React 实战项目：微前端与模块化架构

欢迎来到 React 开发教程专栏 的第 30 篇！在前 29 篇文章中，我们从 React 的基础概念逐步深入到高级技巧，涵盖了组件设计、状态管理、路由配置、性能优化和企业级应用等核心内容。这一次，我们将通过一个完整的实战项目——门户网站，将这些知识融会贯通，帮助你从理论走向实践。

本项目的目标是为高级开发者提供一个全面的 React 开发体验。通过构建一个由多个 React 模块组成的门户网站，你将学习如何分析需求、选择技术栈、实现复杂功能、优化性能并最终部署上线。本教程不仅提供清晰的指引和丰富的代码示例，还融入 2025 年的技术趋势，如微前端架构和模块联邦（Module Federation）。

引言

微前端架构是现代 Web 开发中最具挑战性和实用性的架构模式之一。它允许将大型应用拆分为多个独立模块，由不同团队开发、部署和维护，同时在运行时组合成一个完整的用户体验。在本项目中，我们将构建一个门户网站，支持多团队协作、模块拆分、懒加载和错误处理等特性。通过这个项目，你将掌握 React 在微前端架构中的高级应用，并学习如何优化和部署一个生产级应用。

这个应用的目标是为用户提供流畅的门户网站体验，同时为开发者提供学习和实践 React 高级特性的平台。我们将从需求分析开始，逐步完成技术选型、功能实现、性能优化和部署，并在最后提供一个练习，帮助你巩固所学内容。

通过本项目，你将体验到：

• 需求分析：将业务需求转化为技术实现。
• 技术栈选择：根据项目需求选择合适的工具。
• 模块拆分：使用 Module Federation 和 qiankun 实现微前端。
• 通信机制：实现模块间通信和状态共享。
• 懒加载：优化模块加载性能。
• 错误处理：确保应用健壮性。
• 部署上线：将应用部署到 Kubernetes。

让我们开始吧！

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需求分析

在动手编码之前，我们需要明确项目的功能需求。一个清晰的需求清单不仅能指导开发过程，还能帮助我们理解每个功能的意义。以下是门户网站的核心需求：

1. 多团队协作
   • 支持多个团队独立开发和部署模块。
   • 模块间通信和状态共享。
2. 大型应用拆分
   • 将应用拆分为多个独立模块，如导航、内容、用户中心等。
   • 支持模块的动态加载和卸载。
3. 模块化架构
   • 支持模块间的松耦合，确保模块可独立开发和测试。
   • 支持模块的版本控制和更新。
4. 性能优化
   • 支持懒加载和代码分割，减少初始加载时间。
   • 支持模块的预加载和缓存。
5. 错误处理
   • 支持模块的错误隔离和恢复。
   • 提供友好的错误提示和日志记录。
6. 部署和维护
   • 支持模块的独立部署和更新。
   • 支持应用的灰度发布和回滚。

需求背后的意义

这些需求覆盖了微前端架构的核心场景，同时为学习 React 提供了丰富的实践机会：

• 多团队协作：通过模块间通信和状态共享，解决团队间协作问题。
• 大型应用拆分：使用 Module Federation 和 qiankun 实现模块化。
• 模块化架构：松耦合设计提升开发效率和可维护性。
• 性能优化：通过懒加载和代码分割提升用户体验。
• 错误处理：确保应用的健壮性和稳定性。
• 部署和维护：支持灰度发布和回滚，提升生产环境可靠性。

这些需求还为微前端架构的长期维护提供了实际场景，确保应用在扩展和迭代中依然高效。

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技术栈选择

在实现功能之前，我们需要选择合适的技术栈。以下是本项目使用的工具和技术，以及选择它们的理由：

• React
  核心前端框架，用于构建用户界面。React 的组件化和声明式编程提升开发效率。
• Module Federation
  Webpack 5 的模块联邦特性，支持运行时动态加载和共享模块。
• qiankun
  基于 single-spa 的微前端框架，支持多种技术栈。
• Redux Toolkit
  简化全局状态管理，确保状态一致性。
• React Query
  管理数据请求和缓存，提升性能。
• Kubernetes
  提供高可用性和可扩展性，支持应用的部署和维护。

技术栈优势

• React：生态丰富，社区活跃，适合快速开发。
• Module Federation：运行时模块共享，减少重复代码。
• qiankun：支持多框架集成，灵活性高。
• Redux Toolkit：简化状态管理，减少样板代码。
• React Query：自动管理数据同步，提升用户体验。
• Kubernetes：支持容器化部署，确保高可用性。

这些工具组合易于上手，符合 2025 年 React 开发的最佳实践。

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项目实现

现在进入核心部分——代码实现。我们将从项目搭建开始，逐步完成模块拆分、通信机制、状态共享、懒加载、错误处理和部署。

1. 项目搭建

使用 Vite 创建一个 React 项目：

npm create vite@latest portal -- --template react
cd portal
npm install
npm run dev

安装必要的依赖：

npm install @reduxjs/toolkit react-redux @tanstack/react-query qiankun

2. 模块拆分

我们将应用拆分为多个独立模块：导航、内容和用户中心。

模块结构

• 导航模块：负责顶部导航栏。
• 内容模块：负责主内容展示。
• 用户中心模块：负责用户资料和设置。

文件结构

portal/
├── src/
│   ├── components/
│   │   ├── Navigation.tsx
│   │   ├── Content.tsx
│   │   └── UserCenter.tsx
│   ├── features/
│   │   ├── auth/
│   │   │   └── authSlice.ts
│   │   └── dashboard/
│   │       └── dashboardSlice.ts
│   ├── pages/
│   │   ├── index.tsx
│   │   └── dashboard.tsx
│   ├── App.tsx
│   └── main.tsx
├── public/
└── package.json

3. 使用 Module Federation 实现微前端

我们将使用 Webpack 的 Module Federation 配置独立模块。

配置主应用

在主应用中配置 vite.config.js（需安装 vite-plugin-federation）：

npm install @originjs/vite-plugin-federation --save-dev

vite.config.js：

import { defineConfig } from 'vite';
import react from '@vitejs/plugin-react';
import federation from '@originjs/vite-plugin-federation';

export default defineConfig({
  plugins: [
    react(),
    federation({
      name: 'portal',
      remotes: {
        navigation: 'http://localhost:3001/assets/remoteEntry.js',
        content: 'http://localhost:3002/assets/remoteEntry.js',
        userCenter: 'http://localhost:3003/assets/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom', 'react-redux', '@reduxjs/toolkit'],
    }),
  ],
  build: {
    target: 'esnext',
    minify: false,
    cssCodeSplit: false,
  },
});

配置导航模块

创建独立导航模块项目：

npm create vite@latest navigation -- --template react
cd navigation
npm install

vite.config.js：

import { defineConfig } from 'vite';
import react from '@vitejs/plugin-react';
import federation from '@originjs/vite-plugin-federation';

export default defineConfig({
  plugins: [
    react(),
    federation({
      name: 'navigation',
      filename: 'remoteEntry.js',
      exposes: {
        './Navigation': './src/Navigation.tsx',
      },
      shared: ['react', 'react-dom', 'react-redux', '@reduxjs/toolkit'],
    }),
  ],
  build: {
    target: 'esnext',
    minify: false,
    cssCodeSplit: false,
  },
});

src/Navigation.tsx：

import { useSelector } from 'react-redux';

function Navigation() {
  const user = useSelector((state) => state.auth.user || { name: 'Guest' });

  return (
    <nav style={{ background: '#333', color: '#fff', padding: '1rem' }}>
      <h1>导航栏</h1>
      <p>欢迎，{user.name}</p>
    </nav>
  );
}

export default Navigation;

类似地，配置内容模块和用户中心模块，分别监听端口 3002 和 3003。

4. 通信机制与状态共享

使用 Redux Toolkit 管理全局状态。

配置 Redux Store

src/store.ts：

import { configureStore } from '@reduxjs/toolkit';
import authReducer from './features/auth/authSlice';

export const store = configureStore({
  reducer: {
    auth: authReducer,
  },
});

export type RootState = ReturnType<typeof store.getState>;
export type AppDispatch = typeof store.dispatch;

认证切片

src/features/auth/authSlice.ts：

import { createSlice, PayloadAction } from '@reduxjs/toolkit';

interface AuthState {
  user: { name: string } | null;
  token: string | null;
  role: string;
}

const initialState: AuthState = {
  user: null,
  token: null,
  role: '',
};

export const authSlice = createSlice({
  name: 'auth',
  initialState,
  reducers: {
    setUser: (state, action: PayloadAction<{ user: { name: string }; token: string; role: string }>) => {
      state.user = action.payload.user;
      state.token = action.payload.token;
      state.role = action.payload.role;
    },
    logout: (state) => {
      state.user = null;
      state.token = null;
      state.role = '';
    },
  },
});

export const { setUser, logout } = authSlice.actions;
export default authSlice.reducer;

主应用集成

src/main.tsx：

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';
import { Provider } from 'react-redux';
import { store } from './store';
import App from './App';

ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root')!).render(
  <React.StrictMode>
    <Provider store={store}>
      <App />
    </Provider>
  </React.StrictMode>
);

使用 qiankun 增强微前端

安装 qiankun：

npm install qiankun

src/main.tsx（更新）：

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom/client';
import { Provider } from 'react-redux';
import { registerMicroApps, start } from 'qiankun';
import { store } from './store';
import App from './App';

ReactDOM.createRoot(document.getElementById('root')!).render(
  <React.StrictMode>
    <Provider store={store}>
      <App />
    </Provider>
  </React.StrictMode>
);

registerMicroApps([
  {
    name: 'navigation',
    entry: 'http://localhost:3001',
    container: '#navigation-container',
    activeRule: '/',
  },
  {
    name: 'content',
    entry: 'http://localhost:3002',
    container: '#content-container',
    activeRule: '/',
  },
  {
    name: 'userCenter',
    entry: 'http://localhost:3003',
    container: '#user-center-container',
    activeRule: '/user',
  },
]);

start();

src/App.tsx：

import React, { Suspense } from 'react';

const Navigation = React.lazy(() => import('navigation/Navigation'));
const Content = React.lazy(() => import('content/Content'));
const UserCenter = React.lazy(() => import('userCenter/UserCenter'));

function App() {
  return (
    <div>
      <Suspense fallback={<div>加载导航中...</div>}>
        <div id="navigation-container">
          <Navigation />
        </div>
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>加载内容中...</div>}>
        <div id="content-container">
          <Content />
        </div>
      </Suspense>
      <Suspense fallback={<div>加载用户中心中...</div>}>
        <div id="user-center-container">
          <UserCenter />
        </div>
      </Suspense>
    </div>
  );
}

export default App;

5. 懒加载与性能优化

使用 React.lazy 和 Suspense 实现模块懒加载：

src/pages/dashboard.tsx：

import React, { lazy, Suspense } from 'react';

const Content = lazy(() => import('content/Content'));

function Dashboard() {
  return (
    <Suspense fallback={<div>加载中...</div>}>
      <Content />
    </Suspense>
  );
}

export default Dashboard;

预加载优化

添加预加载逻辑：

const preloadModule = (factory: () => Promise<any>) => {
  factory().then(() => console.log('模块预加载完成'));
};

preloadModule(() => import('content/Content'));

6. 错误处理

使用 Error Boundary 隔离模块错误：

src/components/ErrorBoundary.tsx：

import { Component, ReactNode } from 'react';

interface ErrorBoundaryProps {
  children: ReactNode;
}

interface ErrorBoundaryState {
  hasError: boolean;
}

class ErrorBoundary extends Component<ErrorBoundaryProps, ErrorBoundaryState> {
  constructor(props: ErrorBoundaryProps) {
    super(props);
    this.state = { hasError: false };
  }

  static getDerivedStateFromError(error: any) {
    return { hasError: true };
  }

  componentDidCatch(error: any, errorInfo: any) {
    console.error('Error caught:', error, errorInfo);
  }

  render() {
    if (this.state.hasError) {
      return <h1>发生错误，请稍后重试</h1>;
    }
    return this.props.children;
  }
}

export default ErrorBoundary;

在 App.tsx 中使用：

import React, { Suspense } from 'react';
import ErrorBoundary from './components/ErrorBoundary';

const Navigation = React.lazy(() => import('navigation/Navigation'));
const_content = React.lazy(() => import('content/Content'));

function App() {
  return (
    <div>
      <ErrorBoundary>
        <Suspense fallback={<div>加载导航中...</div>}>
          <div id="navigation-container">
            <Navigation />
          </div>
        </Suspense>
      </ErrorBoundary>
      <ErrorBoundary>
        <Suspense fallback={<div>加载内容中...</div>}>
          <div id="content-container">
            <Content />
          </div>
        </Suspense>
      </ErrorBoundary>
    </div>
  );
}

export default App;

7. 数据管理与 React Query

使用 React Query 管理异步数据：

npm install @tanstack/react-query

src/hooks/useUserData.ts：

import { useQuery } from '@tanstack/react-query';

const fetchUserData = async () => {
  const response = await fetch('https://api.example.com/user');
  return response.json();
};

export function useUserData() {
  return useQuery({
    queryKey: ['userData'],
    queryFn: fetchUserData,
  });
}

在 UserCenter.tsx 中使用：

import { useUserData } from '../hooks/useUserData';

function UserCenter() {
  const { data, isLoading, error } = useUserData();

  if (isLoading) return <div>加载中...</div>;
  if (error) return <div>加载失败</div>;

  return (
    <div>
      <h2>用户中心</h2>
      <p>用户名: {data.name}</p>
    </div>
  );
}

export default UserCenter;

8. 部署到 Kubernetes

构建项目

npm run build

创建 Docker 镜像

Dockerfile：

FROM node:18-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm install --production

COPY . .

RUN npm run build

EXPOSE 3000

CMD ["npm", "start"]

构建镜像：

docker build -t portal:latest .

Kubernetes 部署

deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: portal-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: portal
  template:
    metadata:
      labels:
        app: portal
    spec:
      containers:
      - name: portal
        image: portal:latest
        ports:
        - containerPort: 3000
        resources:
          limits:
            cpu: "0.5"
            memory: "512Mi"
          requests:
            cpu: "0.2"
            memory: "256Mi"

service.yaml：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: portal-service
spec:
    selector:
      app: portal
    ports:
      - protocol: TCP
        port: 80
        targetPort: 3000
    type: LoadBalancer

部署：

kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml

检查服务：

kubectl get services

通过 LoadBalancer IP 访问应用。

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练习：将现有项目迁移到微前端架构

为巩固所学，设计一个练习：将现有项目迁移到微前端架构。

需求

• 模块拆分：将现有项目拆分为导航、内容和用户中心模块。
• 通信机制：使用 Redux Toolkit 实现状态共享。
• 懒加载：使用 React.lazy 优化加载性能。
• 错误处理：使用 Error Boundary 隔离错误。

实现步骤

1. 创建模块
   将现有项目拆分为多个子项目，每个模块独立运行。
2. 配置 Module Federation
   在 vite.config.js 中配置模块联邦：

import federation from '@originjs/vite-plugin-federation';

export default {
  plugins: [
    federation({
      name: 'app',
      remotes: {
        navigation: 'http://localhost:3001/assets/remoteEntry.js',
      },
      shared: ['react', 'react-dom'],
    }),
  ],
};

3. 实现通信
   配置 Redux Store 并共享状态。
4. 实现懒加载
   使用 React.lazy 加载模块。
5. 实现错误处理
   添加 Error Boundary。

练习目标

通过此练习，你将掌握将传统项目迁移到微前端架构的技能，提升应用的模块化和可扩展性。

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注意事项

• 微前端的维护成本
  微前端架构虽然灵活，但维护成本较高。模块间通信、版本管理和部署复杂度可能增加，需要权衡利弊。
• 模块间通信
  避免过度耦合，推荐事件总线或共享状态库。
• 性能优化
  懒加载和代码分割是关键，需监控加载时间。
• 错误处理
  确保每个模块独立性，避免单一模块崩溃影响整体。
• 学习建议
  查阅 Module Federation 文档 和 qiankun 文档。

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结语

通过这个门户网站项目，你完整体验了一个 React 项目从需求分析到部署的全流程，掌握了微前端架构、模块拆分、通信机制、状态共享、懒加载、错误处理和 Kubernetes 部署等技能。这些知识将成为你开发复杂应用的坚实基础。