Kiến trúc Microfrontend: Phân tích Frontend Monolith

Microfrontend là một phong cách kiến trúc cho phát triển frontend, trong đó một ứng dụng web được chia thành các module hoặc tính năng nhỏ hơn, độc lập. Mỗi module có thể được phát triển, triển khai và bảo trì một cách tự chủ, giống như khái niệm về microservices trong kiến trúc backend.

Trong frontend đơn khối truyền thống, tất cả các phần của ứng dụng (như thanh điều hướng, danh sách sản phẩm, trang thanh toán, v.v.) đều nằm cùng nhau. Điều này khiến hệ thống được kết nối chặt chẽ, có thể dẫn đến những thách thức khi ứng dụng phát triển.

Sử dụng microfrontend, bạn có thể xử lý từng phần của ứng dụng như một phần độc lập, có thể được quản lý độc lập.

Hãy nhớ rằng kiến trúc này không phải là giải pháp hoàn hảo... Vậy nên chúng ta hãy cùng xem xét một phân tích đơn giản.

Các nguyên tắc chính của Microfrontends

1. Độc lập

Mỗi microfrontend là một đơn vị độc lập hoạt động độc lập với các đơn vị khác. Điều này có nghĩa là:

• Các nhóm có thể phát triển và triển khai microfrontend của mình mà không cần chờ đợi những thay đổi ở các phần khác của ứng dụng.
• Mỗi microfrontend đều có quy trình xây dựng, triển khai và thời gian chạy riêng .
• Nếu một microfrontend bị lỗi, phần còn lại của ứng dụng vẫn không bị ảnh hưởng, giúp cải thiện khả năng phục hồi.

Ví dụ, trong ứng dụng thương mại điện tử, mô-đun thanh toán có thể được triển khai riêng biệt với trang danh sách sản phẩm mà không làm gián đoạn trải nghiệm chung của người dùng.

2. Chủ nghĩa bất khả tri về công nghệ

Microfrontend cho phép các phần khác nhau của ứng dụng được xây dựng bằng các công nghệ khác nhau. Tính linh hoạt này mang lại một số lợi thế:

• Các nhóm có thể chọn công cụ tốt nhất cho nhu cầu cụ thể của mình, chẳng hạn như React cho danh mục sản phẩm , Vue cho giỏ hàng hoặc Angular cho trang thanh toán .
• Các tổ chức có thể dần dần di chuyển từ các công nghệ cũ hơn (ví dụ: từ AngularJS sang React) mà không cần phải viết lại hoàn toàn.
• Nó cho phép nâng cấp gia tăng , cho phép các nhóm khác nhau phát triển ngăn xếp của họ một cách độc lập.
• Tuy nhiên, sự đa dạng về công nghệ cần được quản lý cẩn thận để tránh sự phức tạp quá mức trong quá trình tích hợp.

3. Cơ sở mã riêng biệt

Mỗi microfrontend có kho lưu trữ, quy trình xây dựng và đường ống triển khai riêng . Sự tách biệt này dẫn đến:

• Giảm sự phụ thuộc lẫn nhau: Việc thay đổi một mô-đun không đòi hỏi phải sửa đổi các mô-đun khác.
• Chu kỳ phát triển nhanh hơn: Các nhóm có thể làm việc song song mà không có xung đột.
• Gỡ lỗi và bảo trì dễ dàng hơn: Vì mỗi mô-đun có vòng đời riêng nên việc xác định và khắc phục sự cố riêng lẻ sẽ dễ dàng hơn.

Ví dụ, nếu mô-đun hồ sơ người dùng có lỗi, lập trình viên có thể gỡ lỗi và vá lỗi mà không ảnh hưởng đến thanh điều hướng hoặc mô-đun tìm kiếm.

4. Quyền sở hữu của nhóm

Trong kiến trúc microfrontend, các nhóm khác nhau sở hữu và quản lý các microfrontend cụ thể. Cách tiếp cận phi tập trung này cung cấp:

• Phát triển tự chủ: Các nhóm có thể làm việc độc lập với toàn quyền kiểm soát các tính năng của mình.
• Thiết kế theo lĩnh vực (DDD): Mỗi nhóm tập trung vào một lĩnh vực kinh doanh (ví dụ: thanh toán, tìm kiếm hoặc xác thực).
• Cải thiện sự cộng tác: Vì các nhóm có quyền sở hữu rõ ràng nên họ có thể điều chỉnh tốt hơn mục tiêu kinh doanh và nhu cầu của người dùng.

Ví dụ, một nhóm chuyên trách thanh toán sẽ đảm bảo quy trình thanh toán luôn được tối ưu hóa về hiệu suất và bảo mật mà không ảnh hưởng đến phần còn lại của ứng dụng.

5. Tích hợp liền mạch

Mặc dù microfrontend được xây dựng độc lập, chúng phải tích hợp trơn tru để tạo ra trải nghiệm người dùng thống nhất . Điều này đòi hỏi:

• Thiết kế nhất quán: Các thành phần và kiểu UI phải phù hợp trên nhiều microfrontend khác nhau (ví dụ: sử dụng hệ thống thiết kế chung).
• Chiến lược quản lý trạng thái: Việc giao tiếp giữa các microfrontend cần được xử lý cẩn thận để đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu (ví dụ: sử dụng sự kiện, API hoặc trình quản lý trạng thái được chia sẻ).
• Định tuyến và điều hướng: Người dùng sẽ không nhận thấy bất kỳ sự khác biệt nào khi chuyển đổi giữa các microfrontend.

Ví dụ, khi chuyển từ trang chủ sang mô-đun giỏ hàng, trải nghiệm của người dùng phải liền mạch, như thể đó là ứng dụng một trang chứ không phải nhiều ứng dụng độc lập.

Lợi ích của Microfrontends

Kiến trúc Microfrontend cung cấp một số lợi thế so với các ứng dụng frontend monolithic truyền thống. Bằng cách chia nhỏ frontend lớn thành các phần nhỏ hơn, được quản lý độc lập, các tổ chức có thể cải thiện khả năng mở rộng, tính linh hoạt và hiệu quả phát triển tổng thể. Dưới đây là một số lợi ích chính:

1. Khả năng mở rộng

Microfrontend cho phép các nhóm mở rộng quy trình phát triển và cơ sở hạ tầng một cách hiệu quả.

• Phát triển nhóm độc lập: Các nhóm khác nhau có thể làm việc trên các microfrontend riêng biệt mà không ảnh hưởng lẫn nhau. Điều này cho phép phát triển song song và phát hành tính năng nhanh hơn.
• Phân bổ tải: Vì mỗi microfrontend có thể được triển khai riêng biệt nên tài nguyên có thể được phân bổ động dựa trên nhu cầu, giúp tối ưu hóa hiệu suất.
• Phát triển theo mô-đun: Khi ứng dụng mở rộng, có thể thêm các microfrontend mới mà không ảnh hưởng đáng kể đến chức năng hiện có.

Ví dụ, trong ứng dụng thương mại điện tử, chức năng tìm kiếm có thể mở rộng độc lập với hệ thống thanh toán, đảm bảo trải nghiệm người dùng mượt mà ngay cả trong thời gian có lượng truy cập cao.

2. Triển khai nhanh hơn

Với microfrontend, các nhóm có thể triển khai các bản cập nhật và tính năng mới thường xuyên hơn mà không ảnh hưởng đến toàn bộ ứng dụng.

• Cơ sở mã nhỏ hơn: Mỗi microfrontend đều có cơ sở mã nhỏ hơn, dễ quản lý hơn, giúp giảm thời gian xây dựng và độ phức tạp khi triển khai.
• Đường ống triển khai độc lập: Các nhóm có thể triển khai các thay đổi cho microfrontend cụ thể của mình mà không cần chờ các nhóm khác hoàn tất công việc.
• Giảm thời gian ngừng hoạt động: Vì các lần triển khai nhỏ hơn và riêng biệt nên nguy cơ làm hỏng toàn bộ ứng dụng được giảm đáng kể.

Ví dụ, một công ty có thể đẩy bản cập nhật lên phần đề xuất sản phẩm mà không cần phải triển khai lại toàn bộ ứng dụng, cho phép thử nghiệm và kiểm tra A/B nhanh chóng.

3. Sự linh hoạt trong việc lựa chọn công nghệ

Microfrontend cho phép các nhóm lựa chọn công nghệ tốt nhất cho trường hợp sử dụng cụ thể của họ, thay vì bị giới hạn trong một khuôn khổ duy nhất.

• Phương pháp tiếp cận không phụ thuộc vào công nghệ: Mỗi microfrontend có thể được xây dựng bằng các khuôn khổ hoặc thư viện khác nhau (ví dụ: React cho một mô-đun, Vue cho mô-đun khác).
• Di chuyển gia tăng: Các tổ chức có thể di chuyển các ứng dụng cũ dần dần bằng cách giới thiệu các microfrontend mới trong khi vẫn duy trì các microfrontend cũ.
• Tự do sáng tạo: Các nhóm khác nhau có thể thử nghiệm các công nghệ mới mà không làm gián đoạn phần còn lại của hệ thống.

Ví dụ, một công ty sử dụng Angular cho giao diện hiện tại có thể giới thiệu bảng điều khiển mới được xây dựng bằng React mà không cần phải viết lại toàn bộ ứng dụng.

4. Khả năng phục hồi và cô lập lỗi

Một trong những lợi thế chính của microfrontend là lỗi ở một mô-đun không nhất thiết sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ ứng dụng.

• Khả năng chịu lỗi được cải thiện: Nếu một microfrontend bị sập hoặc gặp lỗi, phần còn lại của ứng dụng vẫn hoạt động bình thường.
• Phân tích dịch vụ: Mỗi microfrontend có thể hoạt động độc lập, giúp giảm nguy cơ xảy ra lỗi trên diện rộng.
• Sự suy giảm nhẹ nhàng: Nếu microfrontend bị lỗi, cơ chế dự phòng (ví dụ: tải phiên bản tĩnh) có thể được sử dụng để duy trì khả năng sử dụng.

Ví dụ, nếu giao diện giỏ hàng gặp lỗi, người dùng vẫn có thể duyệt sản phẩm và sử dụng các tính năng khác mà không bị chặn.

5. Nâng cao năng suất của lập trình viên

Microfrontend thúc đẩy tính tự chủ của nhóm và cải thiện hiệu quả của vòng đời phát triển.

• Quyền sở hữu phi tập trung: Mỗi nhóm sở hữu microfrontend của mình, cho phép họ tập trung vào việc cung cấp các tính năng chất lượng cao mà không phụ thuộc vào các nhóm khác.
• Quá trình gia nhập nhanh hơn: Các nhà phát triển mới có thể nhanh chóng bắt kịp bằng cách làm việc trên một microfrontend duy nhất thay vì phải điều hướng trong một cơ sở mã đơn khối khổng lồ.
• Ranh giới mã rõ ràng: Cơ sở mã nhỏ hơn, được xác định rõ ràng sẽ dễ bảo trì và tái cấu trúc hơn theo thời gian.

Ví dụ, một lập trình viên mới được tuyển dụng có thể bắt đầu đóng góp vào microfrontend "hồ sơ người dùng" mà không cần phải hiểu toàn bộ ứng dụng.

6. Khả năng bảo trì và tái sử dụng mã tốt hơn

Microfrontend giúp duy trì cơ sở mã và khuyến khích khả năng tái sử dụng.

• Cơ sở mã nhỏ hơn, dễ quản lý hơn: Vì mỗi microfrontend tập trung vào một miền cụ thể nên việc gỡ lỗi, tái cấu trúc và cải tiến trở nên dễ dàng hơn.
• Nâng cấp dễ dàng hơn: Nếu cần tính năng mới hoặc tối ưu hóa, chỉ cần sửa đổi microfrontend bị ảnh hưởng, giúp giảm thiểu rủi ro tổng thể.

Ví dụ, một công ty sử dụng thư viện thành phần chia sẻ có thể cập nhật thanh điều hướng trên tất cả các microfrontend mà không cần phải viết lại từng mô-đun riêng biệt.

7. Nâng cao trải nghiệm người dùng thông qua các cải tiến độc lập

Với microfrontend, các nhóm có thể cải thiện các tính năng riêng lẻ mà không cần chờ các bản cập nhật ứng dụng trên diện rộng.

• Phát hành tính năng gia tăng: Các nhóm có thể giới thiệu những cải tiến UI/UX mới trong một microfrontend mà không cần cập nhật toàn bộ ứng dụng.
• Tối ưu hóa hiệu suất cục bộ: Các điểm nghẽn về hiệu suất trong một microfrontend có thể được giải quyết độc lập, cải thiện khả năng phản hồi tổng thể.
• Triển khai tính năng dần dần: Các tính năng mới có thể được phát hành cho các phân khúc người dùng cụ thể để thử nghiệm trước khi triển khai đầy đủ.

Ví dụ, một công ty có thể triển khai quy trình thanh toán được thiết kế lại dưới dạng giao diện thử nghiệm cho một tỷ lệ nhỏ người dùng trước khi biến nó thành trải nghiệm mặc định.

Nhược điểm của Kiến trúc Microfrontend

Trong khi kiến trúc microfrontend mang lại nhiều lợi thế, nó cũng đi kèm với những thách thức mà các nhà phát triển và tổ chức phải cân nhắc trước khi áp dụng. Dưới đây là một số nhược điểm chính:

1. Tăng độ phức tạp

Microfrontend mang đến sự phức tạp bổ sung trong nhiều lĩnh vực:

• Nhiều cơ sở mã nguồn: Thay vì chỉ có một giao diện người dùng, giờ đây bạn có thể quản lý nhiều kho lưu trữ và dự án.
• Chi phí tích hợp: Việc kết hợp các microfrontend khác nhau thành một ứng dụng liền mạch đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn trong việc định tuyến, truyền thông và quản lý trạng thái chung.
• Thách thức về xây dựng và triển khai: Việc phối hợp nhiều triển khai độc lập có thể rất khó khăn, đòi hỏi phải kiểm tra và đánh giá phiên bản cẩn thận.

Ví dụ, đảm bảo các microfrontend hoạt động chính xác khi triển khai riêng biệt có thể dẫn đến vấn đề tích hợp, đòi hỏi các quy trình CI/CD phức tạp.

2. Chi phí hiệu suất

Vì microfrontend thường được tải động khi chạy nên chúng có thể gây ra các vấn đề về hiệu suất như:

• Tăng kích thước gói: Tải nhiều microfrontend có nghĩa là tải xuống nhiều gói JavaScript, có khả năng làm chậm tốc độ tải trang.
• Yêu cầu mạng cao hơn: Mỗi microfrontend có thể có các phụ thuộc riêng, làm tăng yêu cầu HTTP và ảnh hưởng đến hiệu suất.
• Xung đột CSS và tải kiểu: Đảm bảo các microfrontend khác nhau chia sẻ các kiểu nhất quán mà không có xung đột có thể là một thách thức.

Ví dụ, nếu microfrontend tải React, nhưng ứng dụng lưu trữ đã bao gồm React, điều này có thể dẫn đến sự trùng lặp không cần thiết, làm tăng thời gian tải.

3. Sự phức tạp của quản lý nhà nước

Vì mỗi microfrontend hoạt động độc lập nên việc chia sẻ trạng thái toàn cầu giữa chúng có thể khó khăn:

• Trùng lặp dữ liệu: Mỗi microfrontend có thể lấy cùng một dữ liệu riêng biệt, dẫn đến kém hiệu quả.
• Trải nghiệm người dùng không nhất quán: Nếu quá trình đồng bộ hóa trạng thái không được xử lý đúng cách, người dùng có thể gặp phải các sự cố như dữ liệu giỏ hàng không được cập nhật trên các microfrontend.
• Chi phí truyền thông: Sử dụng API, bus sự kiện hoặc kho lưu trữ dùng chung (ví dụ: Redux, Zustand) có thể làm tăng thêm độ phức tạp.

Ví dụ, người dùng đã đăng nhập trong một microfrontend phải được đăng nhập trong các microfrontend khác. Vì vậy, microfrontend cần phải biết trạng thái xác thực, đòi hỏi phải có sự giao tiếp giữa các mô-đun.

4. Gỡ lỗi và kiểm tra khó khăn

Với microfrontend, việc gỡ lỗi và thử nghiệm trở nên phức tạp hơn vì:

• Nhật ký và lỗi phân tán: Vì mỗi microfrontend là độc lập nên việc theo dõi lỗi trên nhiều mô-đun có thể gặp khó khăn.
• Nhiều quy trình thử nghiệm: Mỗi microfrontend cần có chiến lược thử nghiệm riêng, dẫn đến tăng cường nỗ lực thử nghiệm.
• Kiểm thử tích hợp giữa các mô-đun: Đảm bảo tất cả các microfrontend hoạt động tốt với nhau đòi hỏi phải có thêm các thử nghiệm đầu cuối (E2E).

Ví dụ, lỗi trong một microfrontend có thể không xuất hiện riêng lẻ mà chỉ xuất hiện khi tích hợp với các microfrontend khác, khiến việc gỡ lỗi trở nên khó khăn hơn.

5. Sự phân mảnh công nghệ

Mặc dù microfrontend cho phép các nhóm sử dụng nhiều khuôn khổ và công nghệ khác nhau, nhưng điều này cũng có thể trở thành một bất lợi:

• Trải nghiệm người dùng không nhất quán: Các khuôn khổ UI khác nhau có thể dẫn đến sự khác biệt nhỏ về phong cách và tương tác.
• Kích thước gói lớn hơn: Nếu các microfrontend khác nhau sử dụng các phiên bản khác nhau của cùng một thư viện, thì kích thước ứng dụng tổng thể sẽ tăng lên.
• Đường cong học tập của nhà phát triển: Các nhóm làm việc trên các ngăn xếp khác nhau có thể gặp khó khăn trong việc cộng tác hiệu quả.

Ví dụ, nếu microfrontend được xây dựng bằng các công nghệ khác nhau (một công nghệ với Vue, một công nghệ với React), việc duy trì giao diện người dùng và hành vi thống nhất có thể trở thành một thách thức.

6. Rủi ro bảo mật

Kiến trúc Microfrontend gây ra những lo ngại bổ sung về bảo mật:

• Các vấn đề liên quan đến nguồn gốc: Nếu microfrontend được phục vụ từ các miền khác nhau, chính sách CORS (Chia sẻ tài nguyên liên nguồn gốc) cần được quản lý cẩn thận.
• Rò rỉ dữ liệu: Vì nhiều microfrontend tương tác với các tài nguyên được chia sẻ nên chúng có thể vô tình làm lộ dữ liệu nhạy cảm.
• Xác thực và ủy quyền: Việc triển khai cơ chế xác thực nhất quán trên nhiều microfrontend đòi hỏi phải có kế hoạch cẩn thận.

Ví dụ, nếu xác thực được xử lý khác nhau ở mỗi microfrontend, người dùng có thể gặp phải hành vi đăng nhập không nhất quán.

7. Nỗ lực bảo trì cao hơn

Việc duy trì một hệ thống dựa trên microfrontend đòi hỏi:

• Quản lý cơ sở hạ tầng nhiều hơn: Nhiều dịch vụ hơn có nghĩa là nhiều công việc DevOps hơn cho việc triển khai, giám sát và ghi nhật ký.
• Quản lý sự phụ thuộc: Đảm bảo tất cả các microfrontend luôn được cập nhật mà không phá vỡ khả năng tương thích có thể là một thách thức.
• Tăng cường phối hợp giữa các nhóm: Mặc dù các nhóm làm việc độc lập, họ vẫn cần thống nhất về các điểm tích hợp và tài nguyên chung.

Ví dụ, nếu thư viện thành phần UI dùng chung được cập nhật, tất cả các microfrontend phụ thuộc vào nó có thể cần cập nhật, dẫn đến thách thức về phối hợp.

Kết luận

Trong khi kiến trúc microfrontend cung cấp khả năng mở rộng, tính linh hoạt và triển khai độc lập, nó cũng đưa ra những thách thức như tính phức tạp, chi phí hiệu suất và khó khăn trong việc gỡ lỗi. Một kiến trúc sư phải cân nhắc cẩn thận những ưu và nhược điểm trước khi áp dụng cách tiếp cận này, đảm bảo rằng lợi ích lớn hơn công sức và nợ kỹ thuật bổ sung.

Về bản chất, microfrontend giúp các tổ chức xây dựng các ứng dụng quy mô lớn với tính linh hoạt và hiệu quả cao hơn, khắc phục nhiều hạn chế của frontend đơn khối truyền thống.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi!