Мікрофронтенди: модульна архітектура UI для масштабованих вебзастосунків

У сучасному світі веб-розробки, що стрімко розвивається, створення та підтримка великих, складних фронтендів може стати значним викликом. Монолітні архітектури фронтенду часто призводять до кодових баз, якими важко керувати, повільно розгортати та складно масштабувати. Мікрофронтенди пропонують переконливу альтернативу: модульну архітектуру UI, яка дозволяє незалежним командам створювати та розгортати ізольовані частини веб-застосунку. Цей підхід сприяє масштабованості, зручності обслуговування та автономності команд, що робить його все більш популярним вибором для сучасних веб-застосунків.

Що таке мікрофронтенди?

Мікрофронтенди розширюють принципи мікросервісів на фронтенд. Замість створення єдиного монолітного фронтенд-застосунку, ви розбиваєте UI на менші, незалежні компоненти або застосунки, кожен з яких належить і підтримується окремою командою. Потім ці компоненти інтегруються для створення цілісного користувацького досвіду.

Уявіть це як будівництво будинку. Замість того, щоб одна велика команда будувала весь будинок, у вас є спеціалізовані команди для фундаменту, каркасу, електрики, сантехніки та дизайну інтер'єру. Кожна команда працює незалежно і зосереджується на своїй конкретній галузі знань. Коли їхня робота завершена, все це поєднується, щоб утворити функціональний та естетично привабливий будинок.

Ключові принципи мікрофронтендів

Впровадження мікрофронтендів керується кількома основними принципами:

Технологічна незалежність: Кожна команда мікрофронтенду повинна мати свободу вибору стеку технологій, який найкраще відповідає її потребам. Це дозволяє командам використовувати найновіші фреймворки та бібліотеки, не обмежуючись вибором інших команд. Наприклад, одна команда може використовувати React, тоді як інша — Angular або Vue.js.
Ізольовані кодові бази команд: Кожен мікрофронтенд повинен мати власний виділений репозиторій, конвеєр збірки та процес розгортання. Це гарантує, що зміни в одному мікрофронтенді не вплинуть на інші частини застосунку.
Незалежне розгортання: Мікрофронтенди повинні розгортатися незалежно, що дозволяє командам випускати оновлення та нові функції без координації з іншими командами. Це зменшує вузькі місця в розгортанні та прискорює доставку цінності користувачам.
Чітке володіння: Кожен мікрофронтенд повинен мати чітко визначеного власника, відповідального за його розробку, підтримку та еволюцію.
Послідовний користувацький досвід: Незважаючи на те, що мікрофронтенди створюються різними командами з використанням різних технологій, вони повинні забезпечувати безшовний та послідовний користувацький досвід. Це вимагає ретельної уваги до дизайну, брендингу та навігації.

Переваги мікрофронтендів

Застосування архітектури мікрофронтендів пропонує численні переваги:

Підвищена масштабованість: Мікрофронтенди дозволяють масштабувати зусилля з розробки фронтенду, розподіляючи роботу між кількома незалежними командами. Кожна команда може зосередитися на своїй конкретній галузі знань, що призводить до підвищення продуктивності та прискорення циклів розробки.
Покращена підтримка: Менші, більш сфокусовані кодові бази легше розуміти, підтримувати та налагоджувати. Це знижує ризик виникнення помилок і полегшує розвиток застосунку з часом.
Розширена автономність команд: Мікрофронтенди надають командам можливість працювати незалежно, робити власний вибір технологій та розгортати власний код. Це сприяє почуттю власності та відповідальності, що призводить до підвищення морального духу та мотивації команди.
Технологічне розмаїття: Мікрофронтенди дозволяють використовувати ширший спектр технологій та фреймворків. Це може бути особливо корисним при міграції застарілих застосунків або впровадженні нових функцій, що вимагають специфічних технологій.
Швидші цикли розгортання: Незалежне розгортання дозволяє командам випускати оновлення та нові функції частіше, не блокуючись іншими командами. Це прискорює доставку цінності користувачам і дозволяє швидше проводити ітерації та експерименти.
Стійкість до збоїв: Якщо один мікрофронтенд виходить з ладу, це не повинно призводити до збою всього застосунку. Це покращує загальну стійкість системи та зменшує вплив збоїв на користувачів.

Виклики мікрофронтендів

Хоча мікрофронтенди пропонують значні переваги, вони також створюють певні виклики:

Підвищена складність: Архітектури мікрофронтендів за своєю суттю складніші за монолітні. Ця складність вимагає ретельного планування, координації та комунікації між командами.
Спільні залежності: Керування спільними залежностями між кількома мікрофронтендами може бути складним. Вам потрібно переконатися, що всі мікрофронтенди використовують сумісні версії бібліотек та фреймворків.
Комунікаційні накладні витрати: Координація змін між кількома командами може забирати багато часу та вимагати значних комунікаційних накладних витрат.
Проблеми інтеграції: Інтеграція мікрофронтендів у цілісний користувацький досвід може бути складною. Вам потрібно ретельно продумати, як різні мікрофронтенди будуть взаємодіяти один з одним і як вони будуть представлені користувачеві.
Питання продуктивності: Завантаження кількох мікрофронтендів може вплинути на продуктивність, особливо якщо вони не оптимізовані для відкладеного завантаження та кешування.
Складність тестування: Тестування мікрофронтенд-застосунків може бути складнішим, ніж тестування монолітних застосунків. Вам потрібно тестувати кожен мікрофронтенд окремо, а також їхню інтеграцію.

Стратегії впровадження мікрофронтендів

Для реалізації мікрофронтендів можна використовувати кілька різних стратегій:

1. Інтеграція на етапі збірки

При інтеграції на етапі збірки мікрофронтенди створюються та розгортаються окремо, але інтегруються в єдиний застосунок під час процесу збірки. Цей підхід зазвичай передбачає використання збирача модулів, такого як Webpack або Parcel, для об'єднання різних мікрофронтендів в один пакет. Інтеграція на етапі збірки відносно проста у впровадженні, але може призвести до довшого часу збірки та тіснішого зв'язку між мікрофронтендами.

Приклад: Великий сайт електронної комерції (наприклад, Amazon) може використовувати інтеграцію на етапі збірки для компонування сторінок товарів. Кожна категорія товарів (електроніка, книги, одяг) може бути окремим мікрофронтендом, створеним та підтримуваним спеціалізованою командою. Під час процесу збірки ці мікрофронтенди об'єднуються для створення повної сторінки товару.

2. Інтеграція під час виконання через Iframe

Iframe надають простий спосіб ізолювати мікрофронтенди один від одного. Кожен мікрофронтенд завантажується у власний iframe, що забезпечує окремий контекст виконання. Цей підхід пропонує сильну ізоляцію і дозволяє створювати мікрофронтенди з використанням різних технологій. Однак робота з iframe може бути складною з точки зору комунікації та стилізації.

Приклад: Панель інструментів (наприклад, Google Analytics) може використовувати iframe для вбудовування різних віджетів або модулів. Кожен віджет (наприклад, трафік веб-сайту, демографія користувачів, коефіцієнти конверсії) може бути окремим мікрофронтендом, що працює у власному iframe.

3. Інтеграція під час виконання через веб-компоненти

Веб-компоненти — це набір веб-стандартів, які дозволяють створювати багаторазові власні HTML-елементи. Кожен мікрофронтенд може бути інкапсульований як веб-компонент, який потім можна легко інтегрувати в інші застосунки. Веб-компоненти забезпечують хороший баланс між ізоляцією та сумісністю. Вони дозволяють створювати мікрофронтенди з використанням різних технологій, забезпечуючи при цьому послідовний API для комунікації та стилізації.

Приклад: Веб-сайт для бронювання подорожей може використовувати веб-компоненти для відображення результатів пошуку. Кожен елемент результату пошуку (наприклад, авіаквиток, готель, оренда автомобіля) може бути окремим мікрофронтендом, реалізованим як веб-компонент.

4. Інтеграція під час виконання через JavaScript

При цьому підході мікрофронтенди завантажуються та рендеряться динамічно під час виконання за допомогою JavaScript. Це забезпечує максимальну гнучкість та контроль над процесом інтеграції. Однак це також вимагає складнішого коду та ретельного управління залежностями. Single-SPA — популярний фреймворк, що підтримує цей підхід.

Приклад: Соціальна мережа (наприклад, Facebook) може використовувати інтеграцію під час виконання на основі JavaScript для завантаження різних розділів сторінки (наприклад, стрічка новин, профіль, сповіщення) як окремих мікрофронтендів. Ці розділи можуть оновлюватися незалежно, покращуючи загальну продуктивність та чутливість застосунку.

5. Інтеграція на рівні Edge

При інтеграції на рівні Edge зворотний проксі або API-шлюз направляє запити до відповідного мікрофронтенду на основі шляхів URL або інших критеріїв. Різні мікрофронтенди розгортаються незалежно і відповідають за власну маршрутизацію у своїх відповідних доменах. Цей підхід забезпечує високий ступінь гнучкості та масштабованості. Часто це поєднується з включенням на стороні сервера (SSI).

Приклад: Новинний веб-сайт (наприклад, CNN) може використовувати інтеграцію на рівні Edge для обслуговування різних розділів сайту (наприклад, світові новини, політика, спорт) з різних мікрофронтендів. Зворотний проксі направлятиме запити до відповідного мікрофронтенду на основі шляху URL.

Вибір правильної стратегії

Найкраща стратегія впровадження мікрофронтендів залежить від ваших конкретних потреб та вимог. Приймаючи рішення, враховуйте наступні фактори:

Структура команди: Як організовані ваші команди? Вони працюють незалежно чи спільно?
Технологічний стек: Чи використовуєте ви єдиний технологічний стек у всіх командах, чи різноманітні технології?
Процес розгортання: Як часто ви розгортаєте оновлення та нові функції?
Вимоги до продуктивності: Які ваші вимоги до продуктивності? Наскільки важливо мінімізувати час завантаження сторінки та максимізувати чутливість?
Стійкість до складності: Яку складність ви готові прийняти?

Часто хорошою ідеєю є почати з простішого підходу, такого як інтеграція на етапі збірки або iframe, а потім поступово переходити до складнішого підходу в міру розвитку ваших потреб.

Найкращі практики для мікрофронтендів

Щоб забезпечити успіх вашого впровадження мікрофронтендів, дотримуйтесь цих найкращих практик:

Визначте чіткі межі: Чітко визначте межі між мікрофронтендами та переконайтеся, що кожна команда чітко розуміє свої обов'язки.
Створіть стратегію комунікації: Створіть чітку стратегію комунікації між командами, щоб забезпечити ефективну координацію змін.
Впровадьте єдину дизайн-систему: Впровадьте єдину дизайн-систему, щоб мікрофронтенди забезпечували цілісний користувацький досвід.
Автоматизуйте тестування: Автоматизуйте тестування, щоб переконатися, що мікрофронтенди працюють коректно і що зміни не вносять регресій.
Моніторте продуктивність: Моніторте продуктивність для виявлення та усунення будь-яких вузьких місць.
Документуйте все: Документуйте все, щоб архітектура мікрофронтендів була добре зрозумілою та підтримуваною.

Реальні приклади впровадження мікрофронтендів

Кілька компаній успішно впровадили архітектури мікрофронтендів:

IKEA: IKEA використовує мікрофронтенди для створення свого інтернет-магазину. Кожен мікрофронтенд відповідає за певний розділ магазину, такий як сторінки товарів, результати пошуку та кошик для покупок.
Spotify: Spotify використовує мікрофронтенди для створення свого десктопного застосунку. Кожен мікрофронтенд відповідає за певну функцію, таку як відтворення музики, плейлисти та соціальний обмін.
OpenTable: OpenTable використовує мікрофронтенди для створення свого веб-сайту та мобільних додатків. Кожен мікрофронтенд відповідає за певну частину користувацького інтерфейсу, таку як пошук ресторанів, бронювання та профілі користувачів.
DAZN: DAZN, сервіс потокового спортивного мовлення, використовує мікрофронтенди для своєї платформи, щоб забезпечити швидшу доставку функцій та незалежні робочі процеси команд.

Висновок

Мікрофронтенди пропонують потужний підхід до створення масштабованих, підтримуваних та стійких до збоїв веб-застосунків. Розбиваючи UI на менші, незалежні компоненти, ви можете надати командам можливість працювати незалежно, прискорити цикли розробки та швидше доставляти цінність користувачам. Хоча мікрофронтенди створюють певні виклики, переваги часто переважують витрати, особливо для великих, складних застосунків. Ретельно розглядаючи свої потреби та вимоги, а також дотримуючись найкращих практик, ви можете успішно впровадити архітектуру мікрофронтендів і отримати винагороду.

Оскільки ландшафт веб-розробки продовжує розвиватися, мікрофронтенди, ймовірно, стануть ще більш поширеними. Застосування цієї модульної архітектури UI може допомогти вам створювати більш гнучкі, масштабовані та готові до майбутнього веб-застосунки.

MLOG