอบคอบ หลีกเลี่ยง Dependency ที่ไม่จำเป็นและรักษาเวอร์ชันของ Dependency ให้สอดคล้องกันเพื่อป้องกันความขัดแย้ง ใช้ Package Manager ที่รองรับฟีเจอร์ Workspace (เช่น pnpm, Yarn) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการติดตั้งและจัดการ Dependency

เครื่องมือสำหรับ Frontend Monorepo

มีเครื่องมืออันทรงพลังหลายตัวที่สามารถช่วยจัดการ Frontend Monorepo ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องมือเหล่านี้มีฟีเจอร์ต่างๆ เช่น การจัดการ Dependency, การรัน task, การเพิ่มประสิทธิภาพการ Build และการสร้างโค้ด

Package Managers: pnpm, Yarn, npm

pnpm (Performant npm): pnpm เป็น Package Manager ที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพซึ่งใช้ระบบไฟล์แบบ content-addressable ในการจัดเก็บแพ็กเกจ ซึ่งช่วยลดการใช้พื้นที่ดิสก์และปรับปรุงเวลาในการติดตั้ง pnpm ยังรองรับ Workspace โดยกำเนิด ทำให้เหมาะสำหรับการจัดการ Monorepo มันสร้างโฟลเดอร์ `node_modules` แบบ non-flat ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงปัญหา phantom dependencies

Yarn: Yarn เป็นอีกหนึ่ง Package Manager ที่ได้รับความนิยมและรองรับ Workspaces โดย Yarn Workspaces ช่วยให้คุณจัดการ Dependency สำหรับหลายโปรเจกต์ได้ในไฟล์ `yarn.lock` เพียงไฟล์เดียว และให้การติดตั้ง Dependency ที่รวดเร็วและเชื่อถือได้

npm: npm ก็รองรับ Workspaces ตั้งแต่เวอร์ชัน 7 แม้ว่าจะมีการปรับปรุงอย่างมาก แต่ pnpm และ Yarn มักเป็นที่นิยมมากกว่าสำหรับการจัดการ Monorepo เนื่องจากประสิทธิภาพและฟีเจอร์ต่างๆ

ตัวอย่าง: การตั้งค่า pnpm workspace

สร้างไฟล์ `pnpm-workspace.yaml` ที่ root ของ Monorepo ของคุณ:

packages:
  - 'apps/*'
  - 'libs/*'

โค้ดนี้จะบอก pnpm ให้ถือว่าไดเรกทอรีทั้งหมดภายใต้ `apps` และ `libs` เป็นแพ็กเกจภายใน Workspace

Task Runners: Nx, Turborepo

Nx: Nx เป็น Build System ที่ทรงพลังพร้อมการรองรับ Monorepo ชั้นยอด มันมีฟีเจอร์ต่างๆ เช่น incremental builds, การแคช และการแสดงผลกราฟความสัมพันธ์ของ Dependency Nx สามารถวิเคราะห์กราฟความสัมพันธ์ของ Monorepo ของคุณและจะ Build และ Test เฉพาะโปรเจกต์ที่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงล่าสุดเท่านั้น Nx ยังมีเครื่องมือสร้างโค้ดเพื่อสร้างโครงสร้างโปรเจกต์และคอมโพเนนต์ใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็ว

Turborepo: Turborepo เป็นอีกหนึ่งเครื่องมือ Build ที่ได้รับความนิยมซึ่งออกแบบมาสำหรับ Monorepo โดยเฉพาะ มันเน้นที่ความเร็วและประสิทธิภาพโดยการแคชผลลัพธ์การ Build และทำการ Build ใหม่เฉพาะส่วนที่จำเป็น Turborepo ติดตั้งและผสานรวมเข้ากับขั้นตอนการทำงานที่มีอยู่ได้ง่าย

ตัวอย่าง: การใช้ Nx สำหรับการรัน task

ติดตั้ง Nx:

npm install -g nx

สร้าง Nx workspace:

nx create-nx-workspace my-monorepo

Nx จะสร้างโครงสร้าง Workspace พื้นฐานพร้อมกับ task ที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้าสำหรับการ Build, Test และ Linting

Lerna: การกำหนดเวอร์ชันและการเผยแพร่

Lerna เป็นเครื่องมือสำหรับจัดการโปรเจกต์ JavaScript ที่มีหลายแพ็กเกจ มันทำให้กระบวนการกำหนดเวอร์ชัน, การเผยแพร่ และการปล่อยแพ็กเกจใน Monorepo เป็นไปโดยอัตโนมัติ Lerna จะวิเคราะห์ประวัติการ commit และพิจารณาว่าแพ็กเกจใดที่ต้องอัปเดตตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น

ตัวอย่าง: การใช้ Lerna เพื่อกำหนดเวอร์ชันและเผยแพร่แพ็กเกจ

ติดตั้ง Lerna:

npm install -g lerna

เริ่มต้น Lerna:

lerna init

รัน Lerna version เพื่ออัปเดตเวอร์ชันของแพ็กเกจโดยอัตโนมัติตามข้อความ commit (ตามมาตรฐาน Conventional Commits):

lerna version

รัน Lerna publish เพื่อเผยแพร่แพ็กเกจที่อัปเดตแล้วไปยัง npm:

lerna publish from-package

Build Systems: Webpack, Rollup, esbuild

การเลือก Build System ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพเวลาในการ Build และขนาดของ Bundle ใน Frontend Monorepo

Webpack: Webpack เป็น Build System ที่ทรงพลังและหลากหลายซึ่งรองรับฟีเจอร์มากมาย รวมถึง code splitting, module bundling และการจัดการ asset Webpack สามารถกำหนดค่าได้อย่างยืดหยุ่นและสามารถปรับแต่งให้เข้ากับความต้องการเฉพาะของ Monorepo ของคุณได้

Rollup: Rollup เป็น module bundler ที่เน้นการสร้าง Bundle ที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับไลบรารีและแอปพลิเคชัน Rollup เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างไลบรารีที่จะถูกนำไปใช้โดยโปรเจกต์อื่น

esbuild: esbuild เป็น JavaScript bundler และ minifier ที่รวดเร็วอย่างยิ่งซึ่งเขียนด้วยภาษา Go esbuild เร็วกว่า Webpack และ Rollup อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับโปรเจกต์ที่ประสิทธิภาพในการ Build เป็นสิ่งสำคัญ

Linting และ Formatting: ESLint, Prettier

บังคับใช้สไตล์และคุณภาพของโค้ดที่สอดคล้องกันทั่วทั้ง Monorepo โดยใช้เครื่องมือ Linting และ Formatting

ESLint: ESLint เป็น JavaScript linter ที่ระบุและรายงานรูปแบบที่เป็นปัญหาที่พบในโค้ด ESLint สามารถกำหนดค่าให้บังคับใช้มาตรฐานการเขียนโค้ดและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดที่เฉพาะเจาะจงได้

Prettier: Prettier เป็น code formatter ที่มีความคิดเห็นของตัวเอง (opinionated) ซึ่งจะจัดรูปแบบโค้ดให้เป็นสไตล์ที่สอดคล้องกันโดยอัตโนมัติ Prettier สามารถผสานรวมกับ ESLint เพื่อแก้ไขปัญหาการจัดรูปแบบโดยอัตโนมัติได้

ตัวอย่าง: การกำหนดค่า ESLint และ Prettier

ติดตั้ง ESLint และ Prettier:

npm install eslint prettier --save-dev

สร้างไฟล์กำหนดค่า ESLint (`.eslintrc.js`):

module.exports = {
  extends: [
    'eslint:recommended',
    'plugin:@typescript-eslint/recommended',
    'prettier'
  ],
  parser: '@typescript-eslint/parser',
  plugins: ['@typescript-eslint'],
  root: true,
  rules: {
    // เพิ่มกฎที่คุณกำหนดเองที่นี่
  }
};

สร้างไฟล์กำหนดค่า Prettier (`.prettierrc.js`):

module.exports = {
  semi: false,
  singleQuote: true,
  trailingComma: 'all'
};

การผสานรวม CI/CD

ผสานรวม Monorepo เข้ากับ CI/CD pipeline ของคุณเพื่อทำให้การ Build, Test และ Deploy เป็นไปโดยอัตโนมัติ ใช้เครื่องมืออย่าง GitHub Actions, GitLab CI หรือ Jenkins เพื่อกำหนดขั้นตอนการทำงานสำหรับแต่ละขั้นตอนของกระบวนการพัฒนา

กำหนดค่า CI/CD pipeline ให้ Build และ Test เฉพาะโปรเจกต์ที่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงล่าสุดเท่านั้น ซึ่งจะช่วยลดเวลาในการ Build และปรับปรุงประสิทธิภาพของ pipeline ได้อย่างมาก

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการจัดการ Frontend Monorepo

• สร้างแนวทางที่ชัดเจน: กำหนดแนวทางและข้อตกลงที่ชัดเจนสำหรับสไตล์ของโค้ด, โครงสร้างไดเรกทอรี และการจัดการ Dependency
• ทำให้ทุกอย่างเป็นอัตโนมัติ: ทำให้กระบวนการพัฒนาเป็นอัตโนมัติให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ รวมถึงการ Build, Test, Linting, Formatting และ Deploy
• ใช้ Code Review: บังคับใช้การตรวจสอบโค้ด (Code Review) เพื่อให้แน่ใจในคุณภาพและความสอดคล้องของโค้ดทั่วทั้ง Monorepo
• ตรวจสอบประสิทธิภาพ: ตรวจสอบประสิทธิภาพของ Monorepo และระบุส่วนที่สามารถปรับปรุงได้
• จัดทำเอกสารทุกอย่าง: จัดทำเอกสารเกี่ยวกับสถาปัตยกรรม, เครื่องมือ และขั้นตอนการทำงานของ Monorepo เพื่อช่วยให้นักพัฒนาเข้าใจและมีส่วนร่วมในโปรเจกต์ได้
• อัปเดต Dependency ให้เป็นปัจจุบันเสมอ: อัปเดต Dependency อย่างสม่ำเสมอเพื่อรับประโยชน์จากการแก้ไขข้อบกพร่อง, แพตช์ความปลอดภัย และการปรับปรุงประสิทธิภาพ
• ใช้ Conventional Commits: การใช้ Conventional Commits ช่วยทำให้การกำหนดเวอร์ชันและการสร้างบันทึกการเปลี่ยนแปลง (release notes) เป็นไปโดยอัตโนมัติ
• ใช้ระบบ Feature Flag: ระบบ Feature Flag ช่วยให้คุณสามารถปล่อยฟีเจอร์ใหม่ให้กับผู้ใช้บางกลุ่มได้ ทำให้คุณสามารถทดสอบในสภาพแวดล้อมจริง (production) และปรับปรุงได้อย่างรวดเร็ว

บทสรุป

การจัดการ Frontend Monorepo มีข้อดีอย่างมากสำหรับโปรเจกต์ขนาดใหญ่และซับซ้อน ช่วยให้สามารถแชร์โค้ด, จัดการ Dependency ได้ง่ายขึ้น และปรับปรุงการทำงานร่วมกัน ด้วยการนำกลยุทธ์การจัดระเบียบ Workspace ที่กำหนดไว้อย่างดีมาใช้และใช้ประโยชน์จากเครื่องมืออันทรงพลัง นักพัฒนาสามารถปรับปรุงขั้นตอนการทำงาน, เพิ่มประสิทธิภาพเวลาในการ Build และรับประกันคุณภาพของโค้ดได้ แม้ว่าจะมีความท้าทายอยู่บ้าง แต่ประโยชน์ของ Monorepo ที่มีการจัดการอย่างดีนั้นมีมากกว่าต้นทุนอย่างมาก ทำให้เป็นแนวทางที่มีคุณค่าสำหรับการพัฒนา Frontend สมัยใหม่