JavaScript Module Federation Runtime: Увімкнення динамічного спільного використання модулів

У сучасному цифровому ландшафті, що швидко розвивається, здатність створювати масштабовані, ремонтопридатні та адаптивні веб-додатки є першочерговою. Для глобальних команд розробників, які працюють над складними проектами, управління залежностями, забезпечення незалежних розгортань та сприяння співпраці можуть бути значними викликами. Саме тут JavaScript Module Federation, зокрема його можливості виконання (runtime), постає як трансформаційне рішення. Цей вичерпний посібник заглибиться у тонкощі Module Federation Runtime, досліджуючи, як він полегшує динамічний обмін модулями та відкриває нові можливості для сучасних фронтенд-архітектур.

Розуміння основних концепцій: Module Federation

Перш ніж зануритися в аспект виконання, важливо зрозуміти фундаментальні принципи Module Federation. Представлений як частина Webpack 5, Module Federation — це потужна технологія часу збирання та виконання, що дозволяє JavaScript-додатку динамічно завантажувати код з іншого, окремо зібраного додатка. Це виходить за рамки традиційного розділення коду чи управління пакетами, дозволяючи завантажувати спільні компоненти, бібліотеки чи навіть цілі функції за вимогою з різних джерел.

Основна ідея полягає в тому, щоб розбити монолітні додатки на менші, незалежні одиниці, які можна розробляти, розгортати та масштабувати автономно. Ці одиниці, часто звані "remotes" (віддалені) або "hosts" (хости), можуть безшовно обмінюватися кодом під час виконання, створюючи єдиний досвід користувача без тісної прив'язки.

Ключові переваги Module Federation:

• Незалежні розгортання: Команди можуть розгортати свої відповідні модулі, не впливаючи на інші частини додатка, що призводить до швидших циклів випуску.
• Спільне використання коду: Загальні бібліотеки, UI-компоненти або бізнес-логіку можна використовувати в кількох додатках, зменшуючи дублювання та підвищуючи ефективність.
• Технологічна агностичність: Хоча часто асоціюється з Webpack, принципи можуть бути поширені на інші інструменти збирання, сприяючи взаємодії.
• Покращена масштабованість: Мікрофронтенд-архітектури, що працюють на основі Module Federation, дозволяють масштабувати окремі частини додатка незалежно.
• Покращена ремонтопридатність: Менші, сфокусовані модулі легше розуміти, тестувати та підтримувати з часом.

Роль Module Federation Runtime

Хоча Module Federation часто обговорюється в контексті інструментів збирання, як-от Webpack, його справжня сила розкривається через його можливості виконання (runtime). Аспект виконання стосується того, як ці спільні модулі завантажуються, управляються та виконуються в середовищі браузера.

Module Federation Runtime надає механізми для:

• Динамічного завантаження: Можливість запитувати та завантажувати модулі з віддалених додатків асинхронно, лише коли вони потрібні.
• Розв'язання модулів: Забезпечення того, що правильні версії спільних залежностей розв'язуються та стають доступними для всіх споживаючих додатків.
• Управління версіями: Обробка потенційних невідповідностей версій між спільними бібліотеками в різних федеративних модулях.
• Конфігурація під час виконання: Дозволяє додаткам динамічно виявляти та підключатися до віддалених модулів на основі конфігурації, забезпечуючи більшу гнучкість.

По суті, Module Federation Runtime діє як складний завантажувач та менеджер модулів для федеративної екосистеми. Він гарантує, що коли додаток ("хост") запитує модуль з іншого додатка ("віддаленого"), браузер може ефективно завантажити та виконати цей модуль, роблячи його експорти доступними для хоста.

Як це працює "під капотом":

Коли ви налаштовуєте Module Federation у Webpack, він генерує специфічні конфігурації як для хоста, так і для віддалених додатків. Віддалений додаток надає свої модулі через файл маніфесту (часто це JSON-файл), який перелічує доступні модулі та їхні точки входу. Додаток-хост, коли йому потрібен певний модуль, виконає наступне:

1. Запит модуля: Зазвичай це робиться за допомогою динамічної інструкції `import()`.
2. Завантаження маніфесту: Runtime хоста завантажить маніфест з відкритої URL-адреси віддаленого додатка.
3. Розв'язання модуля: Використовуючи маніфест, runtime визначає правильний чанк або файл для завантаження запитаного модуля.
4. Завантаження чанка: Браузер завантажує JavaScript-чанк, що містить модуль.
5. Виконання та надання експортів: Модуль виконується, і його експортовані функції, компоненти або змінні стають доступними для додатка-хоста.

Цей процес високо оптимізований для забезпечення ефективного завантаження та мінімального впливу на початковий час завантаження сторінки, особливо в поєднанні з розумними стратегіями розділення коду.

Практичне застосування та сценарії використання

Сила Module Federation Runtime проявляється в різноманітних реальних сценаріях, дозволяючи розробникам створювати більш надійні та гнучкі додатки. Ось кілька переконливих прикладів використання:

1. Побудова мікрофронтенд-архітектур

Це, мабуть, найпомітніший приклад використання. Module Federation дозволяє різним командам володіти та розробляти незалежні "мікрофронтенди", які разом утворюють цілісний користувацький досвід. Наприклад, велика платформа електронної комерції може мати окремі команди, що керують каталогом продуктів, кошиком для покупок та модулями автентифікації користувачів. Використовуючи Module Federation, ці команди можуть розробляти та розгортати свої функції незалежно, спільно використовуючи загальні UI-компоненти, такі як кнопки, поля введення або елементи макета, визначені в "спільному" федеративному модулі.

Глобальний приклад: Уявіть собі багатонаціональну фінансову компанію. Їхній веб-портал може складатися з окремих модулів для інвестиційного банкінгу, роздрібного банкінгу та управління капіталом. Кожен з них може бути окремим федеративним додатком. Спільний модуль "загальна UI-бібліотека" може бути федеративним для всіх них, забезпечуючи послідовну ідентичність бренду та користувацький інтерфейс, водночас дозволяючи кожному бізнес-підрозділу швидко ітерувати свої специфічні функції.

2. Впровадження дизайн-систем та бібліотек компонентів

Дизайн-системи мають вирішальне значення для підтримки узгодженості бренду та ефективності розробників у великих організаціях. Module Federation надає елегантний спосіб представляти ці дизайн-системи як федеративні модулі, які можуть споживатися різними додатками. Це гарантує, що всі додатки використовують останні затверджені компоненти та стилі, отримані з єдиного авторитетного федеративного модуля.

Міжнародний приклад: Глобальна компанія-розробник програмного забезпечення з кількома лінійками продуктів (наприклад, CRM, ERP, інструменти управління проектами) може створити центральний федеративний модуль "Дизайн-система". Цей модуль міститиме всі багаторазові UI-компоненти, інформацію про теми та утиліти доступності. Кожна команда продукту може потім споживати цей модуль, забезпечуючи єдиний вигляд та відчуття у своїх різноманітних програмних продуктах, незалежно від їхнього географічного розташування чи конкретного стеку розробки.

3. Інкрементальні оновлення та поетапне впровадження функцій

Module Federation полегшує поступові оновлення або поетапне впровадження нових функцій. Замість масивного, ризикованого монолітного розгортання, ви можете впровадити нову функціональність як окремий федеративний модуль. Цей новий модуль може співіснувати з існуючими, а маршрутизація або логіка додатка можуть бути оновлені, щоб направляти користувачів до нового модуля, коли це доречно. Це особливо корисно для A/B-тестування або "канаркових" випусків нових функцій.

Сценарій: Веб-сайт бронювання подорожей хоче запровадити абсолютно новий процес бронювання. Вони можуть створити його як новий федеративний модуль. Спочатку лише невеликий відсоток користувачів направляється до цього нового процесу через конфігурацію маршрутизації. Зі зростанням впевненості відсоток можна збільшити, і зрештою старий процес можна буде вивести з експлуатації та видалити, і все це без руйнівного повного перерозгортання сайту.

4. Спільне використання залежностей та зменшення розміру бандлів

Однією з істотних переваг Module Federation є його здатність спільно використовувати загальні залежності (наприклад, React, Vue, Lodash тощо) між різними додатками. Замість того, щоб кожен додаток включав власну копію цих бібліотек, єдиний "спільний" федеративний модуль може їх надавати. Це значно зменшує загальний розмір завантаження для користувачів, які отримують доступ до кількох додатків у федеративній екосистемі.

Важливо врахувати: Якщо у вас є дашборд-додаток та маркетинговий веб-сайт, обидва потенційно використовують React. Федералізувавши React зі спільного модуля, користувач, який відвідує обидві сторінки, завантажить React лише один раз, а не двічі. Module Federation Runtime обробляє логіку версіонування та спільного використання, гарантуючи, що обидва додатки отримають правильну, сумісну версію.

Розширені аспекти виконання та найкращі практики

Хоча Module Federation пропонує величезну потужність, ефективне використання його можливостей виконання вимагає ретельного планування та дотримання найкращих практик. Ось деякі ключові аспекти:

1. Невідповідність версій та стратегії "сінглтонів"

Поширеною проблемою в сценаріях спільних залежностей є конфлікти версій. Що станеться, якщо `Додаток А` вимагає `lodash@4.17.21`, а `Додаток Б` вимагає `lodash@4.17.20`? Module Federation надає механізми для вирішення цієї проблеми. Стратегія singleton (одинак) тут є вирішальною. Коли залежність налаштована як singleton, завантажується лише один екземпляр спільної залежності для всіх федеративних модулів. Runtime спробує розв'язати найвищу сумісну версію. Ретельне управління спільними версіями є життєво важливим для запобігання помилкам під час виконання.

Найкраща практика: Визначте спільні залежності в конфігурації Webpack (опція `shared`) як для хостів, так і для віддалених модулів. Надавайте перевагу використанню послідовної версії у всій вашій федеративній мережі додатків. Розгляньте можливість використання інструментів, які допомагають керувати та перевіряти версії залежностей у ваших проектах.

2. Обробка помилок та резервні варіанти

Проблеми з мережею, помилки сервера або неправильні конфігурації можуть перешкодити завантаженню віддалених модулів. Надійна обробка помилок є важливою для гарного користувацького досвіду. Module Federation Runtime дозволяє реалізувати стратегії резервного копіювання або плавної деградації.

Приклад: Якщо критично важливий федеративний модуль "Рекомендації продуктів" не завантажується, додаток не повинен повністю ламатися. Замість цього він може відобразити повідомлення про те, що функція тимчасово недоступна, або завантажити спрощену, менш інтерактивну версію компонента. Сучасні можливості JavaScript, такі як опціональний ланцюжок (optional chaining) та оператор нульового злиття (nullish coalescing), є вашими союзниками тут.

3. Оптимізація продуктивності: розділення коду та попереднє завантаження

Продуктивність динамічно завантажених модулів під час виконання є ключовою проблемою. Module Federation за своєю природою заохочує розділення коду. Однак ви можете ще більше оптимізувати, використовуючи:

• Стратегічний `import()`: Розміщуйте динамічні імпорти лише там, де вони дійсно потрібні, викликані взаємодією користувача або певними станами додатка.
• Попереднє завантаження: Для модулів, які, ймовірно, знадобляться незабаром (наприклад, модальне вікно, яке часто відкривається), ви можете використовувати техніки, щоб підказати браузеру попередньо завантажити ці чанки у фоновому режимі.
• Аналіз бандлів: Регулярно аналізуйте бандли вашого федеративного додатка, щоб виявити можливості для подальшої оптимізації та переконатися, що спільні залежності дійсно ефективно використовуються.

4. Аспекти безпеки

Динамічне завантаження коду із зовнішніх джерел вносить аспекти безпеки. Важливо переконатися, що віддалені модулі, які завантажуються, походять з довірених джерел і не були скомпрометовані.

Найкращі практики:

• Довірені джерела: Федералізуйте модулі лише з ваших власних, захищених серверів або довірених CDN.
• Перевірки цілісності: Впроваджуйте перевірки Subresource Integrity (SRI), якщо це можливо, для завантажених скриптів.
• Політика безпеки контенту (CSP): Налаштуйте суворі заголовки CSP, щоб зменшити ризик виконання недовіреного коду.

5. Асинхронне завантаження модулів та React Suspense

Для фронтенд-фреймворків, як-от React, які використовують концепції, такі як Suspense для отримання даних та рендерингу компонентів, Module Federation Runtime інтегрується безшовно. Коли федеративний компонент динамічно завантажується, його можна розглядати як компонент з підтримкою "Suspense". Це дозволяє додатку-хосту рендерити резервний UI (наприклад, спінер завантаження), поки віддалений модуль завантажується та ініціалізується.

Приклад: Користувач переходить на сторінку продукту. Деталі продукту можуть завантажуватися безпосередньо. Однак розділ "Схожі товари", який є окремим федеративним модулем, може бути обгорнутий у межу `Suspense`. Поки модуль "Схожі товари" завантажується, решта сторінки продукту залишається видимою, з плейсхолдером для розділу "Схожі товари".

Міграція на Module Federation

Впровадження Module Federation вимагає ретельного планування, особливо для існуючих, великомасштабних додатків. Ось загальний підхід:

1. Визначте кандидатів у модулі: Почніть з визначення частин вашого додатка, які є хорошими кандидатами для того, щоб стати окремими федеративними модулями. Це можуть бути окремі функції, спільні бібліотеки компонентів або розділи, якими керують різні команди.
2. Виберіть додаток-"хост": Вирішіть, який додаток буде виступати в ролі основного хоста, або чи у вас буде кілька хостів.
3. Налаштуйте Webpack: Налаштуйте конфігурації Webpack як для споживаючого (хост), так і для наданого (віддаленого) додатків, визначаючи `name`, `filename`, `exposes` та `remotes`.
4. Впровадьте спільні залежності: Ретельно визначте та керуйте спільними залежностями у ваших конфігураціях Webpack.
5. Поступове впровадження: Почніть з федералізації менш критичних частин вашого додатка або нових функцій. Поступово мігруйте існуючу функціональність, коли ви набуваєте впевненості та досвіду.
6. Тестування та моніторинг: Ретельно тестуйте інтеграцію федеративних модулів та налаштуйте надійний моніторинг для виявлення будь-яких помилок під час виконання або регресій продуктивності.

Для усталених проектів поширеною стратегією є створення нового додатка-"оболонки" або "контейнера", який діє як хост і поступово підтягує існуючі частини додатка як федеративні віддалені модулі.

Майбутнє динамічного спільного використання модулів

Module Federation Runtime являє собою значний крок вперед у тому, як ми створюємо та архітектуруємо JavaScript-додатки. Його здатність уможливлювати динамічний обмін кодом під час виконання руйнує традиційні бар'єри, сприяючи більшій модульності, масштабованості та автономії команд.

З розвитком екосистеми ми можемо очікувати подальших удосконалень у:

• Покращених інструментах та досвіді розробників: Простіша конфігурація, налагодження та оптимізація під час збирання.
• Розширених можливостях виконання: Більш складне управління версіями, розв'язання залежностей та протоколи безпеки.
• Сумісності між фреймворками: Більша підтримка та стандартизація для обміну модулями між додатками, створеними за допомогою різних JavaScript-фреймворків.
• Інтеграції з серверним рендерингом (SSR): Безшовна інтеграція Module Federation з SSR для покращення продуктивності та SEO.

Висновок

JavaScript Module Federation Runtime надає розробникам можливість створювати складні, розподілені фронтенд-архітектури з безпрецедентною гнучкістю та ефективністю. Уможливлюючи динамічний обмін модулями, він полегшує стратегії мікрофронтендів, сприяє повторному використанню компонентів та бібліотек, а також дозволяє незалежні цикли розробки та розгортання. Для глобальних команд, що прагнуть до гнучкості, масштабованості та ремонтопридатності, розуміння та використання Module Federation Runtime вже не є розкішшю, а необхідністю. Оскільки веб продовжує розвиватися, технології, що сприяють модульності та розподіленій розробці, безсумнівно, відіграватимуть все більш важливу роль у формуванні майбутнього розробки додатків.

Приймаючи принципи Module Federation та ретельно керуючи його аспектами виконання, організації можуть розблокувати нові рівні продуктивності та створювати додатки, які дійсно адаптовані до вимог сучасного цифрового світу.