Phân lập Micro-Frontend Frontend: Thực thi Ranh giới Ứng dụng

Micro-frontends cung cấp một phương pháp mạnh mẽ để xây dựng các ứng dụng frontend có khả năng mở rộng và dễ bảo trì. Tuy nhiên, việc áp dụng thành công mô hình kiến trúc này đòi hỏi phải xem xét cẩn thận việc thực thi ranh giới ứng dụng. Nếu không có sự phân lập phù hợp, micro-frontends có thể dễ dàng trở nên liên kết chặt chẽ, phủ nhận những lợi ích của tính mô-đun và triển khai độc lập. Bài viết này đi sâu vào vai trò quan trọng của việc thực thi ranh giới ứng dụng trong kiến trúc micro-frontend, khám phá các kỹ thuật phân lập khác nhau và tác động của chúng đến khả năng bảo trì, khả năng mở rộng và bảo mật. Nó cung cấp những hiểu biết và ví dụ thực tế để giúp bạn thiết kế và triển khai các hệ thống micro-frontend mạnh mẽ.

Micro-Frontends là gì?

Micro-frontends đại diện cho một kiểu kiến trúc trong đó một ứng dụng frontend duy nhất được tạo thành từ nhiều ứng dụng nhỏ hơn, độc lập, mỗi ứng dụng được phát triển và triển khai bởi các nhóm riêng biệt. Hãy nghĩ về nó như một kiến trúc microservices, nhưng được áp dụng cho frontend. Mỗi micro-frontend chịu trách nhiệm cho một tính năng hoặc miền cụ thể và có thể được phát triển bằng các công nghệ và framework khác nhau.

Các lợi ích chính của Micro-Frontends:

• Phát triển và triển khai độc lập: Các nhóm có thể làm việc độc lập trên các micro-frontend tương ứng của họ mà không ảnh hưởng đến những người khác.
• Đa dạng công nghệ: Mỗi micro-frontend có thể chọn ngăn xếp công nghệ tốt nhất cho các nhu cầu cụ thể của nó, cho phép thử nghiệm và đổi mới. Ví dụ: một micro-frontend có thể sử dụng React, một micro-frontend khác có thể sử dụng Vue.js và một micro-frontend khác có thể sử dụng Angular.
• Khả năng mở rộng và hiệu suất: Micro-frontends có thể được mở rộng độc lập dựa trên các mẫu lưu lượng truy cập cụ thể của chúng. Chúng cũng có thể được tối ưu hóa cho hiệu suất dựa trên các yêu cầu riêng của chúng. Ví dụ: một micro-frontend tìm kiếm có thể yêu cầu các chiến lược lưu vào bộ nhớ cache khác với micro-frontend quản lý tài khoản.
• Cải thiện khả năng bảo trì: Các codebase nhỏ hơn, tập trung hơn dễ hiểu, kiểm tra và bảo trì hơn.
• Tăng khả năng phục hồi: Nếu một micro-frontend bị lỗi, nó không nhất thiết phải làm sập toàn bộ ứng dụng.

Tại sao việc thực thi ranh giới ứng dụng lại quan trọng?

Mặc dù micro-frontends mang lại những lợi thế đáng kể, chúng cũng giới thiệu những thách thức mới. Một trong những điều quan trọng nhất là đảm bảo sự phân lập phù hợp giữa các micro-frontend. Nếu không có ranh giới rõ ràng, micro-frontends có thể trở nên liên kết chặt chẽ, dẫn đến:

• Xung đột mã: Các nhóm khác nhau có thể vô tình đưa vào các kiểu hoặc mã JavaScript xung đột làm hỏng các micro-frontend khác.
• Sự cố về hiệu suất: Một micro-frontend hoạt động kém có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất của toàn bộ ứng dụng.
• Các lỗ hổng bảo mật: Một lỗ hổng bảo mật trong một micro-frontend có khả năng xâm phạm toàn bộ ứng dụng.
• Sự phụ thuộc vào triển khai: Các thay đổi trong một micro-frontend có thể yêu cầu triển khai lại các micro-frontend khác, phủ nhận lợi ích của việc triển khai độc lập.
• Tăng độ phức tạp: Sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các micro-frontend có thể làm cho ứng dụng trở nên phức tạp và khó hiểu hơn.

Thực thi ranh giới ứng dụng là quá trình xác định và thực thi các ranh giới rõ ràng giữa các micro-frontend để ngăn chặn những vấn đề này. Nó đảm bảo rằng mỗi micro-frontend hoạt động độc lập và không ảnh hưởng tiêu cực đến các phần khác của ứng dụng.

Các kỹ thuật để phân lập Micro-Frontend

Một số kỹ thuật có thể được sử dụng để thực thi ranh giới ứng dụng trong kiến trúc micro-frontend. Mỗi kỹ thuật có những đánh đổi riêng về độ phức tạp, hiệu suất và tính linh hoạt. Dưới đây là tổng quan về một số phương pháp phổ biến nhất:

1. Phân lập IFrame

Mô tả: IFrames cung cấp hình thức phân lập mạnh nhất bằng cách nhúng mỗi micro-frontend vào ngữ cảnh trình duyệt độc lập của riêng nó. Điều này đảm bảo rằng mỗi micro-frontend có DOM, môi trường JavaScript và kiểu CSS riêng biệt.

Ưu điểm:

• Phân lập mạnh mẽ: IFrames cung cấp sự phân lập hoàn toàn, ngăn ngừa xung đột mã và các vấn đề về hiệu suất.
• Không phụ thuộc vào công nghệ: Micro-frontends trong IFrames có thể sử dụng bất kỳ ngăn xếp công nghệ nào mà không ảnh hưởng đến nhau.
• Tích hợp kế thừa: IFrames có thể được sử dụng để tích hợp các ứng dụng kế thừa vào kiến trúc micro-frontend. Hãy tưởng tượng việc gói một applet Java cũ trong IFrame để đưa nó vào một ứng dụng React hiện đại.

Nhược điểm:

• Chi phí giao tiếp: Giao tiếp giữa các micro-frontend trong IFrames yêu cầu sử dụng API `postMessage`, có thể phức tạp và gây ra chi phí hiệu suất.
• Thách thức SEO: Nội dung trong IFrames có thể khó lập chỉ mục đối với các công cụ tìm kiếm.
• Các vấn đề về khả năng truy cập: IFrames có thể gây ra các thách thức về khả năng truy cập nếu không được triển khai cẩn thận.
• Hạn chế về trải nghiệm người dùng: Việc tạo ra trải nghiệm người dùng liền mạch trên IFrames có thể khó khăn, đặc biệt là khi xử lý điều hướng và trạng thái dùng chung.

Ví dụ: Một nền tảng thương mại điện tử lớn có thể sử dụng IFrames để phân lập quy trình thanh toán của mình khỏi phần còn lại của ứng dụng. Điều này đảm bảo rằng bất kỳ sự cố nào trong quy trình thanh toán không ảnh hưởng đến danh mục sản phẩm chính hoặc trải nghiệm duyệt web.

2. Web Components

Mô tả: Web Components là một tập hợp các tiêu chuẩn web cho phép bạn tạo các phần tử HTML tùy chỉnh có thể tái sử dụng với kiểu dáng và hành vi được đóng gói. Chúng cung cấp sự cân bằng tốt giữa phân lập và khả năng tương tác.

Ưu điểm:

• Đóng gói: Web Components đóng gói kiểu dáng và hành vi bên trong của chúng, ngăn ngừa xung đột với các thành phần khác. Shadow DOM là một phần quan trọng của điều này.
• Khả năng tái sử dụng: Web Components có thể được sử dụng lại trên các micro-frontend khác nhau và thậm chí cả các ứng dụng khác nhau.
• Khả năng tương tác: Web Components có thể được sử dụng với bất kỳ framework hoặc thư viện JavaScript nào.
• Hiệu suất: Web Components thường cung cấp hiệu suất tốt so với IFrames.

Nhược điểm:

• Độ phức tạp: Phát triển Web Components có thể phức tạp hơn phát triển các thành phần JavaScript truyền thống.
• Hỗ trợ trình duyệt: Mặc dù hỗ trợ rộng rãi, các trình duyệt cũ hơn có thể yêu cầu polyfill.
• Thách thức về kiểu dáng: Mặc dù Shadow DOM cung cấp khả năng đóng gói kiểu dáng, nhưng nó cũng có thể gây khó khăn hơn trong việc áp dụng các kiểu hoặc chủ đề chung. Hãy xem xét các biến CSS.

Ví dụ: Một công ty dịch vụ tài chính có thể sử dụng Web Components để tạo một thành phần biểu đồ có thể tái sử dụng có thể được sử dụng trên các micro-frontend khác nhau để hiển thị dữ liệu tài chính. Điều này đảm bảo tính nhất quán và giảm trùng lặp mã.

3. Module Federation

Mô tả: Module Federation, một tính năng của Webpack 5, cho phép các mô-đun JavaScript được tải động từ các ứng dụng khác tại thời gian chạy. Điều này cho phép micro-frontends chia sẻ mã và các phụ thuộc mà không yêu cầu chúng phải được xây dựng cùng nhau.

Ưu điểm:

• Chia sẻ mã: Module Federation cho phép micro-frontends chia sẻ mã và các phụ thuộc, giảm trùng lặp mã và cải thiện hiệu suất.
• Cập nhật động: Micro-frontends có thể được cập nhật độc lập mà không yêu cầu triển khai lại toàn bộ ứng dụng.
• Giao tiếp đơn giản hóa: Module Federation cho phép micro-frontends giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần dựa vào các cơ chế giao tiếp phức tạp.

Nhược điểm:

• Độ phức tạp: Định cấu hình Module Federation có thể phức tạp, đặc biệt là trong các ứng dụng lớn và phức tạp.
• Quản lý phụ thuộc: Quản lý các phụ thuộc dùng chung có thể là một thách thức, vì các micro-frontend khác nhau có thể yêu cầu các phiên bản khác nhau của cùng một phụ thuộc. Việc ghim phiên bản cẩn thận và phiên bản ngữ nghĩa là rất quan trọng.
• Chi phí thời gian chạy: Tải động các mô-đun có thể gây ra chi phí thời gian chạy, đặc biệt nếu không được tối ưu hóa đúng cách.

Ví dụ: Một công ty truyền thông lớn có thể sử dụng Module Federation để cho phép các nhóm khác nhau phát triển và triển khai các micro-frontend độc lập cho các danh mục nội dung khác nhau (ví dụ: tin tức, thể thao, giải trí). Sau đó, các micro-frontend này có thể chia sẻ các thành phần và dịch vụ chung, chẳng hạn như mô-đun xác thực người dùng.

4. Single-SPA

Mô tả: Single-SPA là một framework JavaScript cho phép bạn điều phối nhiều framework JavaScript trong một trang duy nhất. Nó cung cấp một cơ chế để đăng ký và hủy gắn kết các micro-frontend dựa trên các tuyến URL hoặc các tiêu chí khác.

Ưu điểm:

• Framework Agnostic: Single-SPA có thể được sử dụng với bất kỳ framework hoặc thư viện JavaScript nào.
• Áp dụng gia tăng: Single-SPA cho phép bạn dần dần di chuyển một ứng dụng nguyên khối hiện có sang kiến trúc micro-frontend.
• Định tuyến tập trung: Single-SPA cung cấp một cơ chế định tuyến tập trung để quản lý điều hướng giữa các micro-frontend.

Nhược điểm:

• Độ phức tạp: Thiết lập và định cấu hình Single-SPA có thể phức tạp, đặc biệt là trong các ứng dụng lớn.
• Thời gian chạy được chia sẻ: Single-SPA dựa vào môi trường thời gian chạy được chia sẻ, có thể gây ra xung đột tiềm ẩn giữa các micro-frontend nếu không được quản lý cẩn thận.
• Chi phí hiệu suất: Điều phối nhiều framework JavaScript có thể gây ra chi phí hiệu suất, đặc biệt là trong quá trình tải trang ban đầu.

Ví dụ: Một nền tảng giáo dục lớn có thể sử dụng Single-SPA để tích hợp các mô-đun học tập khác nhau được phát triển bởi các nhóm khác nhau bằng cách sử dụng các công nghệ khác nhau. Điều này cho phép họ dần dần di chuyển nền tảng hiện có của họ sang kiến trúc micro-frontend mà không làm gián đoạn trải nghiệm người dùng.

5. Tích hợp thời gian xây dựng (ví dụ: sử dụng các gói npm)

Mô tả: Cách tiếp cận này bao gồm việc xuất bản các micro-frontend dưới dạng các thành phần hoặc thư viện có thể tái sử dụng (ví dụ: các gói npm) và sau đó nhập chúng vào một ứng dụng chính tại thời gian xây dựng. Mặc dù về mặt kỹ thuật là một cách tiếp cận micro-frontend, nhưng nó thường thiếu các lợi ích phân lập thời gian chạy của các phương pháp khác.

Ưu điểm:

• Đơn giản: Tương đối đơn giản để triển khai, đặc biệt nếu các nhóm đã quen thuộc với việc quản lý gói.
• Tái sử dụng mã: Thúc đẩy việc tái sử dụng mã và tạo thành phần.

Nhược điểm:

• Phân lập hạn chế: Ít phân lập thời gian chạy hơn so với các phương pháp khác. Các thay đổi đối với một micro-frontend yêu cầu xây dựng lại và triển khai lại ứng dụng chính.
• Xung đột phụ thuộc tiềm ẩn: Yêu cầu quản lý cẩn thận các phụ thuộc dùng chung để tránh xung đột.

Ví dụ: Một công ty phát triển một bộ công cụ nội bộ có thể tạo các thành phần giao diện người dùng chung (ví dụ: nút, biểu mẫu, lưới dữ liệu) dưới dạng các gói npm. Sau đó, mỗi công cụ có thể nhập và sử dụng các thành phần này, đảm bảo giao diện nhất quán trên toàn bộ bộ công cụ.

Chọn kỹ thuật phân lập phù hợp

Kỹ thuật phân lập tốt nhất cho kiến trúc micro-frontend của bạn phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm:

• Mức độ phân lập cần thiết: Mức độ quan trọng của việc phân lập hoàn toàn các micro-frontend với nhau?
• Độ phức tạp của ứng dụng: Có bao nhiêu micro-frontend và chúng phức tạp đến mức nào?
• Ngăn xếp công nghệ: Những công nghệ nào đang được sử dụng để phát triển các micro-frontend?
• Kinh nghiệm của nhóm: Nhóm có kinh nghiệm gì với các kỹ thuật phân lập khác nhau?
• Yêu cầu về hiệu suất: Yêu cầu về hiệu suất của ứng dụng là gì?

Dưới đây là bảng tóm tắt các đánh đổi của từng kỹ thuật:

Kỹ thuật	Mức độ phân lập	Độ phức tạp	Hiệu suất	Tính linh hoạt
IFrames	Cao	Trung bình	Thấp	Cao
Web Components	Trung bình	Trung bình	Trung bình	Trung bình
Module Federation	Thấp đến Trung bình	Cao	Trung bình đến Cao	Trung bình
Single-SPA	Thấp đến Trung bình	Cao	Trung bình	Cao
Tích hợp thời gian xây dựng	Thấp	Thấp	Cao	Thấp

Các phương pháp hay nhất để thực thi ranh giới ứng dụng

Bất kể bạn chọn kỹ thuật phân lập nào, có một số phương pháp hay nhất có thể giúp bạn đảm bảo thực thi ranh giới ứng dụng phù hợp:

• Xác định ranh giới rõ ràng: Xác định rõ ràng trách nhiệm và ranh giới của từng micro-frontend. Điều này sẽ giúp ngăn chặn sự trùng lặp và nhầm lẫn. Hãy cân nhắc sử dụng các nguyên tắc thiết kế hướng miền (DDD).
• Thiết lập các giao thức giao tiếp: Xác định các giao thức giao tiếp rõ ràng giữa các micro-frontend. Tránh các phụ thuộc trực tiếp và sử dụng các API được xác định rõ hoặc giao tiếp dựa trên sự kiện.
• Triển khai lập phiên bản nghiêm ngặt: Sử dụng lập phiên bản nghiêm ngặt cho các thành phần và phụ thuộc dùng chung. Điều này sẽ giúp ngăn chặn các vấn đề tương thích khi các micro-frontend được cập nhật độc lập. Lập phiên bản ngữ nghĩa (SemVer) rất được khuyến khích.
• Tự động hóa thử nghiệm: Triển khai thử nghiệm tự động để đảm bảo rằng các micro-frontend được phân lập đúng cách và không gây ra hồi quy ở các phần khác của ứng dụng. Bao gồm các bài kiểm tra đơn vị, kiểm tra tích hợp và kiểm tra đầu cuối.
• Giám sát hiệu suất: Giám sát hiệu suất của từng micro-frontend để xác định và giải quyết các tắc nghẽn hiệu suất tiềm ẩn. Sử dụng các công cụ như Google PageSpeed Insights, WebPageTest hoặc New Relic.
• Thực thi tính nhất quán về kiểu mã: Sử dụng linters và formatters (như ESLint và Prettier) để thực thi các kiểu mã nhất quán trên tất cả các micro-frontend. Điều này cải thiện khả năng bảo trì và giảm nguy cơ xung đột.
• Triển khai quy trình CI/CD mạnh mẽ: Tự động hóa các quy trình xây dựng, thử nghiệm và triển khai cho từng micro-frontend để đảm bảo các bản phát hành độc lập và đáng tin cậy.
• Thiết lập mô hình quản trị: Xác định các hướng dẫn và chính sách rõ ràng để phát triển và triển khai micro-frontend để đảm bảo tính nhất quán và chất lượng trên toàn tổ chức.

Các ví dụ thực tế về kiến trúc Micro-Frontend

Một số công ty lớn đã áp dụng thành công kiến trúc micro-frontend để xây dựng các ứng dụng frontend có khả năng mở rộng và dễ bảo trì. Dưới đây là một vài ví dụ:

• Spotify: Spotify sử dụng kiến trúc micro-frontend để xây dựng ứng dụng máy tính để bàn của mình, với các nhóm khác nhau chịu trách nhiệm cho các tính năng khác nhau, chẳng hạn như phát lại nhạc, duyệt podcast và quản lý hồ sơ người dùng.
• IKEA: IKEA sử dụng micro-frontends để quản lý các phần khác nhau của trang web thương mại điện tử của họ, chẳng hạn như trang sản phẩm, giỏ hàng và thanh toán.
• DAZN: DAZN, một dịch vụ phát trực tuyến thể thao, sử dụng micro-frontends để xây dựng các ứng dụng web và di động của mình, với các nhóm khác nhau chịu trách nhiệm cho các giải đấu và khu vực thể thao khác nhau.
• Klarna: Sử dụng kiến trúc micro-frontend để cung cấp các giải pháp thanh toán linh hoạt và có khả năng mở rộng cho các nhà bán lẻ và người tiêu dùng trên toàn cầu.

Tương lai của phân lập Micro-Frontend

Bối cảnh micro-frontend không ngừng phát triển, với các công cụ và kỹ thuật mới nổi lên mọi lúc. Một số xu hướng chính cần theo dõi bao gồm:

• Cải thiện công cụ: Chúng ta có thể mong đợi sẽ thấy các công cụ mạnh mẽ và thân thiện với người dùng hơn để xây dựng và quản lý các ứng dụng micro-frontend.
• Tiêu chuẩn hóa: Các nỗ lực đang được tiến hành để tiêu chuẩn hóa các API và giao thức được sử dụng để giao tiếp giữa các micro-frontend.
• Kết xuất phía máy chủ: Kết xuất phía máy chủ ngày càng trở nên quan trọng để cải thiện hiệu suất và SEO của các ứng dụng micro-frontend.
• Điện toán biên: Điện toán biên có thể được sử dụng để cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng của các ứng dụng micro-frontend bằng cách phân phối chúng đến gần người dùng hơn.

Kết luận

Thực thi ranh giới ứng dụng là một khía cạnh quan trọng của việc xây dựng kiến trúc micro-frontend thành công. Bằng cách cẩn thận chọn kỹ thuật phân lập phù hợp và tuân theo các phương pháp hay nhất, bạn có thể đảm bảo rằng các micro-frontend của bạn hoạt động độc lập và không ảnh hưởng tiêu cực đến các phần khác của ứng dụng. Điều này sẽ cho phép bạn xây dựng các ứng dụng frontend có khả năng mở rộng, dễ bảo trì và phục hồi tốt hơn.

Micro-frontends cung cấp một phương pháp hấp dẫn để xây dựng các ứng dụng frontend phức tạp, nhưng chúng đòi hỏi phải lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận. Hiểu các kỹ thuật phân lập khác nhau và các đánh đổi của chúng là điều cần thiết để thành công. Khi bối cảnh micro-frontend tiếp tục phát triển, việc cập nhật thông tin về các xu hướng và phương pháp hay nhất mới nhất sẽ rất quan trọng để xây dựng kiến trúc frontend có khả năng chống lại tương lai.