Мікрофронтенди: Архітектурні шаблони для масштабованих веб-застосунків

У сучасному швидкоплинному цифровому середовищі веб-застосунки стають дедалі складнішими. Організації повинні швидко надавати функції, часто ітерувати та підтримувати високий рівень якості. Мікрофронтенди з'явилися як потужний архітектурний підхід для вирішення цих проблем шляхом розбиття великих фронтенд-монолітів на менші, незалежні та керовані одиниці.

Що таке мікрофронтенди?

Мікрофронтенди розширюють принципи мікросервісів на фронтенд. Замість створення єдиного монолітного фронтенд-застосунку, архітектура мікрофронтендів розкладає інтерфейс користувача на незалежні компоненти, які можна розгортати, і часто належать міжфункціональним командам. Кожен мікрофронтенд функціонує як міні-застосунок із власним технологічним стеком, життєвим циклом розробки та конвеєром розгортання. Ключовим моментом є те, що кожна команда може працювати автономно, що призводить до збільшення швидкості розробки та стійкості.

Уявіть собі будівництво будинку. Замість однієї великої команди, яка будує весь будинок з нуля, у вас є окремі команди, відповідальні за кухню, ванні кімнати, спальні та вітальні. Кожна команда може вибрати свої улюблені інструменти та методи та працювати незалежно, щоб завершити свою частину проєкту. Нарешті, ці компоненти збираються разом, утворюючи цілісний і функціональний будинок.

Переваги мікрофронтендів

Впровадження архітектури мікрофронтендів може принести вашій організації численні переваги, зокрема:

• Збільшена масштабованість: Незалежні команди можуть працювати над різними частинами застосунку одночасно, що дозволяє швидше розробляти та розгортати функції.
• Покращена підтримка: Менші, незалежні кодові бази легше розуміти, тестувати та підтримувати.
• Технологічне різноманіття: Команди можуть вибирати найкращий технологічний стек для свого конкретного мікрофронтенду, не обмежуючись вибором, зробленим для всього застосунку. Це дозволяє експериментувати та впроваджувати інновації.
• Незалежне розгортання: Кожен мікрофронтенд можна розгортати незалежно, зменшуючи ризик масштабних розгортань і дозволяючи швидші цикли ітерацій. Це забезпечує безперервну доставку та швидший вихід на ринок.
• Автономні команди: Команди мають повне право власності на свої мікрофронтенди, що сприяє почуттю відповідальності та підзвітності. Ця автономія призводить до підвищення мотивації та продуктивності.
• Повторне використання коду: Загальні компоненти можуть бути спільно використані між мікрофронтендами, зменшуючи дублювання коду та покращуючи узгодженість.
• Стійкість: Якщо один мікрофронтенд виходить з ладу, це не обов'язково призводить до збою всього застосунку. Інші мікрофронтенди можуть продовжувати функціонувати незалежно.

Недоліки мікрофронтендів

Хоча мікрофронтенди пропонують значні переваги, вони також створюють певні проблеми, які необхідно ретельно враховувати:

• Підвищена складність: Управління кількома мікрофронтендами може бути складнішим, ніж управління одним монолітним застосунком. Це вимагає надійної інфраструктури, моніторингу та інструментів.
• Вищі початкові інвестиції: Налаштування інфраструктури та інструментів для мікрофронтендів може вимагати значних початкових інвестицій.
• Проблеми інтеграції: Інтеграція різних мікрофронтендів у цілісний користувацький досвід може бути складною. Необхідне ретельне планування та координація.
• Наскрізні проблеми: Управління наскрізними проблемами, такими як аутентифікація, авторизація та маршрутизація, може бути складнішим в архітектурі мікрофронтендів.
• Перевантаження продуктивності: Завантаження кількох мікрофронтендів може призвести до перевантаження продуктивності, особливо якщо їх не оптимізовано належним чином.
• Збільшення накладних витрат на зв'язок: Командам необхідно ефективно спілкуватися та співпрацювати, щоб різні мікрофронтенди добре працювали разом.
• Операційні накладні витрати: Розгортання та управління кількома мікрофронтендами вимагає більше операційних зусиль, ніж один монолітний застосунок.

Архітектурні шаблони мікрофронтендів

Для реалізації мікрофронтендів можна використовувати кілька архітектурних шаблонів. Кожен шаблон має свої сильні та слабкі сторони, і найкращий вибір залежить від конкретних вимог вашого застосунку.

1. Інтеграція під час збірки

У цьому шаблоні мікрофронтенди створюються та розгортаються як окремі пакети, які потім об'єднуються під час збірки для створення кінцевого застосунку. Цей підхід простий у реалізації, але пропонує менше гнучкості та незалежного розгортання.

Приклад: Компанія, що створює платформу електронної комерції. Мікрофронтенд "каталог продуктів", мікрофронтенд "кошик для покупок" і мікрофронтенд "оформлення замовлення" розробляються окремо. Під час процесу збірки ці окремі компоненти інтегруються в єдиний пакет розгортання за допомогою такого інструменту, як Webpack Module Federation або подібного.

Плюси:

• Простота реалізації
• Хороша продуктивність

Мінуси:

• Обмежена гнучкість
• Потрібне повторне розгортання всього застосунку для будь-яких змін
• Не справді незалежне розгортання

2. Інтеграція під час виконання через iframes

Цей шаблон використовує iframes для вбудовування мікрофронтендів в одну сторінку. Кожен iframe діє як незалежний контейнер для мікрофронтенду, що дозволяє повністю ізолювати та незалежно розгортати. Однак iframes можуть призвести до перевантаження продуктивності та обмежень з точки зору зв'язку та стилізації.

Приклад: Глобальна компанія, що надає фінансові послуги, хоче інтегрувати різні застосунки в єдину інформаційну панель. Кожен застосунок (наприклад, "торгова платформа", "система управління ризиками", "інструмент аналізу портфеля") розгортається як окремий мікрофронтенд і завантажується в iframe. Головна інформаційна панель діє як контейнер, забезпечуючи єдиний досвід навігації.

Плюси:

• Повна ізоляція
• Незалежне розгортання

Мінуси:

• Перевантаження продуктивності
• Проблеми зв'язку між iframes
• Неузгодженість стилів
• Проблеми доступності

3. Інтеграція під час виконання через веб-компоненти

Веб-компоненти надають стандартний спосіб створення багаторазових користувацьких HTML-елементів. У цьому шаблоні кожен мікрофронтенд реалізується як веб-компонент, який потім можна об'єднати на сторінці за допомогою стандартної HTML-розмітки. Цей підхід пропонує хорошу гнучкість та інтероперабельність, але вимагає ретельного планування та координації для забезпечення узгодженості та уникнення конфліктів імен.

Приклад: Велика медіа-організація створює веб-сайт новин. Мікрофронтенд "відображення статті", мікрофронтенд "відеоплеєр" і мікрофронтенд "розділ коментарів" реалізовані як веб-компоненти. Ці компоненти можна динамічно завантажувати та об'єднувати на сторінці залежно від вмісту, що відображається.

Плюси:

• Хороша гнучкість
• Інтероперабельність
• Повторне використання

Мінуси:

• Потребує ретельного планування та координації
• Потенційні конфлікти імен
• Рекомендації щодо сумісності з браузерами (хоча існують поліфіли)

4. Інтеграція під час виконання через JavaScript

Цей шаблон передбачає динамічне завантаження та рендеринг мікрофронтендів за допомогою JavaScript. Центральний компонент оркестратора відповідає за отримання та рендеринг різних мікрофронтендів на сторінці. Цей підхід пропонує максимальну гнучкість і контроль, але вимагає ретельного управління залежностями та маршрутизацією.

Приклад: Міжнародна телекомунікаційна компанія створює портал обслуговування клієнтів. Мікрофронтенд "управління обліковим записом", мікрофронтенд "інформація про оплату" та мікрофронтенд "усунення несправностей" завантажуються динамічно за допомогою JavaScript на основі профілю користувача та завдання, яке він намагається виконати. Центральний маршрутизатор визначає, який мікрофронтенд завантажувати на основі URL-адреси.

Плюси:

• Максимальна гнучкість і контроль
• Динамічне завантаження та рендеринг

Мінуси:

• Складна реалізація
• Потребує ретельного управління залежностями та маршрутизацією
• Потенційні вузькі місця продуктивності
• Підвищені міркування безпеки

5. Інтеграція під час виконання через Edge Side Includes (ESI)

ESI - це мова розмітки, яка дозволяє динамічно включати фрагменти вмісту на сторінку на периферійному сервері (наприклад, CDN). Цей шаблон можна використовувати для компонування мікрофронтендів на периферії, що дозволяє швидко та ефективно рендерити. Однак ESI має обмежену підтримку браузерами і його може бути важко налагоджувати.

Приклад: Глобальний роздрібний продавець електронної комерції використовує CDN для доставки свого веб-сайту. Мікрофронтенд "рекомендація продукту" відображається за допомогою ESI та включається на сторінку з детальною інформацією про продукт. Це дозволяє роздрібному продавцю персоналізувати рекомендації на основі історії переглядів користувача, не впливаючи на продуктивність сторінки.

Плюси:

• Швидкий та ефективний рендеринг
• Покращена продуктивність

Мінуси:

• Обмежена підтримка браузерами
• Важко налагоджувати
• Потребує спеціалізованої інфраструктури

6. Інтеграція під час виконання через Server Side Includes (SSI)

Подібно до ESI, SSI - це директива, яка дозволяє включати файли на веб-сторінку на сервері. Хоча це менш динамічний варіант, ніж деякі інші, він надає базовий механізм компонування. Зазвичай він використовується з простішими веб-сайтами та менш поширений у сучасних архітектурах мікрофронтендів.

Приклад: Невеликий міжнародний інтернет-магазин книг використовує SSI для включення загального заголовка та нижнього колонтитула на всі сторінки свого веб-сайту. Заголовок і нижній колонтитул зберігаються в окремих файлах і включаються за допомогою директив SSI.

Плюси:

• Проста реалізація

Мінуси:

• Обмежена гнучкість
• Не підходить для складних архітектур мікрофронтендів

Вибір правильного архітектурного шаблону

Найкращий архітектурний шаблон для вашої реалізації мікрофронтенду залежить від кількох факторів, зокрема:

• Складність вашого застосунку: Для простих застосунків може бути достатньо інтеграції під час збірки або iframes. Для складніших застосунків інтеграція на основі веб-компонентів або JavaScript може бути більш доречною.
• Необхідний ступінь незалежності: Якщо вам потрібна максимальна незалежність і гнучкість, найкращим вибором є інтеграція під час виконання через JavaScript або веб-компоненти.
• Навички та досвід вашої команди: Виберіть шаблон, з яким вашій команді зручно працювати та має навички для реалізації.
• Ваша інфраструктура та інструменти: Переконайтеся, що ваша інфраструктура та інструменти підтримують вибраний шаблон.
• Вимоги до продуктивності: Враховуйте наслідки продуктивності кожного шаблону та виберіть той, який найкраще відповідає вашим потребам.

Практичні міркування щодо реалізації мікрофронтенду

Реалізація архітектури мікрофронтенду вимагає ретельного планування та виконання. Ось кілька практичних міркувань, які слід мати на увазі:

• Встановіть чіткі межі: Визначте чіткі межі між мікрофронтендами, щоб забезпечити їхню справжню незалежність.
• Визначте загальний інтерфейс: Визначте загальний інтерфейс для зв'язку між мікрофронтендами, щоб забезпечити інтероперабельність.
• Реалізуйте надійний механізм маршрутизації: Реалізуйте надійний механізм маршрутизації, щоб користувачі могли безперешкодно переміщатися між мікрофронтендами.
• Керуйте спільними залежностями: Ретельно керуйте спільними залежностями, щоб уникнути конфліктів і забезпечити узгодженість.
• Реалізуйте комплексну стратегію тестування: Реалізуйте комплексну стратегію тестування, щоб забезпечити належну спільну роботу мікрофронтендів.
• Відстежуйте продуктивність: Відстежуйте продуктивність мікрофронтендів, щоб виявляти та усувати будь-які вузькі місця.
• Встановіть чітке право власності: Призначте чітке право власності на кожен мікрофронтенд конкретній команді.
• Документуйте все: Документуйте архітектуру, дизайн і реалізацію мікрофронтендів, щоб усі були на одній сторінці.
• Міркування безпеки: Реалізуйте надійні заходи безпеки для захисту застосунку від вразливостей.

Реальні приклади впровадження мікрофронтенду

Кілька організацій успішно впровадили архітектури мікрофронтендів для створення масштабованих і підтримуваних веб-застосунків. Ось кілька прикладів:

• Spotify: Spotify використовує мікрофронтенди для створення свого настільного застосунку. Різні команди відповідають за різні частини застосунку, такі як музичний плеєр, функція пошуку та соціальні функції.
• IKEA: IKEA використовує мікрофронтенди для створення свого веб-сайту електронної комерції. Різні команди відповідають за різні частини веб-сайту, такі як каталог продуктів, кошик для покупок і процес оформлення замовлення.
• DAZN: DAZN, служба потокового передавання спортивних подій, використовує мікрофронтенди для створення свого веб-застосунку. Це дозволяє їм незалежно оновлювати функції для різних видів спорту та регіонів.
• OpenTable: OpenTable, служба онлайн-бронювання ресторанів, використовує мікрофронтенди для управління різними аспектами своєї платформи, що дозволяє прискорити розробку та цикли розгортання.

Висновок

Мікрофронтенди пропонують переконливий архітектурний підхід для створення масштабованих, підтримуваних і стійких веб-застосунків. Хоча вони створюють певні проблеми, переваги збільшення швидкості розробки, покращення підтримки та технологічного різноманіття можуть бути значними. Ретельно розглядаючи різні архітектурні шаблони та практичні міркування, організації можуть успішно впровадити мікрофронтенди та пожинати плоди цього потужного підходу. Ключовим моментом є вибір правильного шаблону для ваших конкретних потреб і інвестування в необхідну інфраструктуру, інструменти та навчання для забезпечення успішної реалізації. Оскільки веб-застосунки продовжують ускладнюватися, мікрофронтенди, ймовірно, стануть дедалі важливішим архітектурним шаблоном для створення сучасних, масштабованих і підтримуваних інтерфейсів користувача.