Monorepo Dijelaskan: Manfaat, Tantangan, dan Praktik Terbaik

Anda sedang mengerjakan sebuah proyek. Frontend ada di satu repo, backend di repo lain, dan pustaka bersama di repo ketiga. Anda pun terus berpindah repo, sambil berharap versi tidak makin jauh berbeda.

Sekarang bayangkan semuanya di satu tempat. Satu repo untuk semua proyek Anda, kode bersama yang langsung diperbarui, dan perubahan yang mengalir lewat satu commit saja. 

Monorepo mewujudkannya. Itulah mengapa banyak perusahaan teknologi besar juga menggunakannya, seperti: 

• Google membangun Piper dengan otomasi skala besar
• Meta melakukan penskalaan Mercurial
• Microsoft menjalankan Windows dalam Git monorepo dengan VFS for Git
• Uber bahkan berpindah dari mono > multi > kembali ke mono setelah tooling menyusul

Dalam panduan ini, Anda akan mempelajari apa itu monorepo, bagaimana perbandingannya dengan polyrepo, serta manfaat, tantangan, dan praktik terbaik yang perlu Anda ketahui. 

Apa Itu Monorepo?

Monorepo (monolithic repository) berarti satu repositori. Dalam monorepo, semua proyek berbeda Anda berada di tempat yang sama, bukan dipisahkan ke repositori terpisah. 

Meski proyek-proyek berdampingan, masing-masing tetap independen. Artinya, Anda dapat membangun, menguji, dan men-deploy secara terpisah, sekaligus mendapat manfaat karena semuanya tersimpan bersama di satu tempat.

Namun perlu dicatat bahwa aplikasi monolitik dan monorepo bukanlah hal yang sama:  

• Aplikasi monolitik (monolith) adalah satu aplikasi perangkat lunak yang dibangun dan dijalankan sebagai satu kesatuan, biasanya memakai dataset yang sama. Ia bisa berada di dalam monorepo (sebagai salah satu dari banyak proyek).
• Monorepo menyimpan dan mengelola kode sehingga banyak proyek hidup dalam repo yang sama, namun tetap saling independen. 

Monorepo bukan aplikasi monolitik. Bahkan, monorepo sering kali sangat cocok dengan microservices, karena tiap layanan bisa berada di repo yang sama sambil tetap independen.

Konsep monorepo bukan hal baru. 

Pada awal 2000-an, perusahaan teknologi besar mulai mengadopsi pendekatan "shared codebase". Idenya sederhana: alih-alih menyebar kode ke banyak repo, taruh semuanya di satu tempat agar kolaborasi lebih mudah.

Sejak itu, perusahaan teknologi besar seperti Google, Meta, Microsoft, Airbnb, Twitter (X), Uber, dan Pinterest telah mengadopsi monorepo untuk mengelola basis kode mereka yang besar dan bergerak cepat.

Monorepo vs. Polyrepo

Kebalikan dari monorepo adalah polyrepo (multirepo). Mari lihat perbedaannya.  

Polyrepo

Polyrepo, juga disebut multirepo, adalah saat tiap proyek memiliki repositorinya sendiri-sendiri. 

Sebagai contoh, kode frontend mungkin berada di satu repositori, backend di repositori lain, dan pustaka bersama berdiri sendiri. Tiap repositori dikelola secara independen dengan dependensi dan alur kerjanya sendiri.

Monorepo vs. polyrepo. Gambar oleh Penulis.

Sekilas perbedaan kunci 

Mari kita lihat perbedaan utama antara monorepo dan polyrepo: 

Manfaat Monorepo

Monorepo menghadirkan banyak manfaat. Berikut beberapa di antaranya: 

Kolaborasi dan visibilitas yang lebih baik

Saat semua kode berada di satu tempat, semua orang dapat melihat apa yang terjadi. Anda bisa meninjau proyek lain, belajar darinya, atau bahkan membantu bila diperlukan. 

Ini membuat kerja tim lebih mulus, membantu tim lintas fungsi berkolaborasi, dan mengurangi silo.

Manajemen dependensi yang lebih sederhana 

Jika proyek berbeda memakai pustaka yang sama namun mempertahankan versinya masing-masing, keadaan bisa cepat berantakan. 

Misalnya, satu proyek memakai versi lama sementara yang lain versi baru. Ini dapat menyulitkan eksekusi kode, dan Anda bisa menghabiskan banyak waktu memperbaiki masalah yang sama di lebih dari satu tempat.

Namun, dalam monorepo, kode bersama berada di satu lokasi. Anda memperbaruinya sekali, dan setiap proyek langsung mendapat perbaikan. Anda tidak perlu mengejar ketidakcocokan versi atau berurusan dengan konflik antarversi.

Commit atomik dan refactoring yang lebih mudah 

Kadang Anda perlu melakukan perubahan yang memengaruhi lebih dari satu proyek. Misalnya, Anda ingin memperbarui pustaka bersama. Dengan monorepo, Anda dapat memperbarui kode tersebut dan menerapkan perbaikan ke semua proyek dalam satu commit. 

Ini menjaga semua proyek tetap sinkron, sehingga Anda tidak perlu khawatir tanpa sengaja mengganggu kode lain. 

Tooling dan proses yang konsisten

Dengan satu repo, ada satu cara untuk build, test, dan deploy. Anda tidak perlu mengingat pengaturan berbeda untuk tiap proyek. Ini memudahkan anggota tim baru untuk mulai bekerja tanpa kebingungan. 

Iterasi lebih cepat untuk alur kerja tertentu

Jika Anda memiliki dua atau lebih proyek yang bergantung pada kode yang sama, misalnya pustaka atau utilitas bersama, Anda tidak perlu memperbarui tiap proyek satu per satu di repositori terpisah. 

Dengan monorepo, Anda memperbarui kode sekali, dan semua proyek dalam repositori itu langsung mendapatkan perubahannya. Artinya, alih-alih berpindah antar repositori, Anda dapat melakukan perubahan di satu tempat dan melihat dampaknya ke mana-mana sekaligus.

Ini membantu dalam beberapa situasi sehari-hari: 

• Saat Anda melakukan refactor pada kode bersama, Anda memperbarui pustaka, dan setiap layanan yang bergantung padanya langsung mendapat pembaruan itu. 
• Saat Anda merilis fitur yang menyentuh lebih dari satu aplikasi, Anda bisa merilis semuanya bersama alih-alih mengoordinasikan antar repo yang berbeda. 
• Bahkan pipeline CI/CD Anda menjadi lebih sederhana karena build dan test berjalan terhadap basis kode yang sama, bukan diduplikasi.

Semua ini memangkas bolak-balik, mengurangi perpindahan konteks, dan memperpendek siklus umpan balik. Hasilnya, iterasi menjadi lebih cepat tanpa overhead tambahan.

Tantangan Monorepo

Monorepo membawa banyak manfaat, namun juga datang dengan sejumlah tantangan. Berikut yang utama:

Isu skalabilitas dan performa 

Seiring repo membesar, tugas harian seperti cloning, pencarian, bahkan membukanya di editor mulai melambat. Mengapa? Karena Git awalnya tidak dibangun untuk menangani basis kode yang sangat besar. Jadi perusahaan besar sering merasakan tekanannya.

Waktu build dan test lebih lama

Karena semua proyek ada di tempat yang sama, perubahan kecil bisa memicu banyak pekerjaan tambahan untuk pipeline CI/CD Anda. Karena itu, pengembang akhirnya menunggu build atau suite test selesai sebelum bisa merge atau merilis kode mereka. 

Seiring waktu, penundaan ini bisa menimbulkan masalah tambahan, seperti memblokir pekerjaan lain dan mempersulit penerapan perubahan kecil dan sering.

Ambil contoh Uber: ketika monorepo Go mereka menyentuh jutaan baris kode, beberapa engineer menunggu berjam-jam agar build dan validasi selesai sebelum mereka bisa merge. 

Setelah beberapa waktu, mereka mempercepatnya dengan alat seperti Bazel dan antrean build kustom. Namun, ini menyoroti betapa cepatnya CI bisa menjadi bottleneck saat semua proyek Anda berbagi satu repositori.

Risiko cabang main rusak 

Main branch adalah cabang bawaan di Git tempat versi stabil terbaru kode Anda berada. Dalam monorepo, semua orang bekerja dari cabang bersama ini, sehingga jika satu perubahan merusaknya, seluruh tim (atau perusahaan) bisa terblokir sampai diperbaiki.

Ambil contoh Airbnb. Mereka menjalankan democratic deployment (setiap engineer bisa menguji pekerjaan mereka dan memasukkannya ke produksi tanpa menunggu release manager). 

Awalnya terasa cepat, tetapi saat perusahaan tumbuh, pengelolaan semuanya menjadi sulit karena semua kode mereka disimpan dalam satu monorepositori besar. Anggota tim memasukkan perubahan ke produksi secara bersamaan, dan pembaruan saling bertabrakan, sehingga sulit menemukan penyebab masalah.

Kontrol akses dan keamanan

Sulit membatasi akses dalam monorepo karena semua kode, file konfigurasi, skrip build, dan sumber daya lain disimpan bersama. Secara default, setiap pengembang yang memiliki akses repositori biasanya dapat melihat dan mengubah semua komponen ini. 

Itu baik untuk kolaborasi terbuka, namun menjadi tantangan ketika bagian tertentu, seperti kunci keamanan, skrip deployment, atau algoritme proprietari, memerlukan izin yang lebih ketat.

Misalnya, sebuah perusahaan mungkin menyimpan kode situs webnya dalam monorepo yang sama. Pengembang yang mengerjakan situs web tidak selalu perlu akses ke kredensial server produksi, tetapi karena semuanya berada di satu tempat, sulit mencegah mereka tanpa sengaja melihat atau mengedit file sensitif tersebut.

Kurva belajar untuk pengembang baru 

Bagi pendatang baru, repo yang luas dengan banyak proyek bisa terasa menakutkan. Mengapa? Karena ada begitu banyak file dan folder sehingga sulit bagi mereka untuk tahu dari mana memulai atau apa yang relevan dengan pekerjaan mereka. 

Mereka juga perlu mempelajari struktur proyek, alat, dan dependensi sebelum dapat dengan percaya diri menjalankan build atau melakukan perubahan, yang dapat memperlambat progres hingga mereka familiar dengan semuanya.

Praktik Terbaik untuk Manajemen Monorepo

Agar monorepo berjalan mulus, berikut beberapa hal yang perlu Anda lakukan:

• Jaga repo tetap terorganisasi dengan cara yang masuk akal. Kelompokkan proyek terkait, gunakan penamaan yang jelas, dan mudahkan siapa pun menemukan yang mereka butuhkan.
• Hindari branch yang berumur panjang. Coba trunk-based development, di mana semua orang sering menggabungkan perubahan ke cabang utama. Ini menjaga repo tetap bersih dan mengurangi konflik. 
• Pin dependensi ke versi tertentu agar semua tetap sinkron. Tingkatkan versi tersebut di seluruh repo secara bersamaan untuk mencegah ketidakcocokan. 
• Gunakan alat build modern seperti Bazel, Buck, Nx, Pants, Rush, atau Lerna untuk mempercepat build dan menangani kompleksitas repo besar. 
• Jangan membangun ulang atau menguji ulang seluruh repo jika hanya bagian kecil yang berubah. Gunakan build diferensial dan pengujian terarah untuk menghemat waktu dan memberi umpan balik lebih cepat kepada pengembang. 
• Siapkan Git CODEOWNERS di platform VCS Anda (misalnya, GitHub/GitLab) untuk melindungi area sensitif seperti skrip deployment atau file konfigurasi, dan mewajibkan tim yang tepat untuk meninjau perubahan.

Alat Populer untuk Manajemen Monorepo

Monorepo bisa menjadi rumit seiring proyek berkembang. Karena itu, banyak alat dibangun untuk membantu build, dependensi, dan menjaga semuanya tetap teratur.  

Berikut beberapa yang paling umum:

Bazel 

Bazel adalah sistem build open-source yang dibuat di Google untuk menangani basis kode yang sangat besar dan kompleks. 

Berikut beberapa fitur utamanya:

• Build cepat: Hanya membangun ulang yang berubah, menggunakan caching canggih, analisis dependensi yang dioptimalkan, dan eksekusi paralel.
• Dukungan multi-bahasa: Bekerja lintas platform dan bahasa, termasuk Java, C++, Go, Android, dan iOS, serta berjalan di Windows, macOS, dan Linux.
• Mudah diskalakan: Menangani monorepo raksasa maupun banyak repositori, cocok untuk organisasi dari berbagai ukuran.
• Dapat diperluas: Memungkinkan bahasa dan platform baru ditambahkan melalui sistem ekstensi, didukung komunitas yang terus berkembang.

Bazel dipercaya oleh perusahaan seperti Google, Stripe, dan Dropbox untuk membangun dan menguji infrastruktur dan aplikasi yang bersifat mission-critical.

Nx

Nx adalah toolkit open-source untuk mengelola monorepo dan sangat populer di JavaScript serta TypeScript, dengan dukungan kuat untuk framework seperti React, Angular, Vue, dan NestJS. Nx membantu tim mengorganisasi banyak aplikasi dan pustaka di satu tempat, sambil menjaga build dan test tetap cepat. 

Berikut beberapa fitur utamanya: 

• Task runner cerdas: Memahami bagaimana bagian kode Anda saling bergantung, sehingga hanya menjalankan yang diperlukan dan menghindari pemborosan waktu.
• Bekerja dengan yang sudah ada: Menjalankan skrip yang ada, seperti tugas npm atau Gradle, sehingga Anda tidak perlu mengubah pengaturan.
• Nx Cloud: Mempercepat siklus pengembangan dengan caching jarak jauh, CI yang lebih cepat, dan alat yang membantu mendeteksi serta memperbaiki masalah secara otomatis.
• Alat tambahan: Fitur seperti Nx Console memberi Anda autocomplete, grafik proyek visual, dan cara mudah mengelola tugas.

Lerna

Lerna adalah salah satu alat paling awal dan tepercaya untuk mengelola monorepo JavaScript dan TypeScript. Lerna memudahkan pengorganisasian banyak paket dalam satu repositori serta membantu proses build, test, dan publikasi.

Faktanya, beberapa proyek paling dikenal, seperti Create React App, Jest, dan NestJS, telah menggunakan Lerna untuk mengelola paket mereka. 

Beberapa fitur utamanya adalah: 

• Build cerdas: Menghindari pengulangan pekerjaan dengan memakai hasil cache alih-alih membangun ulang kode yang sama.
• Eksekusi cepat: Tugas berjalan paralel namun tetap menghormati urutan dependensi.
• Caching terdistribusi: Hasil build dapat dibagikan antar pengembang dan sistem CI, memangkas waktu build.
• Publikasi paket: Menyederhanakan publikasi ke npm dengan versi bersama maupun independen.
• Skalabilitas: Menyebarkan beban kerja ke beberapa mesin tanpa pengaturan tambahan.
• Visualisasi: Dilengkapi alat untuk menampilkan bagaimana proyek dan dependensi saling terhubung di repo Anda.
• Setup ringan: Memerlukan sedikit konfigurasi, sehingga Anda bisa mempertahankan skrip npm yang ada dan menjalankannya lebih cepat.

Pants

Pants adalah sistem build yang cepat dan ramah pengguna yang cocok untuk monorepo berbagai ukuran. Pants berawal dengan fokus pada Python namun kini juga mendukung Go, Java, Scala, Kotlin, Shell, dan Docker, dengan lebih banyak bahasa yang ditambahkan. 

Itulah mengapa Pants banyak digunakan dan dipercaya oleh perusahaan seperti Coinbase, IBM, Slack, Salesforce, dan Orca Security, serta banyak tim yang lebih kecil.

Berikut beberapa fitur utamanya:

• Mudah diadopsi: Memerlukan konfigurasi minimal dan dapat menyimpulkan sebagian besar informasi build secara otomatis, sehingga lebih sedikit boilerplate yang harus dipelihara.
• Build yang aman: Mendukung beberapa resolver dependensi dan lockfile, menciptakan build yang dapat direproduksi dan lebih tahan terhadap serangan rantai pasok.
• Fleksibel: Bekerja pada level file, sehingga dapat menangani struktur dependensi yang kompleks atau saling terkait tanpa memaksakan modularitas yang ketat.
• Dapat diperluas: Menawarkan sistem plugin menggunakan Python agar tim dapat menyesuaikannya dengan kebutuhan mereka.
• Mengenal Git: Mendeteksi perubahan antar cabang dan hanya menjalankan test atau build yang terdampak.

Rush 

Rush adalah alat monorepo yang dirancang untuk proyek JavaScript yang memerlukan pengelolaan banyak paket dalam satu repositori.

Berikut beberapa fitur utamanya: 

• Dibuat untuk skala: Mendukung build paralel, inkremental, dan terdistribusi sehingga repo besar tetap efisien.

• Koordinasi tim: Menjaga versi dependensi konsisten, meninjau paket baru sebelum menambahkannya, dan mendukung versi bersama maupun independen.
• Instalasi andal: Mendukung pnpm (direkomendasikan), npm, dan Yarn untuk membuat instalasi yang prediktabel.
• Alat serba ada: Menangani instalasi, linking, build, publikasi, manajemen versi, dan catatan perubahan di satu tempat.

Rush adalah platform open-source yang tepercaya, digunakan oleh produk besar seperti Azure SDK, HBO Max, OneDrive, SharePoint, Office 365, dan Wix.

Turborepo

Turborepo adalah sistem build berkinerja tinggi yang membuat monorepo JavaScript dan TypeScript lebih cepat dan mudah dikelola. Turborepo berfokus pada pemecahan masalah penskalaan umum yang muncul saat banyak aplikasi dan paket berada dalam repositori yang sama.

Berikut beberapa fitur utamanya:

• Caching jarak jauh: Menyimpan hasil build dan test sehingga pekerjaan yang sama tidak perlu dijalankan dua kali, memangkas waktu CI.
• Penjadwalan tugas: Menjalankan tugas dalam urutan yang benar dan paralel di semua inti yang tersedia untuk kecepatan maksimum.
• Adopsi inkremental: Dapat ditambahkan ke repo mana pun dalam hitungan menit, menggunakan skrip package.json yang ada dan bekerja dengan npm, Yarn, atau PNPM.
• Cloning ringan: Memungkinkan pengembang meng-clone hanya bagian monorepo yang mereka butuhkan, mengurangi waktu setup.
• Alur kerja teroptimasi: Hanya membangun yang berubah, menjaga siklus umpan balik tetap cepat.
• Pengalaman pengembang yang familier: Bekerja dengan alur kerja Git standar dan tidak mengharuskan perubahan cara tim mengelola kode.

Moon

Moon adalah alat manajemen monorepo yang cepat, ditulis dengan Rust. Moon mendukung bahasa seperti JavaScript, TypeScript, Rust, Go, dan Ruby.

Berikut beberapa fitur utamanya:

• Kecepatan: Menggunakan caching cerdas dan build inkremental sehingga hanya kode yang berubah yang dibangun ulang.
• Kolaborasi: Caching jarak jauh berbagi hasil antar rekan tim dan CI.
• Lintas platform: Berjalan di Linux, macOS, dan Windows.
• Graf proyek: Memetakan dependensi untuk membantu mengorganisasi dan menskalakan repo besar.

Lage

Lage adalah task runner yang dibangun untuk monorepo dengan fokus pada kecepatan dan efisiensi. Lage membantu tim menghindari pembangunan ulang pekerjaan yang sudah dilakukan.

Beberapa fitur utamanya adalah:

• Melewati pekerjaan berulang: Menggunakan ulang hasil secara lokal atau dari rekan kerja, sehingga build tidak berjalan dua kali.
• Setup cepat: Mudah dikonfigurasi dan bekerja lintas lingkungan.
• Caching: Mendukung cache lokal atau penyimpanan eksternal untuk mempercepat pipeline CI.
• Insight: Menyertakan alat untuk memprofil build dan memvisualisasikan grafik dependensi.

Yarn workspaces

Yarn memperkenalkan workspaces untuk memudahkan pengelolaan proyek yang memiliki banyak paket dalam satu repo (monorepo). 

Berikut beberapa fitur utamanya:

• Tanpa instalasi duplikat: Dependensi umum hanya diinstal sekali di root, sehingga Anda menghindari node_modules yang membengkak di setiap paket.
• Link otomatis: Jika satu paket bergantung pada paket lain dalam repo yang sama, Yarn akan menautkannya untuk Anda.
• Satu lockfile: Memiliki satu yarn.lock untuk seluruh repo, yang menjaga versi tetap konsisten di semua paket.

Kapan Menggunakan Monorepo

Mari lihat beberapa skenario umum saat monorepo akan bermanfaat bagi Anda: 

Tim kecil hingga menengah dengan kode bersama

Jika tim Anda kecil dan banyak kode digunakan ulang di berbagai proyek, monorepo dapat menghemat waktu. Karena semua orang di tim Anda bisa bekerja di tempat yang sama, dan pustaka bersama tetap sinkron tanpa upaya ekstra. Jadi ini saling menguntungkan.  

Proyek dengan hubungan dependensi yang erat

Saat berbagai proyek Anda saling bergantung erat, simpan saja dalam satu repo. Dengan begitu, perubahan bisa terjadi bersama dalam satu commit alih-alih harus mengatur banyak repo.

Organisasi yang menginginkan tooling dan visibilitas terpadu

Dengan monorepo, Anda bisa menyiapkan konfigurasi CI/CD terpadu. Ini tidak berarti hanya ada satu pipeline untuk semua proyek, tetapi berarti Anda dapat mengoptimalkan pipeline agar hanya menjalankan build dan test yang terdampak oleh perubahan kode terbaru, sehingga menghemat waktu dan sumber daya.

Namun Monorepo tidak selalu cocok untuk setiap kasus. Jika proyek Anda benar-benar independen, atau jika Anda memerlukan kontrol akses yang ketat (di mana beberapa tim tidak boleh melihat kode tertentu), maka polyrepo (banyak repo) mungkin menjadi pilihan utama Anda.

Menimbang Kelebihan dan Kekurangan

Berikut gambaran singkat kelebihan dan kekurangan monorepo:

Pemikiran Akhir

Monorepo dapat mempermudah kolaborasi, menyederhanakan dependensi, dan mempercepat iterasi, tetapi juga hadir dengan tantangan nyata terkait skala, performa, dan akses. Keputusan untuk mengadopsinya haruslah pilihan strategis berdasarkan bagaimana tim Anda terstruktur, seberapa erat ketergantungan proyek Anda, dan apakah Anda siap berinvestasi pada tooling yang tepat.

Namun tanpa kebiasaan kolaborasi yang kuat dan kepemilikan yang jelas, bahkan setup monorepo terbaik pun akan kesulitan. Jika Anda menjajaki jalur ini, ada baiknya mempertajam fundamental terlebih dahulu. Kursus Software Engineering Principles in Python adalah tempat yang baik untuk mulai. Kursus ini akan membantu Anda membangun praktik yang membuat monorepo berhasil.