Micro Frontends: Hướng Dẫn Toàn Diện về Module Federation

Trong bối cảnh phát triển web không ngừng thay đổi, việc xây dựng và duy trì các ứng dụng frontend lớn và phức tạp có thể trở thành một thách thức đáng kể. Các frontend nguyên khối (monolithic), nơi toàn bộ ứng dụng là một codebase duy nhất được liên kết chặt chẽ, thường dẫn đến chu kỳ phát triển chậm hơn, rủi ro triển khai tăng lên và khó khăn trong việc mở rộng các tính năng riêng lẻ.

Micro Frontends cung cấp một giải pháp bằng cách chia nhỏ frontend thành các đơn vị nhỏ hơn, độc lập và dễ quản lý. Cách tiếp cận kiến trúc này cho phép các nhóm làm việc tự chủ, triển khai độc lập và chọn các công nghệ phù hợp nhất cho nhu cầu cụ thể của họ. Một trong những công nghệ hứa hẹn nhất để triển khai Micro Frontends là Module Federation.

Micro Frontends là gì?

Micro Frontends là một phong cách kiến trúc trong đó một ứng dụng frontend được cấu thành từ nhiều ứng dụng frontend nhỏ hơn, độc lập. Các ứng dụng này có thể được phát triển, triển khai và bảo trì bởi các nhóm khác nhau, sử dụng các công nghệ khác nhau và không yêu cầu sự phối hợp tại thời điểm xây dựng (build time). Mỗi Micro Frontend chịu trách nhiệm cho một tính năng hoặc một lĩnh vực cụ thể của ứng dụng tổng thể.

Các Nguyên Tắc Chính của Micro Frontends:

• Không phụ thuộc công nghệ: Các nhóm có thể chọn ngăn xếp công nghệ tốt nhất cho Micro Frontend cụ thể của họ.
• Codebase của nhóm được cô lập: Mỗi Micro Frontend có codebase độc lập riêng, cho phép phát triển và triển khai độc lập.
• Triển khai độc lập: Các thay đổi đối với một Micro Frontend không yêu cầu triển khai lại toàn bộ ứng dụng.
• Các nhóm tự chủ: Các nhóm chịu trách nhiệm về Micro Frontend của mình và có thể làm việc độc lập.
• Nâng cấp lũy tiến: Các Micro Frontend riêng lẻ có thể được nâng cấp hoặc thay thế mà không ảnh hưởng đến phần còn lại của ứng dụng.

Giới thiệu về Module Federation

Module Federation là một kiến trúc JavaScript được giới thiệu trong Webpack 5, cho phép một ứng dụng JavaScript tải động mã nguồn từ một ứng dụng khác tại thời điểm chạy (runtime). Điều này có nghĩa là các ứng dụng khác nhau có thể chia sẻ và sử dụng các module của nhau, ngay cả khi chúng được xây dựng bằng các công nghệ khác nhau hoặc được triển khai trên các máy chủ khác nhau.

Module Federation cung cấp một cơ chế mạnh mẽ để triển khai Micro Frontends bằng cách cho phép các ứng dụng frontend khác nhau phơi bày (expose) và tiêu thụ (consume) các module từ nhau. Điều này cho phép tích hợp liền mạch các Micro Frontend khác nhau vào một trải nghiệm người dùng duy nhất, gắn kết.

Lợi Ích Chính của Module Federation:

• Chia sẻ mã nguồn: Các Micro Frontend có thể chia sẻ mã nguồn và các component, giảm sự trùng lặp và cải thiện tính nhất quán.
• Tích hợp tại thời điểm chạy: Các Micro Frontend có thể được tích hợp tại thời điểm chạy, cho phép kết hợp và cập nhật động.
• Triển khai độc lập: Các Micro Frontend có thể được triển khai độc lập mà không cần sự phối hợp hoặc triển khai lại các ứng dụng khác.
• Không phụ thuộc công nghệ: Các Micro Frontend có thể được xây dựng bằng các công nghệ khác nhau và vẫn có thể tích hợp bằng Module Federation.
• Giảm thời gian xây dựng: Bằng cách chia sẻ mã nguồn và các dependency, Module Federation có thể giảm thời gian xây dựng và cải thiện hiệu quả phát triển.

Cách Module Federation Hoạt Động

Module Federation hoạt động bằng cách định nghĩa hai loại ứng dụng: host (máy chủ) và remote (từ xa). Ứng dụng host là ứng dụng chính tiêu thụ các module từ các ứng dụng khác. Ứng dụng remote là ứng dụng phơi bày các module để các ứng dụng khác tiêu thụ.

Khi một ứng dụng host gặp một câu lệnh import cho một module được phơi bày bởi một ứng dụng remote, Webpack sẽ tải động ứng dụng remote và giải quyết import tại thời điểm chạy. Điều này cho phép ứng dụng host sử dụng module từ ứng dụng remote như thể nó là một phần của codebase của chính nó.

Các Khái Niệm Chính trong Module Federation:

• Host: Ứng dụng tiêu thụ các module từ các ứng dụng remote.
• Remote: Ứng dụng phơi bày các module để các ứng dụng khác tiêu thụ.
• Exposed Modules: Các module mà một ứng dụng remote cung cấp để các ứng dụng khác tiêu thụ.
• Shared Modules: Các module được chia sẻ giữa ứng dụng host và remote, giúp giảm trùng lặp và cải thiện hiệu suất.

Triển khai Micro Frontends với Module Federation: Một Ví Dụ Thực Tế

Hãy xem xét một ứng dụng thương mại điện tử đơn giản với ba Micro Frontends: một danh mục sản phẩm, một giỏ hàng, và một hồ sơ người dùng.

Mỗi Micro Frontend được phát triển bởi một nhóm riêng biệt và được triển khai độc lập. Danh mục sản phẩm được xây dựng bằng React, giỏ hàng bằng Vue.js, và hồ sơ người dùng bằng Angular. Ứng dụng chính đóng vai trò là host và tích hợp ba Micro Frontends này vào một giao diện người dùng duy nhất.

Bước 1: Cấu hình các Ứng dụng Remote

Đầu tiên, chúng ta cần cấu hình mỗi Micro Frontend như một ứng dụng remote. Điều này bao gồm việc định nghĩa các module sẽ được phơi bày và các module chia sẻ sẽ được sử dụng.

Danh mục sản phẩm (React)

webpack.config.js:

            const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'productCatalog',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ProductList': './src/components/ProductList',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Trong cấu hình này, chúng tôi đang phơi bày component ProductList từ tệp ./src/components/ProductList. Chúng tôi cũng đang chia sẻ các module react và react-dom với ứng dụng host.

Giỏ hàng (Vue.js)

webpack.config.js:

            const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'shoppingCart',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './ShoppingCart': './src/components/ShoppingCart',
      },
      shared: ['vue'],
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ở đây, chúng tôi đang phơi bày component ShoppingCart và chia sẻ module vue.

Hồ sơ người dùng (Angular)

webpack.config.js:

            const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'userProfile',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './UserProfile': './src/components/UserProfile',
      },
      shared: ['@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Chúng tôi đang phơi bày component UserProfile và chia sẻ các module Angular cần thiết.

Bước 2: Cấu hình Ứng dụng Host

Tiếp theo, chúng ta cần cấu hình ứng dụng host để tiêu thụ các module được phơi bày bởi các ứng dụng remote. Điều này bao gồm việc định nghĩa các remote và ánh xạ chúng tới các URL tương ứng.

webpack.config.js:

            const { ModuleFederationPlugin } = require('webpack').container;

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new ModuleFederationPlugin({
      name: 'mainApp',
      remotes: {
        productCatalog: 'productCatalog@http://localhost:3001/remoteEntry.js',
        shoppingCart: 'shoppingCart@http://localhost:3002/remoteEntry.js',
        userProfile: 'userProfile@http://localhost:3003/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom', 'vue', '@angular/core', '@angular/common', '@angular/router'],
    }),
  ],
};

            

              
                Copy
              
            
          

Trong cấu hình này, chúng tôi đang định nghĩa ba remote: productCatalog, shoppingCart, và userProfile. Mỗi remote được ánh xạ đến URL của tệp remoteEntry.js của nó. Chúng tôi cũng đang chia sẻ các dependency chung trên tất cả các Micro Frontends.

Bước 3: Tiêu thụ các Module trong Ứng dụng Host

Cuối cùng, chúng ta có thể tiêu thụ các module được phơi bày bởi các ứng dụng remote trong ứng dụng host. Điều này bao gồm việc nhập các module bằng cách sử dụng dynamic import và hiển thị chúng ở những nơi thích hợp.

            import React, { Suspense } from 'react';
const ProductList = React.lazy(() => import('productCatalog/ProductList'));
const ShoppingCart = React.lazy(() => import('shoppingCart/ShoppingCart'));
const UserProfile = React.lazy(() => import('userProfile/UserProfile'));

function App() {
  return (
    <div>
      <h1>E-commerce Application</h1>
      <Suspense fallback={<div>Loading Product Catalog...</div>}>
        <ProductList />
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Loading Shopping Cart...</div>}>
        <ShoppingCart />
      <\Suspense>
      <Suspense fallback={<div>Loading User Profile...</div>}>
        <UserProfile />
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

            

              
                Copy
              
            
          

Chúng tôi đang sử dụng React.lazy và Suspense để tải động các module từ các ứng dụng remote. Điều này đảm bảo rằng các module chỉ được tải khi chúng cần thiết, cải thiện hiệu suất của ứng dụng.

Những Lưu Ý Nâng Cao và Các Phương Pháp Tốt Nhất

Mặc dù Module Federation cung cấp một cơ chế mạnh mẽ để triển khai Micro Frontends, có một số lưu ý nâng cao và các phương pháp tốt nhất cần ghi nhớ.

Quản Lý Phiên Bản và Tính Tương Thích

Khi chia sẻ các module giữa các Micro Frontend, việc quản lý phiên bản và đảm bảo tính tương thích là rất quan trọng. Các Micro Frontend khác nhau có thể có các dependency khác nhau hoặc yêu cầu các phiên bản khác nhau của các module được chia sẻ. Sử dụng phiên bản ngữ nghĩa (semantic versioning) và quản lý cẩn thận các dependency được chia sẻ có thể giúp tránh xung đột và đảm bảo rằng các Micro Frontend hoạt động liền mạch với nhau.

Hãy cân nhắc các công cụ như `@module-federation/automatic-vendor-federation` để giúp tự động hóa quá trình quản lý các dependency được chia sẻ.

Quản Lý Trạng Thái

Việc chia sẻ trạng thái giữa các Micro Frontend có thể là một thách thức. Các Micro Frontend khác nhau có thể có các giải pháp quản lý trạng thái khác nhau hoặc yêu cầu quyền truy cập khác nhau vào trạng thái được chia sẻ. Có một số cách tiếp cận để quản lý trạng thái trong kiến trúc Micro Frontend, bao gồm:

• Thư viện trạng thái chia sẻ: Sử dụng một thư viện trạng thái chia sẻ như Redux hoặc Zustand để quản lý trạng thái toàn cục.
• Sự kiện tùy chỉnh (Custom Events): Sử dụng các sự kiện tùy chỉnh để truyền đạt các thay đổi trạng thái giữa các Micro Frontend.
• Trạng thái dựa trên URL: Mã hóa trạng thái trong URL và chia sẻ nó giữa các Micro Frontend.

Cách tiếp cận tốt nhất phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của ứng dụng và mức độ liên kết giữa các Micro Frontend.

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, bao gồm:

• Sự kiện tùy chỉnh (Custom Events): Sử dụng các sự kiện tùy chỉnh để phát thông điệp giữa các Micro Frontend.
• Các dịch vụ chia sẻ (Shared Services): Tạo các dịch vụ chia sẻ có thể được truy cập bởi tất cả các Micro Frontend.
• Hàng đợi tin nhắn (Message Queues): Sử dụng hàng đợi tin nhắn để giao tiếp bất đồng bộ giữa các Micro Frontend.

Việc chọn cơ chế giao tiếp phù hợp phụ thuộc vào sự phức tạp của các tương tác và mức độ tách rời mong muốn giữa các Micro Frontend.

Các Lưu Ý về Bảo Mật

Khi triển khai Micro Frontends, điều quan trọng là phải xem xét các tác động về bảo mật. Mỗi Micro Frontend phải chịu trách nhiệm về bảo mật của chính nó, bao gồm xác thực, ủy quyền và xác thực dữ liệu. Việc chia sẻ mã nguồn và dữ liệu giữa các Micro Frontend phải được thực hiện một cách an toàn và với các kiểm soát truy cập thích hợp.

Đảm bảo xác thực và làm sạch đầu vào đúng cách để ngăn chặn các lỗ hổng kịch bản chéo trang (XSS). Thường xuyên cập nhật các dependency để vá các lỗ hổng bảo mật.

Kiểm Thử và Giám Sát

Việc kiểm thử và giám sát Micro Frontends có thể phức tạp hơn so với các ứng dụng nguyên khối. Mỗi Micro Frontend nên được kiểm thử độc lập, và các bài kiểm thử tích hợp nên được thực hiện để đảm bảo rằng các Micro Frontend hoạt động cùng nhau một cách chính xác. Việc giám sát nên được triển khai để theo dõi hiệu suất và tình trạng của mỗi Micro Frontend.

Thực hiện các bài kiểm thử end-to-end bao quát nhiều Micro Frontend để đảm bảo trải nghiệm người dùng liền mạch. Giám sát các chỉ số hiệu suất ứng dụng để xác định các điểm nghẽn và các lĩnh vực cần cải thiện.

Module Federation so với các Cách Tiếp Cận Micro Frontend Khác

Mặc dù Module Federation là một công cụ mạnh mẽ để xây dựng Micro Frontends, nó không phải là cách tiếp cận duy nhất có sẵn. Các cách tiếp cận Micro Frontend phổ biến khác bao gồm:

• Tích hợp tại thời điểm xây dựng: Tích hợp các Micro Frontend tại thời điểm xây dựng bằng các công cụ như Webpack hoặc Parcel.
• Tích hợp tại thời điểm chạy với iframes: Nhúng các Micro Frontend vào trong iframes.
• Web Components: Sử dụng web components để tạo các phần tử UI có thể tái sử dụng có thể được chia sẻ giữa các Micro Frontend.
• Single-SPA: Sử dụng một framework như Single-SPA để quản lý việc định tuyến và điều phối các Micro Frontend.

Mỗi cách tiếp cận đều có những ưu và nhược điểm riêng, và cách tiếp cận tốt nhất phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của ứng dụng.

Module Federation vs. iframes

iframes cung cấp sự cô lập mạnh mẽ nhưng có thể cồng kềnh để quản lý và có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất do chi phí của mỗi iframe. Giao tiếp giữa các iframes cũng có thể phức tạp.

Module Federation mang lại trải nghiệm tích hợp liền mạch hơn với hiệu suất tốt hơn và giao tiếp dễ dàng hơn giữa các Micro Frontend. Tuy nhiên, nó đòi hỏi phải quản lý cẩn thận các dependency và phiên bản được chia sẻ.

Module Federation vs. Single-SPA

Single-SPA là một meta-framework cung cấp một cách tiếp cận thống nhất để quản lý và điều phối các Micro Frontend. Nó cung cấp các tính năng như ngữ cảnh chia sẻ, định tuyến và quản lý trạng thái.

Module Federation có thể được sử dụng kết hợp với Single-SPA để cung cấp một kiến trúc linh hoạt và có khả năng mở rộng để xây dựng các ứng dụng Micro Frontend phức tạp.

Các Trường Hợp Sử Dụng Module Federation

Module Federation rất phù hợp cho nhiều trường hợp sử dụng, bao gồm:

• Ứng dụng doanh nghiệp lớn: Xây dựng và duy trì các ứng dụng doanh nghiệp lớn, phức tạp với nhiều nhóm.
• Nền tảng thương mại điện tử: Tạo ra các nền tảng thương mại điện tử dạng module và có khả năng mở rộng với các tính năng độc lập như danh mục sản phẩm, giỏ hàng và quy trình thanh toán.
• Hệ thống quản lý nội dung (CMS): Phát triển các nền tảng CMS linh hoạt và có thể mở rộng với các module nội dung có thể tùy chỉnh.
• Bảng điều khiển và Nền tảng phân tích: Xây dựng các bảng điều khiển tương tác và nền tảng phân tích với các widget và hình ảnh hóa độc lập.

Ví dụ, hãy xem xét một công ty thương mại điện tử toàn cầu như Amazon. Họ có thể sử dụng Module Federation để chia nhỏ trang web của mình thành các Micro Frontend nhỏ hơn, độc lập, chẳng hạn như các trang sản phẩm, giỏ hàng, quy trình thanh toán và phần quản lý tài khoản người dùng. Mỗi Micro Frontend này có thể được phát triển và triển khai bởi các nhóm riêng biệt, cho phép chu kỳ phát triển nhanh hơn và tăng tính linh hoạt. Họ có thể sử dụng các công nghệ khác nhau cho mỗi Micro Frontend, ví dụ, React cho các trang sản phẩm, Vue.js cho giỏ hàng, và Angular cho quy trình thanh toán. Điều này cho phép họ tận dụng thế mạnh của từng công nghệ và chọn công cụ tốt nhất cho công việc.

Một ví dụ khác là một ngân hàng đa quốc gia. Họ có thể sử dụng Module Federation để xây dựng một nền tảng ngân hàng được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng khu vực. Họ có thể có các Micro Frontend khác nhau cho mỗi khu vực, với các tính năng dành riêng cho các quy định ngân hàng và sở thích của khách hàng trong khu vực đó. Điều này cho phép họ cung cấp trải nghiệm cá nhân hóa và phù hợp hơn cho khách hàng của mình.

Kết Luận

Module Federation cung cấp một cách tiếp cận mạnh mẽ và linh hoạt để xây dựng Micro Frontends. Nó cho phép các nhóm làm việc độc lập, triển khai độc lập và chọn các công nghệ phù hợp nhất với nhu cầu của họ. Bằng cách chia sẻ mã nguồn và các dependency, Module Federation có thể giảm thời gian xây dựng, cải thiện hiệu suất và đơn giản hóa quy trình phát triển.

Mặc dù Module Federation có những thách thức riêng, chẳng hạn như quản lý phiên bản và quản lý trạng thái, những điều này có thể được giải quyết bằng cách lập kế hoạch cẩn thận và sử dụng các công cụ và kỹ thuật thích hợp. Bằng cách tuân theo các phương pháp tốt nhất và xem xét các lưu ý nâng cao được thảo luận trong hướng dẫn này, bạn có thể triển khai thành công Micro Frontends với Module Federation và xây dựng các ứng dụng frontend có khả năng mở rộng, dễ bảo trì và độc lập.

Khi bối cảnh phát triển web tiếp tục phát triển, Micro Frontends đang trở thành một mẫu kiến trúc ngày càng quan trọng. Module Federation cung cấp một nền tảng vững chắc để xây dựng Micro Frontends và là một công cụ có giá trị cho bất kỳ nhà phát triển frontend nào muốn xây dựng các ứng dụng web hiện đại, có khả năng mở rộng.