Khai phá sức mạnh của micro-frontends với JavaScript Module Federation trong Webpack 5. Tìm hiểu cách xây dựng các ứng dụng web có khả năng mở rộng, dễ bảo trì và độc lập.
JavaScript Module Federation với Webpack 5: Hướng Dẫn Toàn Diện về Micro-frontends
Trong bối cảnh không ngừng phát triển của ngành phát triển web, việc xây dựng các ứng dụng lớn và phức tạp có thể là một nhiệm vụ khó khăn. Các kiến trúc nguyên khối truyền thống thường dẫn đến thời gian phát triển tăng, tắc nghẽn trong quá trình triển khai, và những thách thức trong việc duy trì chất lượng mã nguồn. Micro-frontends đã nổi lên như một mẫu kiến trúc mạnh mẽ để giải quyết những thách thức này, cho phép các nhóm xây dựng và triển khai các phần độc lập của một ứng dụng web lớn hơn. Một trong những công nghệ hứa hẹn nhất để triển khai micro-frontends là JavaScript Module Federation, được giới thiệu trong Webpack 5.
Micro-frontends là gì?
Micro-frontends là một phong cách kiến trúc trong đó một ứng dụng frontend được phân tách thành các đơn vị nhỏ hơn, độc lập, có thể được phát triển, kiểm thử và triển khai một cách tự chủ bởi các nhóm khác nhau. Mỗi micro-frontend chịu trách nhiệm cho một lĩnh vực kinh doanh hoặc tính năng cụ thể, và chúng được kết hợp lại với nhau vào thời điểm chạy để tạo thành giao diện người dùng hoàn chỉnh.
Hãy nghĩ về nó như một công ty: thay vì có một đội ngũ phát triển khổng lồ, bạn có nhiều đội nhỏ hơn tập trung vào các lĩnh vực cụ thể. Mỗi đội có thể làm việc độc lập, cho phép chu kỳ phát triển nhanh hơn và bảo trì dễ dàng hơn. Hãy xem xét một nền tảng thương mại điện tử lớn như Amazon; các đội khác nhau có thể quản lý danh mục sản phẩm, giỏ hàng, quy trình thanh toán và quản lý tài khoản người dùng. Tất cả những thứ này có thể là các micro-frontend độc lập.
Lợi ích của Micro-frontends:
- Triển khai độc lập: Các nhóm có thể triển khai micro-frontend của họ một cách độc lập mà không ảnh hưởng đến các phần khác của ứng dụng. Điều này làm giảm rủi ro triển khai và cho phép chu kỳ phát hành nhanh hơn.
- Đa dạng công nghệ: Các micro-frontend khác nhau có thể được xây dựng bằng các công nghệ hoặc framework khác nhau (ví dụ: React, Angular, Vue.js). Điều này cho phép các nhóm chọn công nghệ tốt nhất cho nhu cầu cụ thể của họ và dần dần áp dụng các công nghệ mới mà không cần phải viết lại toàn bộ ứng dụng. Hãy tưởng tượng một nhóm sử dụng React cho danh mục sản phẩm, một nhóm khác sử dụng Vue.js cho các trang đích marketing, và một nhóm thứ ba sử dụng Angular cho quy trình thanh toán.
- Tăng quyền tự chủ của nhóm: Các nhóm có toàn quyền sở hữu micro-frontend của mình, dẫn đến tăng quyền tự chủ, ra quyết định nhanh hơn và cải thiện năng suất của nhà phát triển.
- Tăng khả năng mở rộng: Micro-frontends cho phép bạn mở rộng ứng dụng theo chiều ngang bằng cách triển khai các micro-frontend riêng lẻ trên các máy chủ khác nhau.
- Tái sử dụng mã nguồn: Các thành phần và thư viện được chia sẻ có thể dễ dàng được chia sẻ giữa các micro-frontend.
- Dễ bảo trì hơn: Các codebase nhỏ hơn thường dễ hiểu, bảo trì và gỡ lỗi hơn.
Thách thức của Micro-frontends:
- Tăng độ phức tạp: Việc quản lý nhiều micro-frontend có thể làm tăng độ phức tạp cho toàn bộ kiến trúc, đặc biệt là về mặt giao tiếp, quản lý trạng thái và triển khai.
- Gánh nặng về hiệu suất: Việc tải nhiều micro-frontend có thể gây ra gánh nặng về hiệu suất, đặc biệt nếu chúng không được tối ưu hóa đúng cách.
- Các vấn đề xuyên suốt (Cross-Cutting Concerns): Việc xử lý các vấn đề xuyên suốt như xác thực, phân quyền và chủ đề (theming) có thể là một thách thức trong kiến trúc micro-frontend.
- Gánh nặng vận hành: Đòi hỏi các quy trình và cơ sở hạ tầng DevOps trưởng thành để quản lý việc triển khai và giám sát nhiều micro-frontend.
JavaScript Module Federation là gì?
JavaScript Module Federation là một tính năng của Webpack 5 cho phép bạn chia sẻ mã nguồn giữa các ứng dụng JavaScript được biên dịch riêng biệt tại thời điểm chạy. Nó cho phép bạn phơi bày các phần của ứng dụng của mình dưới dạng "modules" mà các ứng dụng khác có thể sử dụng, mà không cần phải xuất bản lên một kho lưu trữ trung tâm như npm.
Hãy coi Module Federation như một cách để tạo ra một hệ sinh thái liên kết các ứng dụng, nơi mỗi ứng dụng có thể đóng góp chức năng của riêng mình và sử dụng chức năng từ các ứng dụng khác. Điều này loại bỏ sự cần thiết của các phụ thuộc tại thời điểm xây dựng và cho phép triển khai thực sự độc lập.
Ví dụ, một nhóm hệ thống thiết kế có thể phơi bày các thành phần UI dưới dạng modules, và các nhóm ứng dụng khác nhau có thể sử dụng các thành phần này trực tiếp từ ứng dụng hệ thống thiết kế, mà không cần phải cài đặt chúng dưới dạng gói npm. Khi nhóm hệ thống thiết kế cập nhật các thành phần, các thay đổi sẽ tự động được phản ánh trong tất cả các ứng dụng đang sử dụng.
Các khái niệm chính trong Module Federation:
- Host (Ứng dụng chủ): Ứng dụng chính sử dụng các module từ xa.
- Remote (Ứng dụng từ xa): Một ứng dụng phơi bày các module để các ứng dụng khác sử dụng.
- Shared Modules (Module được chia sẻ): Các module được chia sẻ giữa ứng dụng chủ và ứng dụng từ xa (ví dụ: React, Lodash). Module Federation có thể tự động xử lý việc quản lý phiên bản và loại bỏ trùng lặp các module được chia sẻ để đảm bảo rằng chỉ có một phiên bản của mỗi module được tải.
- Exposed Modules (Module được phơi bày): Các module cụ thể từ một ứng dụng từ xa được cung cấp để các ứng dụng khác sử dụng.
- RemoteEntry.js: Một tệp do Webpack tạo ra chứa siêu dữ liệu về các module được phơi bày của một ứng dụng từ xa. Ứng dụng chủ sử dụng tệp này để khám phá và tải các module từ xa.
Thiết lập Module Federation với Webpack 5: Hướng dẫn thực hành
Chúng ta hãy cùng xem một ví dụ thực tế về việc thiết lập Module Federation với Webpack 5. Chúng ta sẽ tạo hai ứng dụng đơn giản: một ứng dụng Host (chủ) và một ứng dụng Remote (từ xa). Ứng dụng Remote sẽ phơi bày một component, và ứng dụng Host sẽ sử dụng nó.
1. Thiết lập dự án
Tạo hai thư mục riêng biệt cho các ứng dụng của bạn: `host` và `remote`.
```bash mkdir host remote cd host npm init -y npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev npm install react react-dom cd ../remote npm init -y npm install webpack webpack-cli webpack-dev-server html-webpack-plugin --save-dev npm install react react-dom ```2. Cấu hình ứng dụng Remote
Trong thư mục `remote`, tạo các tệp sau:
- `src/index.js`: Điểm vào của ứng dụng.
- `src/RemoteComponent.jsx`: Component sẽ được phơi bày.
- `webpack.config.js`: Tệp cấu hình Webpack.
src/index.js:
```javascript import React from 'react'; import ReactDOM from 'react-dom/client'; import RemoteComponent from './RemoteComponent'; const App = () => (Remote Application
src/RemoteComponent.jsx:
```javascript import React from 'react'; const RemoteComponent = () => (This is a Remote Component!
Rendered from the Remote Application.
webpack.config.js:
```javascript const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin'); const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin'); const path = require('path'); module.exports = { entry: './src/index', mode: 'development', devServer: { port: 3001, static: { directory: path.join(__dirname, 'dist'), }, }, output: { publicPath: 'auto', }, module: { rules: [ { test: /\.(js|jsx)$/, exclude: /node_modules/, use: { loader: 'babel-loader', options: { presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'], }, }, }, ], }, plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'remote', filename: 'remoteEntry.js', exposes: { './RemoteComponent': './src/RemoteComponent', }, shared: { react: { singleton: true, eager: true }, 'react-dom': { singleton: true, eager: true }, }, }), new HtmlWebpackPlugin({ template: './public/index.html', }), ], resolve: { extensions: ['.js', '.jsx'], }, }; ```Tạo `public/index.html` với cấu trúc HTML cơ bản. Quan trọng là có `
`3. Cấu hình ứng dụng Host
Trong thư mục `host`, tạo các tệp sau:
- `src/index.js`: Điểm vào của ứng dụng.
- `webpack.config.js`: Tệp cấu hình Webpack.
src/index.js:
```javascript import React, { Suspense } from 'react'; import ReactDOM from 'react-dom/client'; const RemoteComponent = React.lazy(() => import('remote/RemoteComponent')); const App = () => (Host Application
webpack.config.js:
```javascript const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin'); const ModuleFederationPlugin = require('webpack/lib/container/ModuleFederationPlugin'); const path = require('path'); module.exports = { entry: './src/index', mode: 'development', devServer: { port: 3000, static: { directory: path.join(__dirname, 'dist'), }, }, output: { publicPath: 'auto', }, module: { rules: [ { test: /\.(js|jsx)$/, exclude: /node_modules/, use: { loader: 'babel-loader', options: { presets: ['@babel/preset-react', '@babel/preset-env'], }, }, }, ], }, plugins: [ new ModuleFederationPlugin({ name: 'host', remotes: { remote: 'remote@http://localhost:3001/remoteEntry.js', }, shared: { react: { singleton: true, eager: true }, 'react-dom': { singleton: true, eager: true }, }, }), new HtmlWebpackPlugin({ template: './public/index.html', }), ], resolve: { extensions: ['.js', '.jsx'], }, }; ```Tạo `public/index.html` với cấu trúc HTML cơ bản (tương tự như ứng dụng remote). Quan trọng là có `
`4. Cài đặt Babel
Trong cả hai thư mục `host` và `remote`, cài đặt các phụ thuộc của Babel:
```bash npm install --save-dev @babel/core @babel/preset-env @babel/preset-react babel-loader ```5. Chạy các ứng dụng
Trong cả hai thư mục `host` và `remote`, thêm script sau vào `package.json`:
```json "scripts": { "start": "webpack serve" } ```Bây giờ, hãy khởi động cả hai ứng dụng:
```bash cd remote npm start cd ../host npm start ```Mở trình duyệt của bạn và truy cập `http://localhost:3000`. Bạn sẽ thấy ứng dụng Host với Remote Component được hiển thị bên trong nó.
Giải thích các tùy chọn cấu hình chính:
- `name`: Một tên duy nhất cho ứng dụng.
- `filename`: Tên của tệp sẽ chứa siêu dữ liệu về các module được phơi bày (ví dụ: `remoteEntry.js`).
- `exposes`: Một bản đồ các tên module tới đường dẫn tệp, chỉ định module nào sẽ được phơi bày.
- `remotes`: Một bản đồ các tên ứng dụng từ xa tới URL, chỉ định nơi tìm tệp remoteEntry.js cho mỗi ứng dụng từ xa.
- `shared`: Một danh sách các module sẽ được chia sẻ giữa ứng dụng chủ và ứng dụng từ xa. Tùy chọn `singleton: true` đảm bảo rằng chỉ có một phiên bản của mỗi module được chia sẻ được tải. Tùy chọn `eager: true` đảm bảo rằng module được chia sẻ được tải một cách háo hức (tức là trước bất kỳ module nào khác).
Các kỹ thuật Module Federation nâng cao
Module Federation cung cấp nhiều tính năng nâng cao có thể giúp bạn xây dựng các kiến trúc micro-frontend phức tạp hơn nữa.
Remotes động
Thay vì mã hóa cứng các URL của các ứng dụng từ xa trong cấu hình Webpack, bạn có thể tải chúng một cách động tại thời điểm chạy. Điều này cho phép bạn dễ dàng cập nhật vị trí của các ứng dụng từ xa mà không cần phải xây dựng lại ứng dụng chủ.
Ví dụ, bạn có thể lưu trữ các URL của các ứng dụng từ xa trong một tệp cấu hình hoặc một cơ sở dữ liệu và tải chúng một cách động bằng JavaScript.
```javascript // Trong webpack.config.js remotes: { remote: `promise new Promise(resolve => { const urlParams = new URLSearchParams(window.location.search); const remoteUrl = urlParams.get('remote'); // Giả sử remoteUrl là 'http://localhost:3001/remoteEntry.js' const script = document.createElement('script'); script.src = remoteUrl; script.onload = () => { // chìa khóa của module federation là ứng dụng remote // có sẵn bằng cách sử dụng tên trong remote resolve(window.remote); }; document.head.appendChild(script); })`, }, ```Bây giờ bạn có thể tải ứng dụng chủ với một tham số truy vấn `?remote=http://localhost:3001/remoteEntry.js`
Phiên bản hóa Module được chia sẻ
Module Federation có thể tự động xử lý việc quản lý phiên bản và loại bỏ trùng lặp các module được chia sẻ để đảm bảo rằng chỉ có một phiên bản tương thích của mỗi module được tải. Điều này đặc biệt quan trọng khi làm việc với các ứng dụng lớn và phức tạp có nhiều phụ thuộc.
Bạn có thể chỉ định phạm vi phiên bản của mỗi module được chia sẻ trong cấu hình Webpack.
```javascript // Trong webpack.config.js shared: { react: { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^18.0.0' }, 'react-dom': { singleton: true, eager: true, requiredVersion: '^18.0.0' }, }, ```Trình tải module tùy chỉnh
Module Federation cho phép bạn định nghĩa các trình tải module tùy chỉnh có thể được sử dụng để tải các module từ các nguồn khác nhau hoặc ở các định dạng khác nhau. Điều này có thể hữu ích để tải các module từ một CDN hoặc từ một registry module tùy chỉnh.
Chia sẻ trạng thái giữa các Micro-frontend
Một trong những thách thức của kiến trúc micro-frontend là chia sẻ trạng thái giữa các micro-frontend khác nhau. Có một số cách tiếp cận bạn có thể thực hiện để giải quyết thách thức này:
- Quản lý trạng thái dựa trên URL: Lưu trữ trạng thái trong URL và sử dụng URL để giao tiếp giữa các micro-frontend. Đây là một cách tiếp cận đơn giản và thẳng thắn, nhưng nó có thể trở nên cồng kềnh đối với trạng thái phức tạp.
- Sự kiện tùy chỉnh: Sử dụng các sự kiện tùy chỉnh để phát các thay đổi trạng thái giữa các micro-frontend. Điều này cho phép khớp nối lỏng lẻo giữa các micro-frontend, nhưng có thể khó quản lý các đăng ký sự kiện.
- Thư viện quản lý trạng thái được chia sẻ: Sử dụng một thư viện quản lý trạng thái được chia sẻ như Redux hoặc MobX để quản lý trạng thái của toàn bộ ứng dụng. Điều này cung cấp một cách quản lý trạng thái tập trung và nhất quán, nhưng nó có thể gây ra sự phụ thuộc vào một thư viện quản lý trạng thái cụ thể.
- Message Broker: Sử dụng một message broker như RabbitMQ hoặc Kafka để tạo điều kiện giao tiếp và chia sẻ trạng thái giữa các micro-frontend. Đây là một giải pháp phức tạp hơn, nhưng nó cung cấp mức độ linh hoạt và khả năng mở rộng cao.
Các phương pháp hay nhất để triển khai Micro-frontends với Module Federation
Dưới đây là một số phương pháp hay nhất cần ghi nhớ khi triển khai micro-frontends với Module Federation:
- Xác định ranh giới rõ ràng cho mỗi micro-frontend: Mỗi micro-frontend phải chịu trách nhiệm cho một lĩnh vực kinh doanh hoặc tính năng cụ thể và phải có các giao diện được xác định rõ ràng.
- Sử dụng một ngăn xếp công nghệ nhất quán: Mặc dù Module Federation cho phép bạn sử dụng các công nghệ khác nhau cho các micro-frontend khác nhau, nhưng nhìn chung, bạn nên sử dụng một ngăn xếp công nghệ nhất quán để giảm độ phức tạp và cải thiện khả năng bảo trì.
- Thiết lập các giao thức giao tiếp rõ ràng: Xác định các giao thức giao tiếp rõ ràng về cách các micro-frontend nên tương tác với nhau.
- Tự động hóa quy trình triển khai: Tự động hóa quy trình triển khai để đảm bảo rằng các micro-frontend có thể được triển khai một cách độc lập và đáng tin cậy. Hãy cân nhắc sử dụng các đường ống CI/CD và các công cụ cơ sở hạ tầng dưới dạng mã.
- Giám sát hiệu suất của các micro-frontend của bạn: Giám sát hiệu suất của các micro-frontend của bạn để xác định và giải quyết bất kỳ tắc nghẽn hiệu suất nào. Sử dụng các công cụ như Google Analytics, New Relic hoặc Datadog.
- Thực hiện xử lý lỗi mạnh mẽ: Thực hiện xử lý lỗi mạnh mẽ để đảm bảo rằng ứng dụng của bạn có khả năng chống chịu với các lỗi.
- Áp dụng mô hình quản trị phi tập trung: Trao quyền cho các nhóm để đưa ra quyết định về các micro-frontend của riêng họ, trong khi vẫn duy trì sự nhất quán và chất lượng tổng thể.
Ví dụ thực tế về Module Federation
Mặc dù các nghiên cứu tình huống cụ thể thường được giữ bí mật, đây là một số kịch bản tổng quát mà Module Federation có thể cực kỳ hữu ích:
- Nền tảng thương mại điện tử: Như đã đề cập trước đó, các nền tảng thương mại điện tử lớn có thể sử dụng Module Federation để xây dựng các micro-frontend độc lập cho danh mục sản phẩm, giỏ hàng, quy trình thanh toán và quản lý tài khoản người dùng. Điều này cho phép các nhóm khác nhau làm việc trên các tính năng này một cách độc lập và triển khai chúng mà không ảnh hưởng đến các phần khác của ứng dụng. Một nền tảng toàn cầu có thể tùy chỉnh các tính năng cho các khu vực khác nhau thông qua các module từ xa.
- Ứng dụng dịch vụ tài chính: Các ứng dụng dịch vụ tài chính thường có giao diện người dùng phức tạp với nhiều tính năng khác nhau. Module Federation có thể được sử dụng để xây dựng các micro-frontend độc lập cho các loại tài khoản khác nhau, nền tảng giao dịch và bảng điều khiển báo cáo. Các tính năng tuân thủ riêng biệt cho một số quốc gia nhất định có thể được cung cấp thông qua Module Federation.
- Cổng thông tin y tế: Các cổng thông tin y tế có thể sử dụng Module Federation để xây dựng các micro-frontend độc lập để quản lý bệnh nhân, lên lịch hẹn và truy cập hồ sơ y tế. Các module khác nhau cho các nhà cung cấp bảo hiểm hoặc khu vực khác nhau có thể được tải động.
- Hệ thống quản lý nội dung (CMS): Một CMS có thể sử dụng Module Federation để cho phép người dùng thêm chức năng tùy chỉnh vào trang web của họ bằng cách tải các module từ xa từ các nhà phát triển bên thứ ba. Các chủ đề, plugin và widget khác nhau có thể được phân phối dưới dạng các micro-frontend độc lập.
- Hệ thống quản lý học tập (LMS): Một LMS có thể cung cấp các khóa học được phát triển độc lập và tích hợp vào một nền tảng thống nhất thông qua Module Federation. Các bản cập nhật cho các khóa học riêng lẻ không yêu cầu triển khai lại trên toàn bộ nền tảng.
Kết luận
JavaScript Module Federation trong Webpack 5 cung cấp một cách mạnh mẽ và linh hoạt để xây dựng kiến trúc micro-frontend. Nó cho phép bạn chia sẻ mã nguồn giữa các ứng dụng JavaScript được biên dịch riêng biệt tại thời điểm chạy, cho phép triển khai độc lập, đa dạng công nghệ và cải thiện quyền tự chủ của nhóm. Bằng cách tuân theo các phương pháp hay nhất được nêu trong hướng dẫn này, bạn có thể tận dụng Module Federation để xây dựng các ứng dụng web có khả năng mở rộng, dễ bảo trì và sáng tạo.
Tương lai của phát triển frontend chắc chắn đang nghiêng về các kiến trúc mô-đun và phân tán. Module Federation cung cấp một công cụ quan trọng để xây dựng các hệ thống hiện đại này, cho phép các nhóm tạo ra các ứng dụng phức tạp với tốc độ, tính linh hoạt và khả năng phục hồi cao hơn. Khi công nghệ này trưởng thành, chúng ta có thể mong đợi sẽ thấy nhiều trường hợp sử dụng sáng tạo và các phương pháp hay nhất xuất hiện hơn nữa.