Опанування JavaScript Module Federation: Сила спільної області видимості та спільного використання залежностей

У світі веб-розробки, що стрімко розвивається, створення масштабованих та підтримуваних застосунків часто вимагає впровадження складних архітектурних патернів. Серед них концепція мікрофронтендів набула значної популярності, дозволяючи командам розробляти та розгортати частини застосунку незалежно. В основі безшовної інтеграції та ефективного спільного використання коду між цими незалежними одиницями лежить плагін Module Federation від Webpack, а критичним компонентом його потужності є спільна область видимості (shared scope).

Цей вичерпний посібник глибоко занурюється в механізм спільної області видимості в JavaScript Module Federation. Ми розглянемо, що це таке, чому це важливо для спільного використання залежностей, як це працює та практичні стратегії для ефективної реалізації. Наша мета — надати розробникам знання для використання цієї потужної функції для підвищення продуктивності, зменшення розміру бандлів та покращення досвіду розробників у різноманітних глобальних командах розробки.

Що таке JavaScript Module Federation?

Перш ніж зануритися у спільну область видимості, важливо зрозуміти фундаментальну концепцію Module Federation. Представлений у Webpack 5, Module Federation — це рішення для часу збірки та виконання, яке дозволяє JavaScript-застосункам динамічно ділитися кодом (наприклад, бібліотеками, фреймворками або навіть цілими компонентами) між окремо скомпільованими застосунками. Це означає, що ви можете мати кілька окремих застосунків (часто їх називають 'віддаленими' або 'споживачами'), які можуть завантажувати код із 'контейнерного' або 'хост'-застосунку, і навпаки.

Основні переваги Module Federation включають:

• Спільне використання коду: Усунення надлишкового коду в кількох застосунках, що зменшує загальний розмір бандлів та покращує час завантаження.
• Незалежне розгортання: Команди можуть розробляти та розгортати різні частини великого застосунку незалежно, що сприяє гнучкості та швидшим циклам випуску.
• Технологічна агностичність: Хоча переважно використовується з Webpack, він певною мірою сприяє спільному використанню між різними інструментами збірки або фреймворками, що підвищує гнучкість.
• Інтеграція під час виконання: Застосунки можуть компонуватися під час виконання, що дозволяє динамічні оновлення та гнучкі структури застосунків.

Проблема: надлишкові залежності в мікрофронтендах

Розглянемо сценарій, де у вас є кілька мікрофронтендів, які всі залежать від однієї й тієї ж версії популярної UI-бібліотеки, як-от React, або бібліотеки для управління станом, як-от Redux. Без механізму спільного використання кожен мікрофронтенд включав би власну копію цих залежностей. Це призводить до:

• Роздуті розміри бандлів: Кожен застосунок без потреби дублює загальні бібліотеки, що призводить до більших розмірів завантаження для користувачів.
• Збільшене споживання пам'яті: Кілька екземплярів однієї й тієї ж бібліотеки, завантажених у браузері, можуть споживати більше пам'яті.
• Неузгоджена поведінка: Різні версії спільних бібліотек у застосунках можуть призвести до непомітних помилок та проблем із сумісністю.
• Марна трата мережевих ресурсів: Користувачі можуть завантажувати одну й ту ж бібліотеку кілька разів, якщо вони переходять між різними мікрофронтендами.

Саме тут у гру вступає спільна область видимості Module Federation, пропонуючи елегантне вирішення цих проблем.

Розуміння спільної області видимості Module Federation

Спільна область видимості (shared scope), що часто налаштовується через опцію shared у плагіні Module Federation, є механізмом, який дозволяє кільком незалежно розгорнутим застосункам ділитися залежностями. При налаштуванні Module Federation гарантує, що єдиний екземпляр зазначеної залежності буде завантажений та доступний для всіх застосунків, які його потребують.

По суті, спільна область видимості працює, створюючи глобальний реєстр або контейнер для спільних модулів. Коли застосунок запитує спільну залежність, Module Federation перевіряє цей реєстр. Якщо залежність вже присутня (тобто завантажена іншим застосунком або хостом), він використовує цей існуючий екземпляр. В іншому випадку, він завантажує залежність і реєструє її у спільній області видимості для майбутнього використання.

Конфігурація зазвичай виглядає так:

            // webpack.config.js

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

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  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
              
            
          

Ключові параметри конфігурації для спільних залежностей:

• singleton: true: Це, мабуть, найважливіша опція. Коли встановлено true, вона гарантує, що лише один екземпляр спільної залежності завантажується для всіх застосунків-споживачів. Якщо кілька застосунків намагаються завантажити ту саму singleton-залежність, Module Federation надасть їм той самий екземпляр.
• eager: true: За замовчуванням спільні залежності завантажуються ліниво, тобто їх завантажують лише тоді, коли їх явно імпортують або використовують. Встановлення eager: true змушує залежність завантажуватися, як тільки застосунок запускається, навіть якщо вона не використовується негайно. Це може бути корисним для критично важливих бібліотек, таких як фреймворки, щоб гарантувати їх доступність з самого початку.
• requiredVersion: '...': Ця опція вказує необхідну версію спільної залежності. Module Federation спробує знайти відповідну версію. Якщо кілька застосунків вимагають різні версії, Module Federation має механізми для вирішення цієї ситуації (обговорено пізніше).
• version: '...': Ви можете явно вказати версію залежності, яка буде опублікована у спільній області видимості.
• import: false: Цей параметр вказує Module Federation не включати спільну залежність у бандл автоматично. Замість цього, він очікує, що вона буде надана ззовні (що є поведінкою за замовчуванням при спільному використанні).
• packageDir: '...': Вказує каталог пакета для розв'язання спільної залежності, що корисно в монорепозиторіях.

Як спільна область видимості забезпечує спільне використання залежностей

Давайте розберемо процес на практичному прикладі. Уявімо, що у нас є основний 'контейнерний' застосунок та два 'віддалені' застосунки, `app1` та `app2`. Усі три застосунки залежать від `react` та `react-dom` версії 18.

Сценарій 1: Контейнерний застосунок ділиться залежностями

У цій поширеній конфігурації контейнерний застосунок визначає спільні залежності. Файл `remoteEntry.js`, згенерований Module Federation, експонує ці спільні модулі.

Конфігурація Webpack для контейнера (`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
              
            
          

Тепер `app1` та `app2` будуть використовувати ці спільні залежності.

Конфігурація Webpack для `app1` (`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
              
            
          

Конфігурація Webpack для `app2` (`app2/webpack.config.js`):

Конфігурація для `app2` буде схожою на `app1`, також оголошуючи `react` та `react-dom` як спільні з тими ж вимогами до версії.

Як це працює під час виконання:

1. Контейнерний застосунок завантажується першим, роблячи свої спільні екземпляри `react` та `react-dom` доступними у своїй області видимості Module Federation.
2. Коли `app1` завантажується, він запитує `react` та `react-dom`. Module Federation у `app1` бачить, що вони позначені як спільні та `singleton: true`. Він перевіряє глобальну область видимості на наявність існуючих екземплярів. Якщо контейнер вже завантажив їх, `app1` повторно використовує ці екземпляри.
3. Аналогічно, коли завантажується `app2`, він також повторно використовує ті ж екземпляри `react` та `react-dom`.

Це призводить до того, що в браузер завантажується лише одна копія `react` та `react-dom`, що значно зменшує загальний розмір завантаження.

Сценарій 2: Спільне використання залежностей між віддаленими застосунками

Module Federation також дозволяє віддаленим застосункам ділитися залежностями між собою. Якщо `app1` та `app2` обидва використовують бібліотеку, яка *не* є спільною для контейнера, вони все одно можуть ділитися нею, якщо обидва оголосять її як спільну у своїх відповідних конфігураціях.

Приклад: Припустимо, `app1` та `app2` обидва використовують утилітарну бібліотеку `lodash`.

Конфігурація Webpack для `app1` (додавання lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

Конфігурація Webpack для `app2` (додавання lodash):

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

            

              
                Copy
              
            
          

У цьому випадку, навіть якщо контейнер явно не ділиться `lodash`, `app1` та `app2` зможуть спільно використовувати один екземпляр `lodash` між собою, за умови, що вони завантажені в одному контексті браузера.

Обробка невідповідності версій

Однією з найпоширеніших проблем при спільному використанні залежностей є сумісність версій. Що станеться, якщо `app1` вимагає `react` v18.1.0, а `app2` вимагає `react` v18.2.0? Module Federation надає надійні стратегії для управління такими сценаріями.

1. Сувора відповідність версій (поведінка за замовчуванням для `requiredVersion`)

Коли ви вказуєте точну версію (наприклад, '18.1.0') або строгий діапазон (наприклад, '^18.1.0'), Module Federation буде це застосовувати. Якщо застосунок намагається завантажити спільну залежність з версією, яка не задовольняє вимоги іншого застосунку, що вже її використовує, це може призвести до помилок.

2. Діапазони версій та резервні варіанти

Опція requiredVersion підтримує діапазони семантичного версіонування (SemVer). Наприклад, '^18.0.0' означає будь-яку версію від 18.0.0 до (але не включаючи) 19.0.0. Якщо кілька застосунків вимагають версії в межах цього діапазону, Module Federation зазвичай використовуватиме найвищу сумісну версію, яка задовольняє всі вимоги.

Розглянемо такий випадок:

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

Якщо контейнер завантажується першим, він встановлює `react` v18.0.0 (або будь-яку версію, яку він фактично містить у бандлі). Коли `app1` запитує `react` з `^18.1.0`, це може призвести до помилки, якщо версія контейнера менша за 18.1.0. Однак, якщо `app1` завантажується першим і надає `react` v18.1.0, а потім `app2` запитує `react` з `^18.2.0`, Module Federation спробує задовольнити вимогу `app2`. Якщо екземпляр `react` v18.1.0 вже завантажений, це може викликати помилку, оскільки v18.1.0 не задовольняє `^18.2.0`.

Щоб пом'якшити це, найкращою практикою є визначення спільних залежностей з найширшим прийнятним діапазоном версій, зазвичай у контейнерному застосунку. Наприклад, використання '^18.0.0' надає гнучкість. Якщо конкретний віддалений застосунок має жорстку залежність від новішої патч-версії, його слід налаштувати так, щоб він явно надавав цю версію.

3. Використання `shareKey` та `shareScope`

Module Federation також дозволяє вам контролювати ключ, під яким модуль є спільним, та область видимості, в якій він знаходиться. Це може бути корисним для просунутих сценаріїв, таких як спільне використання різних версій однієї бібліотеки під різними ключами.

4. Опція `strictVersion`

Коли `strictVersion` увімкнено (що є поведінкою за замовчуванням для `requiredVersion`), Module Federation видає помилку, якщо залежність не може бути задоволена. Встановлення strictVersion: false може дозволити більш поблажливу обробку версій, де Module Federation може спробувати використовувати старішу версію, якщо новіша недоступна, але це може призвести до помилок під час виконання.

Найкращі практики використання спільної області видимості

Щоб ефективно використовувати спільну область видимості Module Federation та уникнути поширених пасток, розгляньте ці найкращі практики:

1. Централізуйте спільні залежності: Визначте основний застосунок (часто це контейнер або спеціальний застосунок зі спільними бібліотеками) як джерело істини для загальних, стабільних залежностей, таких як фреймворки (React, Vue, Angular), бібліотеки UI-компонентів та бібліотеки управління станом.
2. Визначайте широкі діапазони версій: Використовуйте діапазони SemVer (наприклад, '^18.0.0') для спільних залежностей у первинному застосунку, що ділиться. Це дозволяє іншим застосункам використовувати сумісні версії, не змушуючи до жорстких оновлень у всій екосистемі.
3. Чітко документуйте спільні залежності: Ведіть чітку документацію про те, які залежності є спільними, їхні версії та які застосунки відповідають за їх надання. Це допомагає командам розуміти граф залежностей.
4. Моніторте розміри бандлів: Регулярно аналізуйте розміри бандлів ваших застосунків. Спільна область видимості Module Federation повинна призвести до зменшення розміру динамічно завантажуваних чанків, оскільки спільні залежності виносяться назовні.
5. Керуйте недетермінованими залежностями: Будьте обережні із залежностями, які часто оновлюються або мають нестабільні API. Спільне використання таких залежностей може вимагати більш ретельного управління версіями та тестування.
6. Використовуйте `eager: true` розсудливо: Хоча `eager: true` гарантує раннє завантаження залежності, надмірне використання може призвести до збільшення початкового завантаження. Використовуйте його для критично важливих бібліотек, які необхідні для запуску застосунку.
7. Тестування є вирішальним: Ретельно тестуйте інтеграцію ваших мікрофронтендів. Переконайтеся, що спільні залежності завантажуються правильно і що конфлікти версій обробляються належним чином. Автоматизоване тестування, включаючи інтеграційні та наскрізні тести, є життєво важливим.
8. Розгляньте монорепозиторії для простоти: Для команд, які починають працювати з Module Federation, управління спільними залежностями в монорепозиторії (з використанням інструментів, таких як Lerna або Yarn Workspaces) може спростити налаштування та забезпечити узгодженість. Опція `packageDir` тут особливо корисна.
9. Обробляйте крайні випадки за допомогою `shareKey` та `shareScope`: Якщо ви зіткнулися зі складними сценаріями версіонування або вам потрібно експонувати різні версії однієї бібліотеки, вивчіть опції `shareKey` та `shareScope` для більш детального контролю.
10. Міркування безпеки: Переконайтеся, що спільні залежності завантажуються з надійних джерел. Впроваджуйте найкращі практики безпеки для вашого конвеєра збірки та процесу розгортання.

Глобальний вплив та міркування

Для глобальних команд розробників Module Federation та його спільна область видимості пропонують значні переваги:

• Узгодженість між регіонами: Гарантує, що всі користувачі, незалежно від їхнього географічного розташування, взаємодіють із застосунком з однаковими основними залежностями, що зменшує регіональні розбіжності.
• Швидші цикли ітерацій: Команди в різних часових поясах можуть працювати над незалежними функціями або мікрофронтендами, не турбуючись постійно про дублювання спільних бібліотек або конфлікти версій залежностей.
• Оптимізовано для різноманітних мереж: Зменшення загального розміру завантаження через спільні залежності особливо корисне для користувачів з повільним або лімітованим інтернет-з'єднанням, що поширено в багатьох частинах світу.
• Спрощений онбординг: Новим розробникам, які приєднуються до великого проєкту, легше зрозуміти архітектуру застосунку та управління залежностями, коли спільні бібліотеки чітко визначені та розподілені.

Однак глобальні команди також повинні пам'ятати про:

• Стратегії CDN: Якщо спільні залежності розміщені на CDN, переконайтеся, що CDN має гарне глобальне покриття та низьку затримку для всіх цільових регіонів.
• Офлайн-підтримка: Для застосунків, що вимагають офлайн-можливостей, управління спільними залежностями та їх кешуванням стає складнішим.
• Відповідність нормативним вимогам: Переконайтеся, що спільне використання бібліотек відповідає будь-яким відповідним ліцензійним угодам на програмне забезпечення або правилам конфіденційності даних у різних юрисдикціях.

Поширені пастки та як їх уникнути

1. Неправильно налаштований `singleton`

Проблема: Забули встановити singleton: true для бібліотек, які повинні мати лише один екземпляр.

Рішення: Завжди встановлюйте singleton: true для фреймворків, бібліотек та утиліт, які ви маєте намір унікально ділити між вашими застосунками.

2. Неузгоджені вимоги до версій

Проблема: Різні застосунки вказують значно відмінні, несумісні діапазони версій для однієї й тієї ж спільної залежності.

Рішення: Стандартизуйте вимоги до версій, особливо в контейнерному застосунку. Використовуйте широкі діапазони SemVer і документуйте будь-які винятки.

3. Надмірне спільне використання неосновних бібліотек

Проблема: Спроба поділитися кожною маленькою утилітарною бібліотекою, що призводить до складної конфігурації та потенційних конфліктів.

Рішення: Зосередьтеся на спільному використанні великих, поширених та стабільних залежностей. Маленькі, рідко використовувані утиліти краще включати локально в бандл, щоб уникнути складності.

4. Неправильна обробка файлу `remoteEntry.js`

Проблема: Файл `remoteEntry.js` недоступний або обслуговується неправильно для застосунків-споживачів.

Рішення: Переконайтеся, що ваша стратегія хостингу для віддалених точок входу є надійною, а URL-адреси, вказані в конфігурації `remotes`, є точними та доступними.

5. Ігнорування наслідків `eager: true`

Проблема: Встановлення eager: true для занадто багатьох залежностей, що призводить до повільного початкового часу завантаження.

Рішення: Використовуйте eager: true лише для залежностей, які є абсолютно критичними для початкового рендерингу або основної функціональності ваших застосунків.

Висновок

Спільна область видимості JavaScript Module Federation — це потужний інструмент для створення сучасних, масштабованих веб-застосунків, особливо в рамках мікрофронтендної архітектури. Забезпечуючи ефективне спільне використання залежностей, вона вирішує проблеми дублювання коду, роздуття та неузгодженості, що призводить до покращення продуктивності та підтримки. Розуміння та правильне налаштування опції shared, особливо властивостей singleton та requiredVersion, є ключем до розкриття цих переваг.

Оскільки глобальні команди розробників все частіше використовують стратегії мікрофронтендів, опанування спільної області видимості Module Federation стає першочерговим завданням. Дотримуючись найкращих практик, ретельно керуючи версіями та проводячи ретельне тестування, ви можете використовувати цю технологію для створення надійних, високопродуктивних та підтримуваних застосунків, які ефективно обслуговують різноманітну міжнародну базу користувачів.

Прийміть силу спільної області видимості та прокладіть шлях до більш ефективної та спільної веб-розробки у вашій організації.