如何设计微前端架构

就当前而言,要设计出一个微前端应用不是一件容易的事——还没有最佳实践。在不同的落地案例里,使用的都是不同的方案。出现这种情况的主要原因是,每个项目所面临的情况、所使用的技术都不尽相同。为此,我们需要了解一些基础的微前端模式。

架构模式

微前端应用间的关系来看,分为两种:基座模式(管理式)、自组织式。分别也对应了两者不同的架构模式:
基座模式(管理式)

通过一个主应用,来管理其它应用。设计难度小,方便实践,但是通用度低。

自组织模式

应用之间是平等的,不存在相互管理的模式。设计难度大,不方便实施,但是通用度高。

通过上面两个对比, 基座模式实施起来比较方便,方案上便也是蛮多的。

而不论种方式,都需要提供一个查找应用的机制,在微前端中称为服务的注册表模式。和微服务架构相似,不论是哪种微前端方式,也都需要有一个应用注册表的服务,它可以是一个固定值的配置文件,如 JSON 文件,又或者是一个可动态更新的配置,又或者是一种动态的服务。它主要做这么一些内容
a)应用发现:让主应用可以寻找到其它应用
b)应用注册:即提供新的微前端应用,向应用注册表注册的功能
c)第三方应用注册:即让第三方应用,可以接入到系统中
d)访问权限等相关配置

应用在部署的时候,便可以在注册表服务中注册。如果是基于注册表来管理应用,那么使用基座模式来开发比较方便

设计理念

中心化:应用注册表,这个应用注册表拥有每个应用及对应的入口。在前端领域里,入口的直接表现形式可以是路由,又或者对应的应用映射
标识化应用:我们需要一个标识符来标识不同的应用,以便于在安装、卸载的时候,能寻找到指定的应用。一个简单的模式,就是通过康威定律来命名应用
应用生命周期管理
高内聚,低耦合

生命周期
前端微架构与后端微架构的最大不同之处,也在于此——生命周期。微前端应用作为一个客户端应用,每个应用都拥有自己的生命周期:

Load:决定加载哪个应用,并绑定生命周期
bootstrap:获取静态资源
Mount:安装应用,如创建 DOM 节点
Unload:删除应用的生命周期
Unmount:卸载应用,如删除 DOM 节点、取消事件绑定

这部分的内容事实上,也就是微前端的一个难点所在,如何以合适的方式来加载应用——毕竟每个前端框架都各自不同,其所需要的加载方式也是不同的。当我们决定支持多个框架的时候,便需要在这一部分进入更细致的研究。

如何去拆分应用
技术方式

路由分发式:通过 HTTP 服务器的反向代理功能,来将请求路由到对应的应用上。
前端微服务化:在不同的框架之上设计通讯、加载机制,以在一个页面内加载对应的应用。
微应用:通过软件工程的方式,在部署构建环境中,组合多个独立应用成一个单体应用。
微件化:开发一个新的构建系统,将部分业务功能构建成一个独立的 chunk 代码,使用时只需要远程加载即可。
前端容器化:通过将 iFrame 作为容器,来容纳其它前端应用。
应用组件化:借助于 Web Components 技术,来构建跨框架的前端应用。

实施的方式虽然多,但是都是依据场景而采用的。有些场景下,可能没有合适的方式;有些场景下,则可以同时使用多种方案。

路由分发式

路由分发式微前端,即通过路由将不同的业务分发到不同的、独立前端应用上。**其通常可以通过 HTTP 服务器的反向代理来实现,又或者是应用框架自带的路由来解决

前端系统架构图怎么做 前端架构设计方案_前端

路由分发式的架构应该是采用最多、最容易的 “微前端” 方案

前端微服务化

前端微服务化,是微服务架构在前端的实施,每个前端应用都是完全独立(技术栈、开发、部署、构建独立)、自主运行的,最后通过模块化的方式组合出完整的前端应用.

采用这种方式意味着,一个页面上同时存在二个及以上的前端应用在运行。而路由分发式方案,则是一个页面只有唯一一个应用。

前端系统架构图怎么做 前端架构设计方案_微服务_02

组合式集成:微应用化

微应用化,即在开发时,应用都是以单一、微小应用的形式存在,而在运行时,则通过构建系统合并这些应用,组合成一个新的应用。

微应用化更多的是以软件工程的方式,来完成前端应用的开发,因此又可以称之为组合式集成。对于一个大型的前端应用来说,采用的架构方式,往往会是通过业务作为主目录,而后在业务目录中放置相关的组件,同时拥有一些通用的共享模板。

前端系统架构图怎么做 前端架构设计方案_微服务_03

微件化

微件(widget),指的是一段可以直接嵌入在应用上运行的代码,它由开发人员预先编译好,在加载时不需要再做任何修改或者编译。**而微前端下的微件化则指的是,每个业务团队编写自己的业务代码,并将编译好的代码部署(上传或者放置)到指定的服务器上,在运行时,我们只需要加载相应的业务模块即可。对应的,在更新代码的时候,我们只需要更新对应的模块即可。

在非单面应用时代,要实现微件化方案,是一件特别容易的事。从远程加载来对应的 JavaScript 代码,在浏览器上执行,生成对应的组件嵌入到页面的相应部分。对于业务组件也是类似的,提前编写好我们的业务组件,当需要对应的组件时再响应、执行。

前端系统架构图怎么做 前端架构设计方案_前端微服务化_04

前端容器化之 iframe

iframe 作为一个非常 “古老” 的,人人都觉得普通的技术,却一直很管用。它能有效地将另一个网页/单页面应用嵌入到当前页面中,两个页面间的 CSS 和 JavaScript 是相互隔离的——除去 iframe 父子通信部分的代码,它们之间的代码是完全不相互干扰的。iframe 便相当于是创建了一个全新的独立的宿主环境,类似于沙箱隔离,它意味着前端应用之间可以相互独立运行

前端容器化之 Web Components

Web Components 是一套不同的技术,允许开发者创建可重用的定制元素(它们的功能封装在代码之外),并且在 web 应用中使用它们

目前困扰 Web Components 技术推广的主要因素,在于浏览器的支持程度。在 Chrome 和 Opera 浏览器上,对于 Web Components 支持良好,而对于 Safari、IE、Firefox 浏览器的支持程度,并没有那么理想。

前端系统架构图怎么做 前端架构设计方案_前端系统架构图怎么做_05

应用微化架构

应用微化架构,是一种开发时整体,构建时拆分,运行时分离的前端架构模式。即应用微化架构从一份代码中,构建出适用于不同环境的多套目标代码。

  • 构建时拆分架构
  • 代码删除架构:以删代码的方式,来形成每个前端应用。
  • 微前端准备式架构:即,随时可以拆分为多个前端应用。

由于它与微应用化的相似性,我们将它与微应用化做一个对比。它与微应用化不同的是,应用微化是在构建时对应用进行拆分,而非在本地模式下对应用拆分。相似的是,它也是基于构建系统的应用拆分方式。由于它与微应用化的相似性,我们将它与微应用化做一个对比。它与微应用化不同的是,应用微化是在构建时对应用进行拆分,而非在本地模式下对应用拆分。相似的是,它也是基于构建系统的应用拆分方式。

前端系统架构图怎么做 前端架构设计方案_前端应用_06

微应用化,是一个随时可合并式架构。而应用微化,则是一个随时可拆分式架构。
它不仅仅是一个适合于前端的架构模式,也是一适用于后端的架构模式

整洁前端架构

Clean Architecture 是由 Robert C. Martin 在 2012 年提出的架构模式。它具有这么一些特点:框架无关性、可被测试、UI 无关性、数据库无关性、外部机构(agency)无关性。

对于前端架构来说,Clean Architecure 实际上是:Clean Architecture + MVP + 组件化。

这种架构模式特别适合于:组织内即写前端又同后端的团队。它易于映射前后端 API,且可以使用 usecase 作为防腐层。

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不得不提及的是,对于小规模的团队来说,它带来的弊端可能会远远大于好处——带来大量冗余的代码。尽管通过 Angular Schematics 可以通过参数来生成代码,但是这种分层架构地于简单的应用来说,还是过于复杂、难以上手。对于不写测试的项目来说 ,usecase 也不能带来它们所承诺的好处。

前端微服务化(四):美团技术团队实现(HR系统的微前端设计)

未完待续 …