這個理念很好,可在實際開發(fā)中,又該如何落地?如何拆分呢?涉及何種技術?在本文中,作者將從淺入深,逐步為大家講解。
微前端是一種類似于微服務的架構,它將微服務的理念應用于瀏覽器端,即將單頁面前端應用由單一的單體應用轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€小型前端應用聚合為一的應用。各個前端應用還可以獨立開發(fā)、獨立部署。同時,它們也可以在共享組件的同時進行并行開發(fā)——這些組件可以通過 NPM 或者 Git Tag、Git Submodule 來管理。
微前端不是銀彈,它和微服務一樣會帶來大量的挑戰(zhàn)。
遺留系統(tǒng)遷移。解決遺留系統(tǒng),才是人們采用微前端方案最重要的原因。
聚合前端應用。微服務架構,可以解耦后端服務間依賴。而微前端,則關注于聚合前端應用。
熱鬧驅(qū)動開發(fā)。新的技術,既然很熱鬧,那么就學吧。
微前端的實現(xiàn),意味著對前端應用的拆分。拆分應用的目的,并不只是為了架構上好看,還為了提升開發(fā)效率。
為此,微前端帶來這么一系列的好處:
應用自治。只需要遵循統(tǒng)一的接口規(guī)范或者框架,以便于系統(tǒng)集成到一起,相互之間是不存在依賴關系的。
單一職責。每個前端應用可以只關注于自己所需要完成的功能。
技術棧無關。你可以使用 Angular 的同時,又可以使用 React 和 Vue。
除此,它也有一系列的缺點:
應用的拆分基礎依賴于基礎設施的構建,一旦大量應用依賴于同一基礎設施,那么維護變成了一個挑戰(zhàn)。
拆分的粒度越小,便意味著架構變得復雜、維護成本變高。
技術棧一旦多樣化,便意味著技術棧混亂。
畢竟沒有銀彈。
就當前而言,要設計出一個微前端應用不是一件容易的事——還沒有最佳實踐。在不同的落地案例里,使用的都是不同的方案。出現(xiàn)這種情況的主要原因是,每個項目所面臨的情況、所使用的技術都不盡相同。為此,我們需要了解一些基礎的微前端模式。
微前端應用間的關系來看,分為兩種:基座模式(管理式)、自組織式。分別也對應了兩者不同的架構模式:
基座模式。通過一個主應用,來管理其它應用。設計難度小,方便實踐,但是通用度低。
自組織模式。應用之間是平等的,不存在相互管理的模式。設計難度大,不方便實施,但是通用度高。
就當前而言,基座模式實施起來比較方便,方案上便也是蠻多的。
而不論種方式,都需要提供一個查找應用的機制,在微前端中稱為服務的注冊表模式。和微服務架構相似,不論是哪種微前端方式,也都需要有一個應用注冊表的服務,它可以是一個固定值的配置文件,如 JSON 文件,又或者是一個可動態(tài)更新的配置,又或者是一種動態(tài)的服務。它主要做這么一些內(nèi)容:
應用發(fā)現(xiàn)。讓主應用可以尋找到其它應用。
應用注冊。即提供新的微前端應用,向應用注冊表注冊的功能。
第三方應用注冊。即讓第三方應用,可以接入到系統(tǒng)中。
訪問權限等相關配置。
應用在部署的時候,便可以在注冊表服務中注冊。如果是基于注冊表來管理應用,那么使用基座模式來開發(fā)比較方便。
在筆者實踐微前端的過程中,發(fā)現(xiàn)了以下幾點是我們在設計的過程中,需要關注的內(nèi)容:
中心化:應用注冊表。這個應用注冊表擁有每個應用及對應的入口。在前端領域里,入口的直接表現(xiàn)形式可以是路由,又或者對應的應用映射。
標識化應用。我們需要一個標識符來標識不同的應用,以便于在安裝、卸載的時候,能尋找到指定的應用。一個簡單的模式,就是通過康威定律來命名應用。
應用生命周期管理。
高內(nèi)聚,低耦合。
前端微架構與后端微架構的最大不同之處,也在于此——生命周期。微前端應用作為一個客戶端應用,每個應用都擁有自己的生命周期:
Load,決定加載哪個應用,并綁定生命周期
bootstrap,獲取靜態(tài)資源
Mount,安裝應用,如創(chuàng)建 DOM 節(jié)點
Unload,刪除應用的生命周期
Unmount,卸載應用,如刪除 DOM 節(jié)點、取消事件綁定
這部分的內(nèi)容事實上,也就是微前端的一個難點所在,如何以合適的方式來加載應用——畢竟每個前端框架都各自不同,其所需要的加載方式也是不同的。當我們決定支持多個框架的時候,便需要在這一部分進入更細致的研究。
隨后,我們要面臨的一個挑戰(zhàn)是:如何去拆分應用。
從技術實踐上,微前端架構可以采用以下的幾種方式進行:
路由分發(fā)式。通過 HTTP 服務器的反向代理功能,來將請求路由到對應的應用上。
前端微服務化。在不同的框架之上設計通訊、加載機制,以在一個頁面內(nèi)加載對應的應用。
微應用。通過軟件工程的方式,在部署構建環(huán)境中,組合多個獨立應用成一個單體應用。
微件化。開發(fā)一個新的構建系統(tǒng),將部分業(yè)務功能構建成一個獨立的 chunk 代碼,使用時只需要遠程加載即可。
前端容器化。通過將 iFrame 作為容器,來容納其它前端應用。
應用組件化。借助于 Web Components 技術,來構建跨框架的前端應用。
實施的方式雖然多,但是都是依據(jù)場景而采用的。有些場景下,可能沒有合適的方式;有些場景下,則可以同時使用多種方案。
路由分發(fā)式微前端,即通過路由將不同的業(yè)務分發(fā)到不同的、獨立前端應用上。其通常可以通過 HTTP 服務器的反向代理來實現(xiàn),又或者是應用框架自帶的路由來解決。如下圖所示:
路由分發(fā)式
就當前而言,路由分發(fā)式的架構應該是采用最多、最容易的 “微前端” 方案。
前端微服務化,是微服務架構在前端的實施,每個前端應用都是完全獨立(技術棧、開發(fā)、部署、構建獨立)、自主運行的,最后通過模塊化的方式組合出完整的前端應用。其架構如下圖所示:
前端微服務化
采用這種方式意味著,一個頁面上同時存在二個及以上的前端應用在運行。而路由分發(fā)式方案,則是一個頁面只有唯一一個應用。
微應用化,即在開發(fā)時,應用都是以單一、微小應用的形式存在,而在運行時,則通過構建系統(tǒng)合并這些應用,組合成一個新的應用。其架構如下圖所示:
微應用化
微應用化更多的是以軟件工程的方式,來完成前端應用的開發(fā),因此又可以稱之為組合式集成。對于一個大型的前端應用來說,采用的架構方式,往往會是通過業(yè)務作為主目錄,而后在業(yè)務目錄中放置相關的組件,同時擁有一些通用的共享模板。
微件(widget),指的是一段可以直接嵌入在應用上運行的代碼,它由開發(fā)人員預先編譯好,在加載時不需要再做任何修改或者編譯。而微前端下的微件化則指的是,每個業(yè)務團隊編寫自己的業(yè)務代碼,并將編譯好的代碼部署(上傳或者放置)到指定的服務器上,在運行時,我們只需要加載相應的業(yè)務模塊即可。對應的,在更新代碼的時候,我們只需要更新對應的模塊即可。下圖便是微件化的架構示意圖:
微件化
在非單面應用時代,要實現(xiàn)微件化方案,是一件特別容易的事。從遠程加載來對應的 JavaScript 代碼,在瀏覽器上執(zhí)行,生成對應的組件嵌入到頁面的相應部分。對于業(yè)務組件也是類似的,提前編寫好我們的業(yè)務組件,當需要對應的組件時再響應、執(zhí)行。
iframe 作為一個非常 “古老” 的,人人都覺得普通的技術,卻一直很管用。它能有效地將另一個網(wǎng)頁/單頁面應用嵌入到當前頁面中,兩個頁面間的 CSS 和 JavaScript 是相互隔離的——除去 iframe 父子通信部分的代碼,它們之間的代碼是完全不相互干擾的。iframe 便相當于是創(chuàng)建了一個全新的獨立的宿主環(huán)境,類似于沙箱隔離,它意味著前端應用之間可以相互獨立運行。
Web Components 是一套不同的技術,允許開發(fā)者創(chuàng)建可重用的定制元素(它們的功能封裝在代碼之外),并且在 Web 應用中使用它們。
WC 容器化
目前困擾 Web Components 技術推廣的主要因素,在于瀏覽器的支持程度。在 Chrome 和 Opera 瀏覽器上,對于 Web Components 支持良好,而對于 Safari、IE、Firefox 瀏覽器的支持程度,并沒有那么理想。
與微服務類似,要劃分不同的前端邊界,不是一件容易的事。就當前而言,以下幾種方式是常見的劃分微前端的方式:
按照業(yè)務拆分。
按照權限拆分。
按照變更的頻率拆分。
按照組織結構拆分。利用康威定律來進一步拆分前端應用。
跟隨后端微服務劃分。實踐證明, DDD 與事件風暴是一種頗為有效的后端微前端拆分模式,對于前端來說,它也頗有有效——直接跟蹤后端服務。
每個項目都有自己特殊的背景,切分微前端的方式便不一樣。即使項目的類型相似,也存在一些細微的差異。
如果微前端對于你們來說困境重重,還有一些不錯的架構模式可以采用。
應用微化架構,是一種開發(fā)時整體,構建時拆分,運行時分離的前端架構模式。即應用微化架構從一份代碼中,構建出適用于不同環(huán)境的多套目標代碼。實現(xiàn)上它是一種:
構建時拆分架構。
代碼刪除架構。以刪代碼的方式,來形成每個前端應用。
微前端準備式架構。即,隨時可以拆分為多個前端應用。
由于它與微應用化的相似性,我們將它與微應用化做一個對比。它與微應用化不同的是,應用微化是在構建時對應用進行拆分,而非在本地模式下對應用拆分。相似的是,它也是基于構建系統(tǒng)的應用拆分方式。
可拆分式微前端
即:微應用化,是一個隨時可合并式架構。而應用微化,則是一個隨時可拆分式架構。
它不僅僅是一個適合于前端的架構模式,也是一適用于后端的架構模式。
Clean Architecture 是由 Robert C. Martin 在 2012 年提出的架構模式。它具有這么一些特點:框架無關性、可被測試、UI 無關性、數(shù)據(jù)庫無關性、外部機構(agency)無關性。
對于前端架構來說,Clean Architecure 實際上是:Clean Architecture + MVP + 組件化。如下圖所示:
考慮到應用的規(guī)模,這里以 Angular + TypeScript 作為示例:
Clean Frontend
這種架構模式特別適合于:組織內(nèi)即寫前端又同后端的團隊。它易于映射前后端 API,且可以使用 UseCase 作為防腐層。
沒有銀彈。不得不提及的是,對于小規(guī)模的團隊來說,它帶來的弊端可能會遠遠大于好處——帶來大量冗余的代碼。盡管通過 Angular Schematics 可以通過參數(shù)來生成代碼,但是這種分層架構地于簡單的應用來說,還是過于復雜、難以上手。對于不寫測試的項目來說 ,usecase 也不能帶來它們所承諾的好處。
微前端不是銀彈,當前也沒有最佳實踐,但是這是一個非常好的學習機會。
節(jié)選自《前端架構:從入門到微前端》
作者簡介:黃峰達(Phodal),ThoughtWorks Senior Consultant,CSDN 博客專家。長期活躍于 GitHub、CSDN,專注于物聯(lián)網(wǎng)和前端領域。出版著作《自己動手設計物聯(lián)網(wǎng)》,以及《Growth:全棧增長工程師指南》等六本電子書,并譯有《物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)指南》。