Đánh giá chậm trong JavaScript Module Federation: Phân giải Module theo yêu cầu

Trong bối cảnh phát triển web không ngừng thay đổi, việc tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao trải nghiệm người dùng là vô cùng quan trọng. JavaScript Module Federation, một tính năng mạnh mẽ được giới thiệu trong Webpack 5, cung cấp một cách tiếp cận mang tính cách mạng để xây dựng micro frontend và tạo các ứng dụng từ các module có thể triển khai độc lập. Một thành phần chính của Module Federation là khả năng thực hiện đánh giá chậm (lazy evaluation), còn được gọi là phân giải module theo yêu cầu (on-demand module resolution). Bài viết này đi sâu vào đánh giá chậm trong Module Federation, khám phá những lợi ích, chiến lược triển khai và các ứng dụng thực tế của nó. Cách tiếp cận này dẫn đến hiệu suất ứng dụng được cải thiện, giảm thời gian tải ban đầu và một codebase có tính module hóa cao hơn, dễ bảo trì hơn.

Tìm hiểu về JavaScript Module Federation

Module Federation cho phép một ứng dụng JavaScript tải mã từ các ứng dụng khác được triển khai độc lập (ứng dụng từ xa) tại thời điểm chạy. Kiến trúc này cho phép các nhóm làm việc trên các phần khác nhau của một ứng dụng lớn hơn mà không bị ràng buộc chặt chẽ. Các tính năng chính bao gồm:

• Tách rời (Decoupling): Cho phép phát triển, triển khai và quản lý phiên bản module độc lập.
• Thành phần thời gian chạy (Runtime Composition): Các module được tải tại thời điểm chạy, mang lại sự linh hoạt trong kiến trúc ứng dụng.
• Chia sẻ mã (Code Sharing): Tạo điều kiện chia sẻ các thư viện và dependency chung giữa các module khác nhau.
• Hỗ trợ Micro Frontend (Micro Frontend Support): Cho phép tạo các micro frontend, giúp các nhóm phát triển và triển khai các thành phần của họ một cách độc lập.

Module Federation khác với code splitting truyền thống và dynamic imports ở một số điểm chính. Trong khi code splitting tập trung vào việc chia một ứng dụng thành các phần nhỏ hơn, Module Federation cho phép các ứng dụng khác nhau chia sẻ mã và tài nguyên một cách liền mạch. Dynamic imports cung cấp một cơ chế để tải mã không đồng bộ, trong khi Module Federation cung cấp khả năng tải mã từ các ứng dụng từ xa một cách có kiểm soát và hiệu quả. Những lợi thế của việc sử dụng Module Federation đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng web lớn, phức tạp và ngày càng được các tổ chức trên toàn cầu áp dụng.

Tầm quan trọng của Đánh giá chậm

Đánh giá chậm, trong bối cảnh Module Federation, có nghĩa là các module từ xa không được tải ngay lập tức khi ứng dụng được khởi tạo. Thay vào đó, chúng được tải theo yêu cầu, chỉ khi chúng thực sự cần thiết. Điều này trái ngược với tải khẩn cấp (eager loading), nơi tất cả các module được tải trước, có thể ảnh hưởng đáng kể đến thời gian tải ban đầu và hiệu suất tổng thể của ứng dụng. Lợi ích của đánh giá chậm là rất nhiều:

• Giảm thời gian tải ban đầu: Bằng cách trì hoãn việc tải các module không quan trọng, thời gian tải ban đầu của ứng dụng chính giảm đáng kể. Điều này dẫn đến thời gian tương tác (TTI) nhanh hơn và trải nghiệm người dùng tốt hơn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với người dùng có kết nối internet chậm hơn hoặc trên các thiết bị ít mạnh mẽ hơn.
• Cải thiện hiệu suất: Chỉ tải các module khi chúng cần thiết giúp giảm thiểu lượng JavaScript cần được phân tích và thực thi ở phía client, dẫn đến hiệu suất được cải thiện, đặc biệt trong các ứng dụng lớn hơn.
• Tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên: Tải chậm đảm bảo rằng chỉ các tài nguyên cần thiết mới được tải xuống, giảm mức tiêu thụ băng thông và có khả năng tiết kiệm chi phí hosting.
• Khả năng mở rộng nâng cao: Kiến trúc module cho phép mở rộng micro frontend một cách độc lập, vì mỗi module có thể được mở rộng độc lập dựa trên nhu cầu tài nguyên của nó.
• Trải nghiệm người dùng tốt hơn: Thời gian tải nhanh hơn và ứng dụng phản hồi nhanh góp phần mang lại trải nghiệm người dùng hấp dẫn và hài lòng hơn, cải thiện sự hài lòng của người dùng.

Đánh giá chậm hoạt động như thế nào trong Module Federation

Đánh giá chậm trong Module Federation thường đạt được bằng cách sử dụng kết hợp các yếu tố sau:

• Dynamic Imports: Module Federation tận dụng dynamic imports (import()) để tải các module từ xa theo yêu cầu. Điều này cho phép ứng dụng trì hoãn việc tải một module cho đến khi nó được yêu cầu một cách rõ ràng.
• Cấu hình Webpack: Webpack, trình đóng gói module, đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý liên kết và xử lý quá trình tải chậm. `ModuleFederationPlugin` được cấu hình để định nghĩa các ứng dụng từ xa và các module của chúng, cũng như các module nào được hiển thị (expose) và tiêu thụ (consume).
• Phân giải thời gian chạy (Runtime Resolution): Tại thời điểm chạy, khi một module được yêu cầu thông qua dynamic import, Webpack sẽ phân giải module từ ứng dụng từ xa và tải nó vào ứng dụng hiện tại. Điều này bao gồm mọi quá trình phân giải dependency và thực thi mã cần thiết.

Mã sau đây minh họa một cấu hình đơn giản hóa:

            // Host Application's webpack.config.js
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'hostApp',
      remotes: {
        remoteApp: 'remoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
      },
      shared: {
        // Define shared dependencies, e.g., React, ReactDOM
        react: { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, 'hostApp' được cấu hình để tiêu thụ các module từ một ứng dụng từ xa có tên 'remoteApp'. Cấu hình `remotes` chỉ định vị trí của tệp `remoteEntry.js` của ứng dụng từ xa, chứa manifest module. Tùy chọn `shared` chỉ định các dependency được chia sẻ sẽ được sử dụng trên các ứng dụng. Tải chậm được bật theo mặc định khi sử dụng dynamic imports với Module Federation. Khi một module từ 'remoteApp' được import bằng `import('remoteApp/MyComponent')`, nó sẽ chỉ được tải khi câu lệnh import đó được thực thi.

Triển khai Đánh giá chậm

Việc triển khai đánh giá chậm với Module Federation đòi hỏi phải lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận. Các bước chính được trình bày dưới đây:

1. Cấu hình

Cấu hình `ModuleFederationPlugin` trong tệp `webpack.config.js` của cả ứng dụng host và ứng dụng từ xa. Tùy chọn `remotes` trong ứng dụng host chỉ định vị trí của các module từ xa. Tùy chọn `exposes` trong ứng dụng từ xa chỉ định các module có sẵn để tiêu thụ. Tùy chọn `shared` định nghĩa các dependency được chia sẻ.

            
// Remote Application's webpack.config.js
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');

module.exports = {
  // ... other webpack configurations
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'remoteApp',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './MyComponent': './src/MyComponent',
      },
      shared: {
        react: { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
        'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^18.0.0' },
      },
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

2. Dynamic Imports

Sử dụng dynamic imports (import()) để tải các module từ xa chỉ khi cần thiết. Đây là cơ chế cốt lõi để tải chậm trong Module Federation. Đường dẫn import phải tuân theo tên của ứng dụng từ xa và đường dẫn module được expose.

            
import React, { useState, useEffect } from 'react';

function HostComponent() {
  const [MyComponent, setMyComponent] = useState(null);

  useEffect(() => {
    // Lazy load the remote component when the component mounts
    import('remoteApp/MyComponent')
      .then((module) => {
        setMyComponent(module.default);
      })
      .catch((err) => {
        console.error('Failed to load remote module:', err);
      });
  }, []);

  return (
    

      {MyComponent ?  : 'Loading...'}
    
  );
}

export default HostComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

3. Xử lý lỗi

Triển khai xử lý lỗi mạnh mẽ để xử lý linh hoạt các tình huống khi các module từ xa không tải được. Điều này bao gồm việc bắt các lỗi tiềm ẩn trong quá trình dynamic import và cung cấp các thông báo có ý nghĩa cho người dùng, có thể kèm theo các cơ chế dự phòng. Điều này đảm bảo trải nghiệm ứng dụng kiên cường và thân thiện hơn với người dùng, đặc biệt khi gặp sự cố mạng hoặc ứng dụng từ xa ngừng hoạt động.

            
import React, { useState, useEffect } from 'react';

function HostComponent() {
  const [MyComponent, setMyComponent] = useState(null);
  const [error, setError] = useState(null);

  useEffect(() => {
    import('remoteApp/MyComponent')
      .then((module) => {
        setMyComponent(module.default);
      })
      .catch((err) => {
        console.error('Failed to load remote module:', err);
        setError('Failed to load component. Please try again.');
      });
  }, []);

  if (error) {
    return 
Error: {error}
;
  }

  return (
    

      {MyComponent ?  : 'Loading...'}
    
  );
}

export default HostComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

4. Chia tách mã (Code Splitting)

Kết hợp đánh giá chậm với chia tách mã để tối ưu hóa hiệu suất hơn nữa. Bằng cách chia ứng dụng thành các phần nhỏ hơn và tải chậm các phần đó, bạn có thể giảm đáng kể thời gian tải ban đầu.

5. Dependency được chia sẻ (Shared Dependencies)

Quản lý cẩn thận các dependency được chia sẻ (ví dụ: React, ReactDOM, các thư viện tiện ích khác) để tránh xung đột và đảm bảo hành vi nhất quán trên các module. Sử dụng tùy chọn `shared` trong `ModuleFederationPlugin` để chỉ định các dependency được chia sẻ và các yêu cầu phiên bản của chúng.

6. Giám sát và Kiểm tra hiệu suất

Thường xuyên giám sát hiệu suất ứng dụng, đặc biệt là thời gian tải ban đầu, và thực hiện kiểm tra hiệu suất để xác định các điểm nghẽn và các khu vực cần tối ưu hóa. Các công cụ như Webpack Bundle Analyzer có thể giúp trực quan hóa kích thước bundle và xác định các khu vực cần cải thiện. Triển khai các công cụ giám sát hiệu suất để theo dõi các chỉ số chính trong môi trường sản xuất.

Các kỹ thuật Đánh giá chậm nâng cao

Ngoài việc triển khai cơ bản, một số kỹ thuật nâng cao có thể được sử dụng để tinh chỉnh đánh giá chậm trong Module Federation và cải thiện hiệu suất ứng dụng hơn nữa. Các kỹ thuật này cung cấp khả năng kiểm soát và tối ưu hóa bổ sung.

1. Tải trước và Đón trước (Preloading and Prefetching)

Các chiến lược tải trước (preloading) và đón trước (prefetching) có thể được sử dụng để chủ động tải các module từ xa, giảm thời gian tải cảm nhận được. Tải trước hướng dẫn trình duyệt tải một module càng sớm càng tốt, trong khi đón trước gợi ý tải module trong nền trong thời gian rảnh. Điều này có thể đặc biệt có lợi cho các module có khả năng được cần đến ngay sau khi tải trang ban đầu.

Để tải trước một module, bạn có thể thêm thẻ liên kết với thuộc tính `rel="modulepreload"` trong `` của HTML, hoặc bằng cách sử dụng các magic comments `preload` và `prefetch` của webpack trong dynamic import.

            
// Preload a remote module
import(/* webpackPreload: true */ 'remoteApp/MyComponent')
  .then((module) => {
    // ...
  });

            

              
                Copy
              
            
          

Việc sử dụng các chiến lược tải trước và đón trước đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng, vì việc sử dụng không đúng cách có thể dẫn đến lãng phí băng thông và tải các module không cần thiết. Phân tích cẩn thận hành vi người dùng và ưu tiên tải các module có khả năng được cần đến nhất.

2. Tối ưu hóa Manifest của Module Federation

Tệp `remoteEntry.js`, chứa manifest module, có thể được tối ưu hóa để giảm kích thước và cải thiện hiệu suất tải. Điều này có thể bao gồm các kỹ thuật như minification, compression và có thể sử dụng CDN để phân phối tệp. Đảm bảo rằng manifest được trình duyệt lưu vào bộ nhớ cache một cách chính xác để tránh tải lại không cần thiết.

3. Kiểm tra tình trạng ứng dụng từ xa (Remote Application Health Checks)

Triển khai kiểm tra tình trạng trong ứng dụng host để kiểm tra tính khả dụng của các ứng dụng từ xa trước khi cố gắng tải module. Cách tiếp cận chủ động này giúp ngăn ngừa lỗi và mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn. Bạn cũng có thể bao gồm logic thử lại với exponential backoff nếu một module từ xa không tải được.

4. Quản lý phiên bản Dependency

Quản lý cẩn thận việc lập phiên bản của các dependency được chia sẻ để tránh xung đột và đảm bảo khả năng tương thích. Sử dụng thuộc tính `requiredVersion` trong cấu hình `shared` của `ModuleFederationPlugin` để chỉ định phạm vi phiên bản chấp nhận được cho các dependency được chia sẻ. Tận dụng semantic versioning để quản lý dependency hiệu quả và kiểm tra kỹ lưỡng trên các phiên bản khác nhau.

5. Tối ưu hóa nhóm Chunk (Chunk Group Optimization)

Các kỹ thuật tối ưu hóa nhóm chunk của Webpack có thể được sử dụng để cải thiện hiệu quả tải module, đặc biệt khi nhiều module từ xa chia sẻ các dependency chung. Cân nhắc sử dụng `splitChunks` để chia sẻ dependency giữa nhiều module.

Ứng dụng thực tế của Đánh giá chậm trong Module Federation

Đánh giá chậm trong Module Federation có nhiều ứng dụng thực tế trong các ngành công nghiệp và trường hợp sử dụng khác nhau. Dưới đây là một vài ví dụ:

1. Nền tảng Thương mại điện tử (E-commerce Platforms)

Các trang web thương mại điện tử lớn có thể sử dụng tải chậm cho các trang chi tiết sản phẩm, quy trình thanh toán và các phần tài khoản người dùng. Chỉ tải mã cho các phần này khi người dùng điều hướng đến chúng sẽ cải thiện thời gian tải trang ban đầu và khả năng phản hồi.

Hãy tưởng tượng một người dùng đang duyệt trang danh sách sản phẩm. Sử dụng tải chậm, ứng dụng sẽ không tải mã liên quan đến quy trình thanh toán cho đến khi người dùng nhấp vào nút 'Thêm vào giỏ hàng', tối ưu hóa tải trang ban đầu.

2. Ứng dụng doanh nghiệp (Enterprise Applications)

Các ứng dụng doanh nghiệp thường có một loạt các tính năng, chẳng hạn như bảng điều khiển, công cụ báo cáo và giao diện quản trị. Đánh giá chậm cho phép chỉ tải mã cần thiết cho một vai trò hoặc nhiệm vụ cụ thể của người dùng, dẫn đến truy cập nhanh hơn vào các tính năng liên quan và tăng cường bảo mật.

Ví dụ, trong ứng dụng nội bộ của một tổ chức tài chính, mã liên quan đến module tuân thủ có thể được tải chỉ khi người dùng có quyền truy cập tuân thủ đăng nhập, dẫn đến hiệu suất tối ưu cho phần lớn người dùng.

3. Hệ thống quản lý nội dung (CMS)

Các nền tảng CMS có thể hưởng lợi từ việc tải chậm các plugin, chủ đề và thành phần nội dung của họ. Điều này đảm bảo giao diện chỉnh sửa nhanh và phản hồi nhanh, đồng thời cho phép một cách tiếp cận module để mở rộng chức năng của CMS.

Hãy xem xét một CMS được sử dụng bởi một tổ chức tin tức toàn cầu. Các module khác nhau có thể được tải dựa trên loại bài viết (ví dụ: tin tức, ý kiến, thể thao), tối ưu hóa giao diện chỉnh sửa cho từng loại.

4. Ứng dụng Trang đơn (Single-Page Applications - SPAs)

SPAs có thể cải thiện đáng kể hiệu suất bằng cách sử dụng tải chậm cho các route và view khác nhau. Chỉ tải mã cho route đang hoạt động hiện tại đảm bảo rằng ứng dụng vẫn phản hồi nhanh và cung cấp trải nghiệm người dùng mượt mà.

Ví dụ, một nền tảng mạng xã hội có thể tải chậm mã cho view 'profile', view 'news feed' và phần 'messaging'. Chiến lược này giúp tải trang ban đầu nhanh hơn và cải thiện hiệu suất tổng thể của ứng dụng, đặc biệt khi người dùng điều hướng giữa các phần khác nhau của nền tảng.

5. Ứng dụng đa đối tượng (Multi-tenant Applications)

Các ứng dụng phục vụ nhiều đối tượng có thể sử dụng tải chậm để tải các module cụ thể cho từng đối tượng. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng chỉ mã và cấu hình cần thiết mới được tải cho mỗi đối tượng, cải thiện hiệu suất và giảm kích thước bundle tổng thể. Điều này phổ biến đối với các ứng dụng SaaS.

Hãy xem xét một ứng dụng quản lý dự án được thiết kế để sử dụng bởi nhiều tổ chức. Mỗi đối tượng có thể có bộ tính năng, module và thương hiệu tùy chỉnh riêng. Bằng cách sử dụng tải chậm, ứng dụng chỉ tải mã cho các tính năng và tùy chỉnh cụ thể của mỗi đối tượng khi cần, cải thiện hiệu suất và giảm chi phí overhead.

Các thực tiễn tốt nhất và cân nhắc

Mặc dù đánh giá chậm với Module Federation mang lại những lợi ích đáng kể, điều cần thiết là phải tuân theo các thực tiễn tốt nhất để đảm bảo hiệu suất và khả năng bảo trì tối ưu.

1. Lập kế hoạch và kiến trúc cẩn thận

Thiết kế kiến trúc ứng dụng cẩn thận để xác định module nào nên được tải theo yêu cầu và module nào nên được tải trước. Cân nhắc các quy trình làm việc điển hình của người dùng và các đường dẫn quan trọng để đảm bảo trải nghiệm người dùng tốt nhất có thể.

2. Giám sát và Kiểm tra hiệu suất

Liên tục giám sát hiệu suất ứng dụng để xác định các điểm nghẽn tiềm ẩn và các khu vực cần cải thiện. Thực hiện kiểm tra hiệu suất thường xuyên để đảm bảo rằng ứng dụng vẫn phản hồi nhanh và hoạt động tốt dưới tải.

3. Quản lý Dependency

Quản lý các dependency được chia sẻ một cách tỉ mỉ để tránh xung đột phiên bản và đảm bảo khả năng tương thích giữa các module. Sử dụng một trình quản lý gói như npm hoặc yarn để quản lý dependency.

4. Kiểm soát phiên bản và CI/CD

Áp dụng các thực tiễn kiểm soát phiên bản mạnh mẽ và triển khai một quy trình tích hợp liên tục và triển khai liên tục (CI/CD) để tự động hóa việc xây dựng, kiểm tra và triển khai các module. Điều này giảm nguy cơ lỗi của con người và tạo điều kiện triển khai các bản cập nhật nhanh chóng.

5. Giao tiếp và Hợp tác

Đảm bảo giao tiếp và hợp tác rõ ràng giữa các nhóm chịu trách nhiệm về các module khác nhau. Tài liệu hóa API và mọi dependency được chia sẻ một cách rõ ràng, đảm bảo tính nhất quán và giảm các vấn đề tích hợp tiềm ẩn.

6. Chiến lược Cache

Triển khai các chiến lược cache hiệu quả để lưu trữ các module đã tải và giảm thiểu số lượng yêu cầu mạng. Tận dụng bộ nhớ cache của trình duyệt và sử dụng CDN để tối ưu hóa việc phân phối nội dung và giảm độ trễ.

Công cụ và Tài nguyên

Một số công cụ và tài nguyên có sẵn để hỗ trợ triển khai và quản lý Module Federation và đánh giá chậm:

• Webpack: Trình đóng gói cốt lõi và là nền tảng của Module Federation.
• Module Federation Plugin: Plugin của webpack để cấu hình và sử dụng Module Federation.
• Webpack Bundle Analyzer: Một công cụ để trực quan hóa kích thước và nội dung của các webpack bundle.
• Công cụ giám sát hiệu suất (ví dụ: New Relic, Datadog): Theo dõi các chỉ số hiệu suất chính và xác định các điểm nghẽn tiềm ẩn.
• Tài liệu: Tài liệu chính thức của Webpack và nhiều hướng dẫn trực tuyến khác nhau.
• Diễn đàn cộng đồng và Blog: Tham gia vào cộng đồng để được hỗ trợ và học hỏi từ các nhà phát triển khác.

Kết luận

Đánh giá chậm với JavaScript Module Federation là một kỹ thuật mạnh mẽ để tối ưu hóa hiệu suất ứng dụng web, cải thiện trải nghiệm người dùng và xây dựng các ứng dụng có tính module hóa cao hơn, dễ bảo trì hơn. Bằng cách tải các module theo yêu cầu, các ứng dụng có thể giảm đáng kể thời gian tải ban đầu, cải thiện khả năng phản hồi và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên. Điều này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng web lớn, phức tạp được phát triển và duy trì bởi các nhóm phân tán theo địa lý. Khi các ứng dụng web ngày càng phức tạp và nhu cầu về trải nghiệm nhanh hơn, hiệu suất cao hơn tăng lên, Module Federation và đánh giá chậm sẽ trở nên ngày càng quan trọng đối với các nhà phát triển trên toàn thế giới.

Bằng cách hiểu các khái niệm, tuân theo các thực tiễn tốt nhất và sử dụng các công cụ và tài nguyên có sẵn, các nhà phát triển có thể khai thác toàn bộ tiềm năng của đánh giá chậm với Module Federation và tạo ra các ứng dụng web có hiệu suất cao và khả năng mở rộng tốt, đáp ứng nhu cầu không ngừng thay đổi của khán giả toàn cầu. Nắm bắt sức mạnh của phân giải module theo yêu cầu, và thay đổi cách bạn xây dựng và triển khai các ứng dụng web.