Мікрофронтенд-архітектура: Створення незалежно розгортаних компонентів

У світі веброзробки, що постійно розвивається, створення та підтримка великомасштабних фронтенд-застосунків може стати складним і важким завданням. Монолітні фронтенд-архітектури часто призводять до кодових баз, які важко зрозуміти, повільно збирати та розгортати, а також які є стійкими до змін. На допомогу приходить мікрофронтенд-архітектура — підхід до проєктування, спрямований на розбиття цих монолітних фронтендів на менші, більш керовані та незалежно розгортані компоненти.

Що таке мікрофронтенди?

Мікрофронтенди, натхненні принципами мікросервісів у світі бекенду, представляють архітектурний стиль, у якому фронтенд-застосунок складається з кількох менших застосунків, кожним з яких володіє та керує незалежна команда. Ці менші застосунки, або мікрофронтенди, можна розробляти, тестувати та розгортати незалежно, що забезпечує більшу гнучкість, масштабованість і швидші цикли розробки.

Уявіть це як будівництво вебсайту з незалежних блоків Lego. Кожен блок (мікрофронтенд) є самодостатнім модулем з власною функціональністю. Ці блоки можна комбінувати різними способами для створення різних макетів та користувацьких досвідів, не впливаючи на стабільність чи функціональність інших блоків.

Переваги мікрофронтенд-архітектури

Впровадження мікрофронтенд-архітектури надає численні переваги, особливо для великих і складних вебзастосунків:

• Незалежне розгортання: Це наріжний камінь мікрофронтендів. Команди можуть розгортати свої зміни, не впливаючи на інші частини застосунку, що значно знижує ризики розгортання та прискорює цикл випуску. Наприклад, команда маркетингу може розгорнути новий мікрофронтенд лендінгу без необхідності координувати свої дії з командою, що працює над основними функціями продукту.
• Технологічна різноманітність: Мікрофронтенди дозволяють командам вибирати технологічний стек, який найкраще відповідає їхнім конкретним потребам. Одна команда може використовувати React, тоді як інша — Angular або Vue.js. Ця гнучкість сприяє інноваціям і дозволяє командам використовувати новітні технології, не будучи обмеженими загальною архітектурою.
• Масштабованість: У міру зростання вашого застосунку мікрофронтенди дозволяють масштабувати окремі його частини незалежно. Це може бути особливо корисним для функцій, які відчувають високий трафік або вимагають специфічного розподілу ресурсів. Уявіть собі глобальну платформу електронної комерції: мікрофронтенд оформлення замовлення може вимагати більше ресурсів під час пікових сезонів покупок, як-от Чорна п'ятниця, тоді як мікрофронтенд каталогу товарів залишається відносно стабільним.
• Покращена автономність команд: Мікрофронтенди надають командам можливість працювати незалежно, виховуючи почуття власності та відповідальності. Кожна команда відповідає за свій власний мікрофронтенд, від розробки до розгортання, що призводить до підвищення ефективності та швидшого прийняття рішень.
• Повторне використання коду: Хоча це не завжди є основною метою, мікрофронтенди можуть сприяти повторному використанню коду між різними командами та застосунками. Загальні компоненти або функціональності можна виносити в спільні бібліотеки або дизайн-системи, зменшуючи дублювання та покращуючи узгодженість.
• Спрощене оновлення: Оновлення технологій або фреймворків у монолітному фронтенді може бути складним завданням. З мікрофронтендами ви можете оновлювати окремі мікрофронтенди поступово, знижуючи ризик і складність процесу оновлення. Наприклад, команда може мігрувати свій мікрофронтенд з Angular 1 на Angular 17 (або будь-який сучасний фреймворк) без необхідності повного переписування всього застосунку.
• Стійкість до відмов: Якщо один мікрофронтенд виходить з ладу, в ідеалі це не повинно призводити до збою всього застосунку. Належна ізоляція та обробка помилок можуть гарантувати, що решта застосунку залишається функціональною, забезпечуючи більш стійкий користувацький досвід.

Виклики мікрофронтенд-архітектури

Хоча мікрофронтенди пропонують численні переваги, вони також створюють певні виклики, які необхідно ретельно враховувати:

• Підвищена складність: Розподіл фронтенду на кілька менших застосунків неминуче додає складності. Вам потрібно керувати комунікацією між мікрофронтендами, забезпечувати узгодженість стилів і брендингу та вирішувати наскрізні питання, такі як автентифікація та авторизація.
• Операційні накладні витрати: Керування кількома розгортаннями, процесами збірки та інфраструктурними компонентами може збільшити операційні накладні витрати. Вам потрібно інвестувати в надійні CI/CD конвеєри та інструменти моніторингу для забезпечення безперебійної роботи.
• Питання продуктивності: Завантаження кількох мікрофронтендів може вплинути на продуктивність, якщо реалізація неправильна. Вам потрібно оптимізувати стратегії завантаження, мінімізувати розміри бандлів та використовувати механізми кешування для забезпечення швидкого та чутливого користувацького досвіду.
• Наскрізні питання: Реалізація наскрізних питань, таких як автентифікація, авторизація та теми, у кількох мікрофронтендах може бути складною. Вам потрібно встановити чіткі правила та спільні бібліотеки для забезпечення узгодженості та уникнення дублювання.
• Комунікаційні накладні витрати: Створення чітких каналів комунікації та протоколів між різними командами є вирішальним для успішної реалізації мікрофронтендів. Регулярна комунікація та співпраця є важливими для уникнення конфліктів та забезпечення узгодженості.
• Інтеграційне тестування: Ретельне інтеграційне тестування є важливим для того, щоб мікрофронтенди бездоганно працювали разом. Це вимагає добре визначеної стратегії тестування та автоматизованих інструментів тестування.

Стратегії реалізації мікрофронтендів

Існує кілька підходів до реалізації мікрофронтендів, кожен з яких має свої переваги та недоліки. Ось деякі з найпоширеніших стратегій:

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

При цьому підході мікрофронтенди публікуються як пакети (наприклад, npm-пакети) та інтегруються в застосунок-контейнер під час процесу збірки. Застосунок-контейнер діє як оркестратор, імпортуючи та рендерячи мікрофронтенди.

Плюси:

• Простота реалізації.
• Хороша продуктивність, оскільки все інтегрується на етапі збірки.

Мінуси:

• Потребує перезбірки та повторного розгортання застосунку-контейнера при кожній зміні мікрофронтенду.
• Тісний зв'язок між мікрофронтендами та застосунком-контейнером.

Приклад: Уявіть собі маркетинговий вебсайт, де різні команди керують різними розділами (наприклад, блог, сторінки продуктів, кар'єра). Кожен розділ розробляється як окремий npm-пакет та імпортується в основний застосунок вебсайту під час процесу збірки.

2. Інтеграція під час виконання через Iframe (Run-Time Integration via Iframes)

Iframe надають простий спосіб ізоляції мікрофронтендів. Кожен мікрофронтенд працює у власному iframe, зі своїм незалежним середовищем. Комунікацію між iframe можна реалізувати за допомогою `postMessage` API.

Плюси:

• Сильна ізоляція між мікрофронтендами.
• Простота реалізації.

Мінуси:

• Поганий SEO через вміст iframe.
• Складно керувати комунікацією та стилями між iframe.
• Накладні витрати на продуктивність через використання кількох iframe.

Приклад: Складний дашборд-застосунок, де різні віджети керуються різними командами. Кожен віджет можна рендерити в окремому iframe, забезпечуючи ізоляцію та запобігаючи конфліктам.

3. Інтеграція під час виконання через вебкомпоненти (Run-Time Integration via Web Components)

Вебкомпоненти (Web Components) надають стандартний спосіб створення багаторазових кастомних HTML-елементів. Мікрофронтенди можна створювати як вебкомпоненти та динамічно завантажувати й рендерити в браузері.

Плюси:

• Стандартизований підхід до створення компонентів для повторного використання.
• Хороша ізоляція між мікрофронтендами.
• Незалежність від фреймворків.

Мінуси:

• Вимагає підтримки вебкомпонентів у браузері (для старих браузерів можна використовувати поліфіли).
• Може бути складно реалізувати динамічне завантаження та комунікацію.

Приклад: Платформа електронної комерції, де різні функції (наприклад, список товарів, кошик, оформлення замовлення) реалізовані як вебкомпоненти. Ці компоненти можна динамічно завантажувати та рендерити на різних сторінках.

4. Інтеграція під час виконання через JavaScript-модулі (Run-Time Integration via JavaScript Modules)

Мікрофронтенди можна представляти як JavaScript-модулі та динамічно завантажувати й рендерити за допомогою завантажувача модулів. Цей підхід забезпечує більшу гнучкість та контроль над процесом завантаження.

Плюси:

• Гнучкий процес завантаження, що налаштовується.
• Хороша продуктивність завдяки лінивому завантаженню (lazy loading).

Мінуси:

• Вимагає бібліотеки для завантаження модулів.
• Може бути складно керувати залежностями та комунікацією.

Приклад: Новинний вебсайт, де різні розділи (наприклад, спорт, політика, бізнес) реалізовані як окремі JavaScript-модулі. Ці модулі можна динамічно завантажувати та рендерити залежно від навігації користувача.

5. Включення на стороні мережевого краю (Edge Side Includes, ESI)

ESI — це серверна технологія, яка дозволяє збирати вебсторінки з різних фрагментів на краю мережі (наприклад, у CDN). Мікрофронтенди можна рендерити як окремі фрагменти та включати в основну сторінку за допомогою тегів ESI.

Плюси:

• Хороша продуктивність завдяки кешуванню на краю мережі.
• Простота реалізації.

Мінуси:

• Вимагає підтримки ESI на стороні сервера.
• Обмежена гнучкість з точки зору взаємодії на стороні клієнта.

Приклад: Великий вебсайт електронної комерції, де різні категорії товарів керуються різними командами. Кожну категорію можна рендерити як окремий фрагмент та включати в основну сторінку за допомогою тегів ESI.

6. Компонування сервісів (Backend for Frontend, BFF)

Ця стратегія передбачає використання Backend for Frontend (BFF) для оркестрації кількох мікрофронтендів. BFF діє як посередник, агрегуючи дані з різних бекенд-сервісів і доставляючи їх клієнту у форматі, оптимізованому для кожного мікрофронтенду.

Плюси:

• Покращена продуктивність завдяки агрегації даних.
• Спрощена логіка на стороні клієнта.

Мінуси:

• Додає складності до бекенд-архітектури.
• Вимагає ретельної координації між фронтенд- та бекенд-командами.

Приклад: Платформа соціальної мережі, де різні функції (наприклад, стрічка новин, сторінка профілю, обмін повідомленнями) реалізовані як окремі мікрофронтенди. BFF агрегує дані з різних бекенд-сервісів (наприклад, сервіс користувачів, сервіс контенту, сервіс повідомлень) і доставляє їх клієнту у форматі, оптимізованому для кожного мікрофронтенду.

Вибір правильної стратегії

Найкраща стратегія реалізації залежить від конкретних вимог вашого застосунку, досвіду вашої команди та компромісів, на які ви готові піти. При виборі стратегії враховуйте наступні фактори:

• Складність: Наскільки складний ваш застосунок і скількома мікрофронтендами вам потрібно керувати?
• Продуктивність: Наскільки важлива продуктивність для вашого застосунку?
• Автономність команд: Скільки автономії ви хочете надати своїм командам?
• Технологічна різноманітність: Чи потрібно вам підтримувати різні технології та фреймворки?
• Частота розгортання: Як часто вам потрібно розгортати зміни у вашому застосунку?
• Існуюча інфраструктура: Яка у вас існує інфраструктура та які технології ви вже використовуєте?

Найкращі практики для мікрофронтенд-архітектури

Щоб забезпечити успіх вашої реалізації мікрофронтендів, дотримуйтесь цих найкращих практик:

• Визначте чіткі межі: Чітко визначте межі між мікрофронтендами, щоб уникнути перекриття та конфліктів.
• Створіть спільну дизайн-систему: Створіть спільну дизайн-систему для забезпечення узгодженості стилів та брендингу у всіх мікрофронтендах.
• Впроваджуйте надійні механізми комунікації: Створіть чіткі механізми комунікації між мікрофронтендами, такі як події або спільні бібліотеки.
• Автоматизуйте розгортання та тестування: Інвестуйте в надійні CI/CD конвеєри та автоматизовані інструменти тестування для забезпечення безперебійної роботи та високої якості.
• Моніторте продуктивність та помилки: Впроваджуйте комплексний моніторинг та відстеження помилок для швидкого виявлення та вирішення проблем.
• Сприяйте співпраці та комунікації: Заохочуйте співпрацю та комунікацію між командами для забезпечення узгодженості та уникнення конфліктів.
• Документуйте все: Документуйте свою архітектуру, стратегії реалізації та найкращі практики, щоб усі були на одній хвилі.
• Розгляньте централізоване рішення для маршрутизації: Впровадьте централізоване рішення для маршрутизації, щоб керувати навігацією між мікрофронтендами та забезпечувати узгоджений користувацький досвід.
• Застосовуйте підхід "спочатку контракт" (Contract-First): Визначте чіткі контракти між мікрофронтендами для забезпечення сумісності та уникнення критичних змін.

Приклади мікрофронтенд-архітектур на практиці

Кілька компаній успішно впровадили мікрофронтенд-архітектури для створення великих та складних вебзастосунків. Ось кілька прикладів:

• Spotify: Spotify широко використовує мікрофронтенди у своєму вебплеєрі та десктопному застосунку. Різні команди відповідають за різні функції, такі як пошук, перегляд та відтворення.
• IKEA: IKEA використовує мікрофронтенди для створення своєї платформи електронної комерції. Різні команди відповідають за різні частини вебсайту, такі як сторінки товарів, кошик та оформлення замовлення.
• OpenTable: OpenTable використовує мікрофронтенди для створення своєї платформи бронювання ресторанів. Різні команди відповідають за різні функції, такі як пошук ресторанів, бронювання столиків та відгуки клієнтів.
• Klarna: Klarna, шведська фінтех-компанія, використовує мікрофронтенди для структурування своєї глобальної платформи. Це дозволяє незалежним командам працювати над різними розділами продукту, що призводить до швидших циклів розробки та інновацій.

Висновок

Мікрофронтенд-архітектура пропонує потужний підхід до створення масштабованих, підтримуваних та стійких до відмов вебзастосунків. Хоча вона створює певні виклики, переваги незалежного розгортання, технологічної різноманітності та автономності команд можуть бути значними, особливо для великих і складних проєктів. Ретельно розглядаючи стратегії реалізації та найкращі практики, викладені в цьому посібнику, ви зможете успішно впровадити мікрофронтенди та розкрити весь потенціал ваших зусиль у фронтенд-розробці. Пам'ятайте про вибір правильної стратегії, яка відповідає навичкам вашої команди, ресурсам та конкретним вимогам вашого застосунку. Ключ до успіху полягає в ретельному плануванні, чіткій комунікації та відданості співпраці.