JavaScript Module Federation: Стратегії розгортання мікрофронтендів для глобальних команд

У сучасному світі веб-розробки, що стрімко розвивається, створення та розгортання великомасштабних додатків може стати значним викликом. Мікрофронтенди — архітектурний стиль, за якого фронтенд-додаток розбивається на менші, незалежно розгорнуті одиниці, — пропонують переконливе рішення. JavaScript Module Federation, функція Webpack 5, надає розробникам можливість створювати справді незалежні мікрофронтенди, які можна динамічно компонувати під час виконання. Цей підхід сприяє більшій автономності команд, прискорює цикли розробки та підвищує масштабованість додатків. У цій статті ми заглибимося в основні концепції Module Federation, розглянемо різноманітні стратегії розгортання мікрофронтендів та надамо практичні поради для створення надійних та підтримуваних додатків для глобальних команд.

Що таке Module Federation?

Module Federation дозволяє JavaScript-додатку динамічно завантажувати код з іншого додатка — під час виконання. Це означає, що різні частини вашого додатка можуть бути створені та розгорнуті незалежно, а потім зібрані в браузері. Замість створення одного монолітного додатка, ви можете створити колекцію менших, більш керованих мікрофронтендів.

Ключові переваги Module Federation:

• Незалежне розгортання: Кожен мікрофронтенд можна розгортати та оновлювати, не впливаючи на інші частини додатка. Це зменшує ризики розгортання та прискорює цикли розробки.
• Спільне використання коду: Мікрофронтенди можуть спільно використовувати код та залежності, зменшуючи надмірність та покращуючи узгодженість.
• Автономність команд: Різні команди можуть володіти та розробляти окремі мікрофронтенди, що сприяє більшій автономності та відповідальності.
• Масштабованість: Module Federation полегшує горизонтальне масштабування додатків шляхом додавання або видалення мікрофронтендів за потреби.
• Технологічна незалежність: Хоча Module Federation часто використовується з React, Angular та Vue.js, він не прив'язаний до конкретного фреймворку, що дозволяє інтегрувати різноманітні технології.

Основні концепції Module Federation

Розуміння основних концепцій Module Federation є вирішальним для успішної реалізації:

• Хост (Host): Основний додаток, який споживає федеративні модулі з інших додатків. Хост-додаток відповідає за оркестрацію рендерингу мікрофронтендів.
• Ремоут (Remote): Мікрофронтенд, який надає модулі для споживання іншими додатками (включаючи хост).
• Спільні залежності (Shared Dependencies): Бібліотеки та компоненти, які є спільними для хоста та ремоут-додатків. Webpack автоматично керує версіями та гарантує, що завантажується лише одна версія кожної спільної залежності.
• Плагін Module Federation: Плагін Webpack, який конфігурує додаток як хост або ремоут.
• Конфігурації `exposes` та `remotes`: У конфігурації Webpack `exposes` визначає, які модулі експортує ремоут, а `remotes` — які віддалені модулі може споживати хост.

Стратегії розгортання мікрофронтендів з Module Federation

Вибір правильної стратегії розгортання є критично важливим для успішної реалізації архітектури мікрофронтендів. Існує кілька підходів, кожен з яких має свої переваги та недоліки. Ось деякі поширені стратегії:

1. Інтеграція на етапі збірки (Build-Time Integration)

При цьому підході мікрофронтенди збираються та інтегруються в хост-додаток під час збірки. Це означає, що хост-додаток потрібно перезбирати та розгортати щоразу, коли оновлюється мікрофронтенд. Концептуально це простіше, але жертвує перевагою незалежного розгортання мікрофронтендів.

Плюси:

• Простіша реалізація.
• Краща продуктивність завдяки попередній компіляції та оптимізації.

Мінуси:

• Зменшує незалежність розгортання. Оновлення мікрофронтенду вимагає повторного розгортання всього хост-додатка.
• Більш тісний зв'язок між мікрофронтендами та хостом.

Сценарій використання: Підходить для малих та середніх додатків, де часті оновлення не потрібні, а продуктивність є головним пріоритетом.

2. Інтеграція під час виконання з використанням CDN

Ця стратегія передбачає розгортання мікрофронтендів у мережі доставки контенту (CDN) та їх динамічне завантаження під час виконання. Хост-додаток отримує визначення модулів мікрофронтенду з CDN та інтегрує їх на сторінку. Це дозволяє здійснювати справді незалежні розгортання.

Плюси:

• Справді незалежні розгортання. Мікрофронтенди можна оновлювати, не впливаючи на хост-додаток.
• Покращена масштабованість та продуктивність завдяки кешуванню CDN.
• Збільшена автономність команд, оскільки вони можуть розгортати свої мікрофронтенди незалежно.

Мінуси:

• Підвищена складність у налаштуванні та управлінні CDN.
• Можливі проблеми із затримкою мережі, особливо для користувачів у географічно віддалених регіонах.
• Вимагає надійного керування версіями та залежностями для уникнення конфліктів.

Приклад:

Уявіть глобальну платформу електронної комерції. Мікрофронтенд каталогу товарів може бути розгорнутий на CDN. Коли користувач з Японії заходить на сайт, найближчий до нього сервер CDN надає каталог товарів, забезпечуючи швидке завантаження та оптимальну продуктивність.

Сценарій використання: Добре підходить для великомасштабних додатків із частими оновленнями та географічно розподіленими користувачами. Платформи електронної комерції, новинні сайти та соціальні мережі є гарними кандидатами.

3. Інтеграція під час виконання з реєстром Module Federation

Реєстр Module Federation діє як центральне сховище метаданих мікрофронтендів. Хост-додаток запитує реєстр, щоб виявити доступні мікрофронтенди та їхнє розташування. Цей підхід забезпечує більш динамічний та гнучкий спосіб керування мікрофронтендами.

Плюси:

• Динамічне виявлення мікрофронтендів.
• Централізоване управління та версіонування мікрофронтендів.
• Покращена гнучкість та адаптивність до мінливих вимог додатка.

Мінуси:

• Вимагає створення та підтримки реєстру Module Federation.
• Додає ще один рівень складності до конвеєра розгортання.
• Потенційна єдина точка відмови, якщо реєстр не є високодоступним.

Приклад:

Компанія з фінансових послуг із кількома бізнес-підрозділами (наприклад, банківська справа, інвестиції, страхування) може використовувати реєстр Module Federation для керування мікрофронтендами кожного підрозділу. Це дозволяє незалежну розробку та розгортання, зберігаючи при цьому узгоджений користувацький досвід на всій платформі. Реєстр може бути географічно реплікований для зменшення затримок для користувачів у різних регіонах (наприклад, Франкфурт, Сінгапур, Нью-Йорк).

Сценарій використання: Ідеально підходить для складних додатків з великою кількістю мікрофронтендів та потребою в централізованому управлінні та динамічному виявленні.

4. Композиція на стороні сервера (Backend for Frontend - BFF)

При цьому підході шар Backend for Frontend (BFF) агрегує та компонує мікрофронтенди на стороні сервера перед відправкою кінцевого HTML клієнту. Це може покращити продуктивність та зменшити кількість JavaScript, який потрібно завантажувати та виконувати в браузері.

Плюси:

• Покращена продуктивність та зменшення кількості JavaScript на стороні клієнта.
• Підвищена безпека завдяки контролю над даними та логікою, що надаються клієнту.
• Централізована обробка помилок та логування.

Мінуси:

• Підвищена складність у налаштуванні та підтримці шару BFF.
• Потенційне збільшення навантаження на сервер.
• Може додавати затримку, якщо реалізовано неефективно.

Сценарій використання: Підходить для додатків зі складними вимогами до рендерингу, чутливих до продуктивності додатків та додатків, що вимагають підвищеної безпеки. Прикладом може бути портал охорони здоров'я, якому потрібно відображати дані з кількох джерел у безпечний та продуктивний спосіб.

5. Рендеринг на межі мережі (Edge-Side Rendering)

Подібно до композиції на стороні сервера, рендеринг на межі мережі переміщує логіку композиції ближче до користувача, виконуючи її на межових серверах (наприклад, за допомогою Cloudflare Workers або AWS Lambda@Edge). Це ще більше зменшує затримку та покращує продуктивність, особливо для користувачів у географічно віддалених регіонах.

Плюси:

• Найнижча можлива затримка завдяки рендерингу на межі мережі.
• Покращена продуктивність для географічно розподілених користувачів.
• Масштабованість та надійність, що надаються платформами межових обчислень.

Мінуси:

• Підвищена складність у налаштуванні та управлінні межовими функціями.
• Вимагає знайомства з платформами межових обчислень.
• Обмежений доступ до ресурсів на стороні сервера.

Сценарій використання: Найкраще підходить для глобально розподілених додатків, де продуктивність є критично важливою, таких як сервіси потокового мультимедіа, онлайн-ігрові платформи та інформаційні панелі з даними в реальному часі. Глобальна новинна організація може використовувати рендеринг на межі мережі для персоналізації контенту та доставки його з мінімальною затримкою читачам по всьому світу.

Стратегії оркестрації

Окрім розгортання, оркестрація мікрофронтендів у хост-додатку є вкрай важливою. Ось кілька стратегій оркестрації:

• Маршрутизація на стороні клієнта: Кожен мікрофронтенд обробляє власну маршрутизацію та навігацію у своїй визначеній області сторінки. Хост-додаток керує загальним макетом та початковим завантаженням.
• Маршрутизація на стороні сервера: Сервер обробляє запити маршрутизації та визначає, який мікрофронтенд рендерити. Цей підхід вимагає механізму для зіставлення маршрутів з мікрофронтендами.
• Шар оркестрації: Спеціальний шар оркестрації (наприклад, з використанням фреймворку, такого як Luigi або single-spa) керує життєвим циклом мікрофронтендів, включаючи завантаження, рендеринг та комунікацію.

Оптимізація продуктивності

Продуктивність є ключовим фактором при впровадженні архітектури мікрофронтендів. Ось кілька порад щодо оптимізації продуктивності:

• Розбиття коду (Code Splitting): Розбивайте свій код на менші частини, щоб зменшити час початкового завантаження. Для цього можна використовувати функції розбиття коду Webpack.
• Ліниве завантаження (Lazy Loading): Завантажуйте мікрофронтенди лише тоді, коли вони потрібні. Це може значно покращити час початкового завантаження додатка.
• Кешування: Використовуйте кешування браузера та CDN, щоб зменшити кількість запитів до сервера.
• Спільні залежності: Мінімізуйте кількість спільних залежностей та переконайтеся, що вони правильно версіоновані, щоб уникнути конфліктів.
• Стиснення: Використовуйте стиснення Gzip або Brotli, щоб зменшити розмір переданих файлів.
• Оптимізація зображень: Оптимізуйте зображення, щоб зменшити їхній розмір без втрати якості.

Вирішення поширених проблем

Впровадження Module Federation та мікрофронтендів не позбавлене викликів. Ось деякі поширені проблеми та способи їх вирішення:

• Керування залежностями: Переконайтеся, що спільні залежності правильно версіоновані та керовані, щоб уникнути конфліктів. У цьому можуть допомогти інструменти, такі як npm або yarn.
• Комунікація між мікрофронтендами: Встановіть чіткі канали зв'язку між мікрофронтендами. Цього можна досягти за допомогою подій, спільних сервісів або шини повідомлень.
• Керування станом: Впровадьте послідовну стратегію управління станом для всіх мікрофронтендів. Для управління станом додатка можна використовувати такі інструменти, як Redux або Zustand.
• Тестування: Розробіть комплексну стратегію тестування, яка охоплює як окремі мікрофронтенди, так і весь додаток загалом.
• Безпека: Впроваджуйте надійні заходи безпеки для захисту додатка від вразливостей. Це включає перевірку вхідних даних, кодування вихідних даних та автентифікацію/авторизацію.

Аспекти для глобальних команд

При роботі з глобальними командами переваги мікрофронтендів стають ще більш вираженими. Ось деякі аспекти для глобальних команд:

• Часові пояси: Координуйте розгортання та релізи між різними часовими поясами. Використовуйте автоматизовані конвеєри розгортання, щоб мінімізувати збої.
• Комунікація: Встановіть чіткі канали зв'язку та протоколи для полегшення співпраці між командами в різних місцях.
• Культурні відмінності: Будьте в курсі культурних відмінностей та адаптуйте свій стиль спілкування відповідно.
• Документація: Ведіть вичерпну документацію, доступну для всіх членів команди, незалежно від їхнього місцезнаходження.
• Власність коду: Чітко визначте власність коду та обов'язки, щоб уникнути конфліктів та забезпечити відповідальність.

Приклад: Міжнародна компанія з командами розробників в Індії, Німеччині та США може використовувати Module Federation, щоб дозволити кожній команді незалежно розробляти та розгортати свої мікрофронтенди. Це зменшує складність управління великою кодовою базою та дозволяє кожній команді зосередитися на своїй конкретній галузі експертизи.

Приклади з реального світу

Кілька компаній успішно впровадили Module Federation та мікрофронтенди:

• IKEA: Використовує мікрофронтенди для створення модульної та масштабованої платформи електронної комерції.
• Spotify: Застосовує мікрофронтенди для надання персоналізованого контенту та функцій своїм користувачам.
• OpenTable: Використовує мікрофронтенди для управління своєю складною системою бронювання.

Висновок

JavaScript Module Federation пропонує потужний спосіб створення та розгортання мікрофронтендів, забезпечуючи більшу автономність команд, швидші цикли розробки та покращену масштабованість додатків. Ретельно розглядаючи різні стратегії розгортання та вирішуючи поширені проблеми, глобальні команди можуть використовувати Module Federation для створення надійних та підтримуваних додатків, що відповідають потребам різноманітної бази користувачів. Вибір правильної стратегії значною мірою залежить від вашого конкретного контексту, структури команди, складності додатка та вимог до продуктивності. Ретельно оцініть свої потреби та експериментуйте, щоб знайти підхід, який найкраще підходить для вашої організації.

Практичні поради:

1. Почніть з простої архітектури мікрофронтендів і поступово збільшуйте складність за потреби.
2. Інвестуйте в автоматизацію для оптимізації конвеєра розгортання.
3. Встановіть чіткі канали зв'язку та протоколи між командами.
4. Відстежуйте продуктивність додатка та визначайте області для покращення.
5. Постійно навчайтеся та адаптуйтеся до мінливого ландшафту розробки мікрофронтендів.