Khám phá kiến trúc micro-frontend nâng cao sử dụng JavaScript Module Federation với Webpack 5. Tìm hiểu cách xây dựng các ứng dụng có khả năng mở rộng, dễ bảo trì và độc lập.
JavaScript Module Federation với Webpack 5: Kiến trúc Micro-Frontend Nâng cao
Trong bối cảnh phát triển web đang thay đổi nhanh chóng ngày nay, việc xây dựng các ứng dụng lớn và phức tạp có thể là một thách thức đáng kể. Các kiến trúc nguyên khối truyền thống thường dẫn đến các codebase khó bảo trì, mở rộng và triển khai. Micro-frontends cung cấp một giải pháp thay thế hấp dẫn bằng cách chia nhỏ các ứng dụng lớn này thành các đơn vị nhỏ hơn, có thể triển khai độc lập. JavaScript Module Federation, một tính năng mạnh mẽ được giới thiệu trong Webpack 5, cung cấp một cách thanh lịch và hiệu quả để triển khai kiến trúc micro-frontend.
Micro-Frontends là gì?
Micro-frontends đại diện cho một phương pháp kiến trúc trong đó một ứng dụng web duy nhất được tạo thành từ nhiều ứng dụng nhỏ hơn, độc lập. Mỗi micro-frontend có thể được phát triển, triển khai và bảo trì bởi các nhóm riêng biệt, cho phép quyền tự chủ cao hơn và chu kỳ lặp lại nhanh hơn. Cách tiếp cận này phản ánh các nguyên tắc của microservices trong thế giới backend, mang lại những lợi ích tương tự cho front-end.
Các đặc điểm chính của micro-frontends:
- Khả năng triển khai độc lập: Mỗi micro-frontend có thể được triển khai độc lập mà không ảnh hưởng đến các phần khác của ứng dụng.
- Đa dạng công nghệ: Các nhóm khác nhau có thể chọn các công nghệ và framework phù hợp nhất với nhu cầu của họ, thúc đẩy sự đổi mới và cho phép sử dụng các kỹ năng chuyên biệt.
- Các đội tự chủ: Mỗi micro-frontend được sở hữu bởi một nhóm chuyên trách, thúc đẩy quyền sở hữu và trách nhiệm.
- Tính cô lập: Các micro-frontend nên được cô lập với nhau để giảm thiểu sự phụ thuộc và ngăn ngừa các lỗi dây chuyền.
Giới thiệu JavaScript Module Federation
Module Federation là một tính năng của Webpack 5 cho phép các ứng dụng JavaScript chia sẻ mã và các dependency một cách động (dynamically) tại thời gian chạy (runtime). Nó cho phép các ứng dụng khác nhau (hoặc các micro-frontend) phơi bày (expose) và sử dụng (consume) các module từ nhau, tạo ra một trải nghiệm tích hợp liền mạch cho người dùng.
Các khái niệm chính trong Module Federation:
- Host: Ứng dụng host là ứng dụng chính điều phối các micro-frontend. Nó sử dụng các module được phơi bày bởi các ứng dụng remote.
- Remote: Một ứng dụng remote là một micro-frontend phơi bày các module để các ứng dụng khác (bao gồm cả host) sử dụng.
- Shared Modules: Các module được sử dụng bởi cả ứng dụng host và remote. Webpack có thể tối ưu hóa các module được chia sẻ này để ngăn chặn sự trùng lặp và giảm kích thước bundle.
Thiết lập Module Federation với Webpack 5
Để triển khai Module Federation, bạn cần cấu hình Webpack trong cả ứng dụng host và remote. Dưới đây là hướng dẫn từng bước:
1. Cài đặt Webpack và các dependency liên quan:
Đầu tiên, hãy đảm bảo bạn đã cài đặt Webpack 5 và các plugin cần thiết trong cả dự án host và remote của mình.
npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server --save-dev
2. Cấu hình ứng dụng Host:
Trong tệp webpack.config.js của ứng dụng host, hãy thêm ModuleFederationPlugin:
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');
module.exports = {
mode: 'development',
devtool: 'source-map',
entry: './src/index',
output: {
publicPath: 'http://localhost:3000/',
},
devServer: {
port: 3000,
hot: true,
historyApiFallback: true, // For single page application routing
},
module: {
rules: [
{
test: /\.(js|jsx)$/,
exclude: /node_modules/,
use: {
loader: 'babel-loader',
options: {
presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react']
}
}
},
{
test: /\.css$/,
use: ['style-loader', 'css-loader']
}
]
},
plugins: [
new ModuleFederationPlugin({
name: 'Host',
filename: 'remoteEntry.js',
remotes: {
// Define remotes here, e.g., 'RemoteApp': 'RemoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js'
'RemoteApp': 'RemoteApp@http://localhost:3001/remoteEntry.js'
},
shared: {
react: { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
// Add other shared dependencies here
},
}),
// ... other plugins
],
};
Giải thích:
name: Tên của ứng dụng host.filename: Tên của tệp sẽ phơi bày các module của host. Thường làremoteEntry.js.remotes: Một ánh xạ tên ứng dụng remote tới URL của chúng. Định dạng là{RemoteAppName: 'RemoteAppName@URL/remoteEntry.js'}.shared: Một danh sách các module nên được chia sẻ giữa ứng dụng host và remote. Sử dụngsingleton: trueđảm bảo rằng chỉ có một phiên bản của module được chia sẻ được tải. Việc chỉ địnhrequiredVersiongiúp tránh xung đột phiên bản.
3. Cấu hình ứng dụng Remote:
Tương tự, cấu hình tệp webpack.config.js của ứng dụng remote:
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');
module.exports = {
mode: 'development',
devtool: 'source-map',
entry: './src/index',
output: {
publicPath: 'http://localhost:3001/',
},
devServer: {
port: 3001,
hot: true,
historyApiFallback: true, // For single page application routing
},
module: {
rules: [
{
test: /\.(js|jsx)$/,
exclude: /node_modules/,
use: {
loader: 'babel-loader',
options: {
presets: ['@babel/preset-env', '@babel/preset-react']
}
}
},
{
test: /\.css$/,
use: ['style-loader', 'css-loader']
}
]
},
plugins: [
new ModuleFederationPlugin({
name: 'RemoteApp',
filename: 'remoteEntry.js',
exposes: {
'./Widget': './src/Widget',
// Add other exposed modules here
},
shared: {
react: { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
// Add other shared dependencies here
},
}),
// ... other plugins
],
};
Giải thích:
name: Tên của ứng dụng remote.filename: Tên của tệp sẽ phơi bày các module của remote.exposes: Một ánh xạ tên module tới đường dẫn tệp của chúng trong ứng dụng remote. Điều này xác định module nào có thể được sử dụng bởi các ứng dụng khác. Ví dụ,'./Widget': './src/Widget'phơi bày componentWidgetnằm trong./src/Widget.js.shared: Tương tự như trong cấu hình host.
4. Tạo Module được phơi bày trong ứng dụng Remote:
Trong ứng dụng remote, tạo module mà bạn muốn phơi bày. Ví dụ, tạo một tệp có tên src/Widget.js:
import React from 'react';
const Widget = () => {
return (
Remote Widget
This is a widget from the RemoteApp.
);
};
export default Widget;
5. Sử dụng Module Remote trong ứng dụng Host:
Trong ứng dụng host, import module remote bằng cách sử dụng dynamic import. Điều này đảm bảo rằng module được tải tại thời gian chạy.
import React, { useState, useEffect } from 'react';
const RemoteWidget = React.lazy(() => import('RemoteApp/Widget'));
const App = () => {
const [isWidgetLoaded, setIsWidgetLoaded] = useState(false);
useEffect(() => {
setIsWidgetLoaded(true);
}, []);
return (
Host Application
This is the host application.
{isWidgetLoaded ? (
Loading Widget... }>
Giải thích:
React.lazy(() => import('RemoteApp/Widget')): Lệnh này import động moduleWidgettừRemoteApp. TênRemoteApptương ứng với tên được định nghĩa trong phầnremotescủa cấu hình Webpack của host.Widgettương ứng với tên module được định nghĩa trong phầnexposescủa cấu hình Webpack của remote.React.Suspense: Được sử dụng để xử lý việc tải bất đồng bộ của module remote. Thuộc tínhfallbackchỉ định một component để hiển thị trong khi module đang được tải.
6. Chạy các ứng dụng:
Khởi động cả ứng dụng host và remote bằng cách sử dụng npm start (hoặc phương thức ưa thích của bạn). Đảm bảo rằng ứng dụng remote đang chạy *trước* ứng dụng host.
Bây giờ bạn sẽ thấy widget remote được hiển thị bên trong ứng dụng host.
Các kỹ thuật Module Federation nâng cao
Ngoài thiết lập cơ bản, Module Federation còn cung cấp một số kỹ thuật nâng cao để xây dựng các kiến trúc micro-frontend phức tạp.
1. Quản lý phiên bản và chia sẻ:
Xử lý các dependency được chia sẻ một cách hiệu quả là rất quan trọng để duy trì sự ổn định và tránh xung đột. Module Federation cung cấp các cơ chế để chỉ định phạm vi phiên bản và các phiên bản singleton của các module được chia sẻ. Sử dụng thuộc tính shared trong cấu hình Webpack cho phép bạn kiểm soát cách các module được chia sẻ được tải và quản lý.
Ví dụ:
shared: {
react: { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
lodash: { eager: true, version: '4.17.21' }
}
singleton: true: Đảm bảo rằng chỉ có một phiên bản của module được tải, ngăn chặn sự trùng lặp và giảm kích thước bundle. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các thư viện như React và ReactDOM.requiredVersion: Chỉ định phạm vi phiên bản mà ứng dụng yêu cầu. Webpack sẽ cố gắng tải một phiên bản tương thích của module.eager: true: Tải module ngay lập tức, thay vì tải lười (lazily). Điều này có thể cải thiện hiệu suất trong một số trường hợp, nhưng cũng có thể làm tăng kích thước bundle ban đầu.
2. Module Federation động:
Thay vì mã hóa cứng (hardcoding) các URL của các ứng dụng remote, bạn có thể tải chúng một cách động từ một tệp cấu hình hoặc một điểm cuối API. Điều này cho phép bạn cập nhật kiến trúc micro-frontend mà không cần triển khai lại ứng dụng host.
Ví dụ:
Tạo một tệp cấu hình (ví dụ: remote-config.json) chứa các URL của các ứng dụng remote:
{
"RemoteApp": "http://localhost:3001/remoteEntry.js",
"AnotherRemoteApp": "http://localhost:3002/remoteEntry.js"
}
Trong ứng dụng host, tìm nạp tệp cấu hình và tạo đối tượng remotes một cách động:
const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin');
const path = require('path');
const fs = require('fs');
module.exports = {
// ... other configurations
plugins: [
new ModuleFederationPlugin({
name: 'Host',
filename: 'remoteEntry.js',
remotes: new Promise(resolve => {
fs.readFile(path.resolve(__dirname, 'remote-config.json'), (err, data) => {
if (err) {
console.error('Error reading remote-config.json:', err);
resolve({});
} else {
try {
const remotesConfig = JSON.parse(data.toString());
resolve(remotesConfig);
} catch (parseError) {
console.error('Error parsing remote-config.json:', parseError);
resolve({});
}
}
});
}),
shared: {
react: { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
'react-dom': { singleton: true, requiredVersion: '^17.0.0' },
// Add other shared dependencies here
},
}),
// ... other plugins
],
};
Lưu ý quan trọng: Cân nhắc sử dụng một phương pháp mạnh mẽ hơn để tìm nạp cấu hình remote trong môi trường sản xuất, chẳng hạn như một điểm cuối API hoặc một dịch vụ cấu hình chuyên dụng. Ví dụ trên sử dụng fs.readFile để đơn giản, nhưng điều này thường không phù hợp cho các lần triển khai sản phẩm.
3. Các chiến lược tải tùy chỉnh:
Module Federation cho phép bạn tùy chỉnh cách các module remote được tải. Bạn có thể triển khai các chiến lược tải tùy chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất hoặc xử lý các tình huống cụ thể, chẳng hạn như tải các module từ CDN hoặc sử dụng service worker.
Webpack phơi bày các hook cho phép bạn chặn và sửa đổi quá trình tải module. Điều này cho phép kiểm soát chi tiết về cách các module remote được tìm nạp và khởi tạo.
4. Xử lý CSS và Styles:
Việc chia sẻ CSS và styles giữa các micro-frontend có thể phức tạp. Module Federation hỗ trợ nhiều phương pháp khác nhau để xử lý styles, bao gồm:
- CSS Modules: Sử dụng CSS Modules để đóng gói styles trong mỗi micro-frontend, ngăn ngừa xung đột và đảm bảo tính nhất quán.
- Styled Components: Tận dụng styled components hoặc các thư viện CSS-in-JS khác để quản lý styles ngay trong chính các component.
- Global Styles: Tải các style chung từ một thư viện được chia sẻ hoặc CDN. Hãy cẩn thận với cách tiếp cận này, vì nó có thể dẫn đến xung đột nếu các style không được đặt tên không gian (namespaced) đúng cách.
Ví dụ sử dụng CSS Modules:
Cấu hình Webpack để sử dụng CSS Modules:
module: {
rules: [
{
test: /\.module\.css$/,
use: [
'style-loader',
{
loader: 'css-loader',
options: {
modules: {
localIdentName: '[name]__[local]--[hash:base64:5]',
},
importLoaders: 1,
},
},
'postcss-loader',
],
},
// ... other rules
],
}
Import CSS Modules trong các component của bạn:
import React from 'react';
import styles from './Widget.module.css';
const Widget = () => {
return (
Remote Widget
This is a widget from the RemoteApp.
);
};
export default Widget;
5. Giao tiếp giữa các Micro-Frontend:
Các micro-frontend thường cần giao tiếp với nhau để trao đổi dữ liệu hoặc kích hoạt các hành động. Có một số cách để đạt được điều này:
- Shared Events: Sử dụng một event bus chung để phát hành và đăng ký các sự kiện. Điều này cho phép các micro-frontend giao tiếp bất đồng bộ mà không có sự phụ thuộc trực tiếp.
- Custom Events: Tận dụng các sự kiện DOM tùy chỉnh để giao tiếp giữa các micro-frontend trong cùng một trang.
- Shared State Management: Sử dụng một thư viện quản lý trạng thái được chia sẻ (ví dụ: Redux, Zustand) để tập trung hóa trạng thái và tạo điều kiện chia sẻ dữ liệu.
- Direct Module Imports: Nếu các micro-frontend được liên kết chặt chẽ, bạn có thể import các module trực tiếp từ nhau bằng cách sử dụng Module Federation. Tuy nhiên, cách tiếp cận này nên được sử dụng một cách tiết kiệm để tránh tạo ra các phụ thuộc làm suy yếu lợi ích của micro-frontends.
- APIs and Services: Các micro-frontend có thể giao tiếp với nhau thông qua API và dịch vụ, cho phép khớp nối lỏng và linh hoạt hơn. Điều này đặc biệt hữu ích khi các micro-frontend được triển khai trên các tên miền khác nhau hoặc có các yêu cầu bảo mật khác nhau.
Lợi ích của việc sử dụng Module Federation cho Micro-Frontends
- Cải thiện khả năng mở rộng: Các micro-frontend có thể được mở rộng độc lập, cho phép bạn phân bổ tài nguyên ở những nơi cần thiết nhất.
- Tăng khả năng bảo trì: Các codebase nhỏ hơn dễ hiểu và bảo trì hơn, giảm nguy cơ lỗi và cải thiện năng suất của nhà phát triển.
- Chu kỳ triển khai nhanh hơn: Các micro-frontend có thể được triển khai độc lập, cho phép chu kỳ lặp lại nhanh hơn và phát hành các tính năng mới nhanh hơn.
- Đa dạng công nghệ: Các nhóm có thể chọn các công nghệ và framework phù hợp nhất với nhu cầu của họ, thúc đẩy sự đổi mới và cho phép sử dụng các kỹ năng chuyên biệt.
- Tăng cường quyền tự chủ của nhóm: Mỗi micro-frontend được sở hữu bởi một nhóm chuyên trách, thúc đẩy quyền sở hữu và trách nhiệm.
- Đơn giản hóa việc onboarding: Các nhà phát triển mới có thể nhanh chóng làm quen với các codebase nhỏ hơn, dễ quản lý hơn.
Thách thức khi sử dụng Module Federation
- Tăng độ phức tạp: Các kiến trúc micro-frontend có thể phức tạp hơn các kiến trúc nguyên khối truyền thống, đòi hỏi phải lập kế hoạch và phối hợp cẩn thận.
- Quản lý dependency được chia sẻ: Quản lý các dependency được chia sẻ có thể là một thách thức, đặc biệt khi các micro-frontend khác nhau sử dụng các phiên bản khác nhau của cùng một thư viện.
- Chi phí giao tiếp: Giao tiếp giữa các micro-frontend có thể gây ra chi phí và độ trễ.
- Kiểm thử tích hợp: Kiểm thử sự tích hợp của các micro-frontend có thể phức tạp hơn so với việc kiểm thử một ứng dụng nguyên khối.
- Chi phí thiết lập ban đầu: Việc cấu hình Module Federation và thiết lập cơ sở hạ tầng ban đầu có thể đòi hỏi nỗ lực đáng kể.
Ví dụ và trường hợp sử dụng trong thực tế
Module Federation đang được ngày càng nhiều công ty sử dụng để xây dựng các ứng dụng web lớn và phức tạp. Dưới đây là một số ví dụ và trường hợp sử dụng trong thực tế:
- Nền tảng thương mại điện tử: Các nền tảng thương mại điện tử lớn thường sử dụng micro-frontends để quản lý các phần khác nhau của trang web, chẳng hạn như danh mục sản phẩm, giỏ hàng và quy trình thanh toán. Ví dụ, một nhà bán lẻ Đức có thể sử dụng một micro-frontend riêng để hiển thị sản phẩm bằng tiếng Đức, trong khi một nhà bán lẻ Pháp sử dụng một micro-frontend khác cho các sản phẩm tiếng Pháp, cả hai đều được tích hợp vào một ứng dụng host duy nhất.
- Tổ chức tài chính: Các ngân hàng và tổ chức tài chính sử dụng micro-frontends để xây dựng các ứng dụng ngân hàng phức tạp, chẳng hạn như cổng ngân hàng trực tuyến, nền tảng đầu tư và hệ thống giao dịch. Một ngân hàng toàn cầu có thể có các nhóm ở các quốc gia khác nhau phát triển các micro-frontend cho các khu vực khác nhau, mỗi khu vực được điều chỉnh cho phù hợp với các quy định địa phương và sở thích của khách hàng.
- Hệ thống quản lý nội dung (CMS): Các nền tảng CMS có thể sử dụng micro-frontends để cho phép người dùng tùy chỉnh giao diện và chức năng của trang web của họ. Ví dụ, một công ty Canada cung cấp dịch vụ CMS có thể cho phép người dùng thêm hoặc xóa các micro-frontend (widget) khác nhau vào trang web của họ để tùy chỉnh chức năng của nó.
- Bảng điều khiển và nền tảng phân tích: Micro-frontends rất phù hợp để xây dựng các bảng điều khiển và nền tảng phân tích, nơi các nhóm khác nhau có thể đóng góp các widget và trực quan hóa khác nhau.
- Ứng dụng chăm sóc sức khỏe: Các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe sử dụng micro-frontends để xây dựng cổng thông tin bệnh nhân, hệ thống hồ sơ sức khỏe điện tử (EHR) và nền tảng y tế từ xa.
Các phương pháp hay nhất để triển khai Module Federation
Để đảm bảo sự thành công của việc triển khai Module Federation, hãy tuân theo các phương pháp hay nhất sau:
- Lập kế hoạch cẩn thận: Trước khi bạn bắt đầu, hãy lập kế hoạch cẩn thận cho kiến trúc micro-frontend của bạn và xác định ranh giới rõ ràng giữa các ứng dụng khác nhau.
- Thiết lập các kênh giao tiếp rõ ràng: Thiết lập các kênh giao tiếp rõ ràng giữa các nhóm chịu trách nhiệm về các micro-frontend khác nhau.
- Tự động hóa việc triển khai: Tự động hóa quy trình triển khai để đảm bảo rằng các micro-frontend có thể được triển khai nhanh chóng và đáng tin cậy.
- Giám sát hiệu suất: Giám sát hiệu suất của kiến trúc micro-frontend của bạn để xác định và giải quyết bất kỳ điểm nghẽn nào.
- Triển khai xử lý lỗi mạnh mẽ: Triển khai xử lý lỗi mạnh mẽ để ngăn chặn các lỗi dây chuyền và đảm bảo rằng ứng dụng vẫn có khả năng phục hồi.
- Sử dụng một phong cách code nhất quán: Thực thi một phong cách code nhất quán trên tất cả các micro-frontend để cải thiện khả năng bảo trì.
- Tài liệu hóa mọi thứ: Tài liệu hóa kiến trúc, các dependency và các giao thức giao tiếp của bạn để đảm bảo rằng hệ thống được hiểu rõ và có thể bảo trì.
- Xem xét các tác động về bảo mật: Xem xét cẩn thận các tác động về bảo mật của kiến trúc micro-frontend của bạn và triển khai các biện pháp bảo mật phù hợp. Đảm bảo tuân thủ các quy định về quyền riêng tư dữ liệu toàn cầu như GDPR và CCPA.
Kết luận
JavaScript Module Federation với Webpack 5 cung cấp một cách mạnh mẽ và linh hoạt để xây dựng các kiến trúc micro-frontend. Bằng cách chia nhỏ các ứng dụng lớn thành các đơn vị nhỏ hơn, có thể triển khai độc lập, bạn có thể cải thiện khả năng mở rộng, khả năng bảo trì và quyền tự chủ của nhóm. Mặc dù có những thách thức liên quan đến việc triển khai micro-frontends, nhưng lợi ích thường lớn hơn chi phí, đặc biệt là đối với các ứng dụng web phức tạp. Bằng cách tuân theo các phương pháp hay nhất được nêu trong hướng dẫn này, bạn có thể tận dụng thành công Module Federation để xây dựng các kiến trúc micro-frontend mạnh mẽ và có khả năng mở rộng, đáp ứng nhu cầu của tổ chức và người dùng trên toàn thế giới.