前后端分离思考

目录:

一、什么是前后端分离?

大部分人认同开发微信小程序或SPA(WEB单页应用)是实现“前后端分离”的。所有业务数据都是“后端应用”通过HTTP接口提供给“前端应用”。一个“完整的应用”被物理隔离为两个独立的应用,并由擅长的开发者负责,从而实现职责分离

前端开发者:负责 View 和 Controller 层。
后端开发者:只负责 Model 层,业务处理/数据等。

“前后端分离”是强调“职责分离”,上面应用分离的例子是为了方便理解接受,可以不应用分离。通常应用分离能大量减少不小心的越界行为。

前后端分离后的样子:

framework.jpg

二、为什么要前后端分离?

根据上图,只有“web网站”和“React Isomorphic”两种形态应用没有自然物理隔离前端和后端。我们存在很多没有前后端分离的web网站应用(这也是痛苦的根源),而React Isomorphic应用是前后端分离流行后的开发模式(代替web网站应用)。

2.1 清晰前后端职责

分离前:前端开发者提供静态页面,后端开发者完成 Controller 和 View 层代码。但前端开发者经常会插一脚修改 Controller 和 View 层代码。

分离后:面向用户的 Controller 和 View 层都由前端开发者做;后端开发者只需复杂 Model 层,提供业务数据接口。

前后端分离后基本不需要相互修改对方代码。

2.2 提高开发效率

分离前:前端和后端沟通/约定页面模板的每个字段、字段值的格式、适合模板的数据结构。

分离后:前段和后端沟通需要的 Model 接口。

前后端分离能明显减少沟通成本;约定的内容也少很多,减少大量联调时间。

2.3 前端能做更多,后端能更专一

前端可以服务端开发,而且可以不再局限WEB开发,同一套API,前端可以实现SPA、微信小程序、支付宝小程序等。

后端能更专一API开发,不用为UI要求的时间格式、模板布局要求的数据结构发愁。

三、基于Node.js做前后端分离

目前存在很多web网站应用,我们正在用PHP实践前后端分离。前端同事对PHP不熟悉,成本比较高,所以最终会考虑使用Node.js实践前后端分离。

这里只讨论web网站和React Isomorphic应用,因为其他形态的应用已经物理分离了前后端。

React Isomorphic应用比web网站应用更“先进”,而且Node.js生态已有成熟的方案,所以新项目也会更倾向选择React Isomorphic应用。

www&isomorphic.jpg

3.1 为什么选择Node.js而不继续用PHP?

3.1.1 招聘成本

招会Node.js的前端比招会PHP的前端容易。

3.1.2 学习成本

前端学习PHP语言。语法学习成本不高,但熟悉度还是要时间成本的。

3.1.3 开发成本

开发过程频繁切换语言。经常会在PHP中写JS语法,这点比较烦。

3.1.4 服务器性能

在自己服务器测试两种场景。

服务器配置:

  • 腾讯云服务器(Ubuntu 16.04.1 LTS)
  • CPU: 2核
  • 内存:4GB
  • 带宽:2M

Node.js环境:

  • Node.js版本:v8.12.0(Alinode v3.12.0)
  • 框架:Egg.js
  • worker进程数:2

PHP环境:

  • PHP版本:7.2.10
  • 框架:Lumen
  • php-fpm最大子进程数:5

两种场景测试代码:

场景一,直接输出字符串,不做任何IO和计算。

PHP效率比Node.js高

Node.js:

// egg-4
async function test(ctx) {
  ctx.body = '<h1>goddess.daifee.com</h1><p>Egg程序</p>';
}
egg-4.png

PHP:

// php-4
$router->get('/test', function () use ($router) {
    return '<h1>goddess-php.daifee.com</h1><p>这是PHP服务</p>';
});
php-4.png

场景二,模拟200ms的网络请求。

Node.js效率比PHP高。相对“场景一”PHP效率下降明显,Node.js不明显。

Node.js:

// egg-4—test2
async function test2(ctx) {
  const start = Date.now();
  await new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      resolve(true);
    }, 200);
  });
  const offset = Date.now() - start;
  ctx.body = `<h1>goddess.daifee.com</h1><p>Egg程序 ${offset}</p>`;
}
egg-4-test2.png

PHP:

// ./WeTest_[php-4—test2]_20181014172129.pdf
$router->get('/test2', function () use ($router) {
    $start = microtime(true);
    usleep(200000);
    $offset = microtime(true) - $start;
    return "<h1>goddess-php.daifee.com</h1><p>这是PHP服务 {$offset}</p>";
});
php-4-test2.png

3.2 基于Egg.js框架开发(编码)

下面用Egg.js框架开发一个页面为例(浏览器端开发模式不需要改变)。

开发一个新页面(用户主页页),只需要下面4个步骤:

  1. 模板:创建模板文件。
<!-- app/views/user.ejs -->
这里是 ejs 模板
  1. 数据接口:几行代码封装数据接口。
// app/service/user.js
const { Service } = require('egg');

module.exports = class UserService extends Service {
  async get(userId) {
    const url = `https://api.gateway.com/xxx/${userId}`;
    // http请求/ajax
    const response = await this.app.curl(url);
    return response;
  }
}
  1. 控制器:过滤/验证用户输入、验证权限、调用数据接口、渲染模板。
// app/controller/user.js
const BaseController = require('./base-controller');

module.exports = class UserController extends BaseController {
  async profile() {
    const { params, service } = this.ctx;
    // 只有自己才能访问自己主页。不是自己就抛出 403 异常
    this.assertUser(params.userId);
    user = await service.user.get(params.userId);

    await this.render('user', {user: user});
  }
}
  1. 路由:一行代码声明路由。
// app/router.js
module.exports = app => {
  const { router, controller, middleware } = app;
  const { authorize } = middleware;
  const { user } = controller;

  // 已登录用户才能访问
  router.get('/users/:userId', authorize.user, user.profile);
}

只负责 Controller 和 View 层的Node.js服务端开发非常简单。一个企业应用除了开发,还有其他环节需要做好。

3.3 我们还缺什么?

前端开发者可以在服务端写 Controller 和 View 层代码,但整个生产环节还缺什么?

3.3.1 前端开发者

既然前端开发者需要做更多,能做更多,所以工作量增加。所以缺前端开发者。

  • 同一个项目,编码的工作量增加了。
  • 前端同事需要关注、分析、协助维护Node.js服务器。
  • 肯定会有更多的xxx小程序需求。

3.3.2 适合我们的框架和项目脚手架

  • 确定了web网站应用使用Egg框架,还需为不同业务场景的项目创建拿来即用的脚手架。
  • 未确定React Isomorphic应用的框架。我体验过next.js,是一个不错的选择。

3.3.3 构建/部署服务

目前还没有Node.js项目的构建/部署服务。

基本需求:

  1. 构建:开发者只需关注源码,“构建服务”自动构建项目。
  2. 发布:支持选择git tag构建,部署到“生产环境”。
  3. 发布:支持选择git branch构建,部署到“测试环境”。
  4. 回滚:支持指定版本回滚。
  5. 重启:支持重启Node.js服务器。
  6. 发布:允许测试人员发布“测试版本”。

3.3.4 严谨的git工作流

需要依据“构建/部署服务”定制严谨的git工作流。

3.3.5 风险监控和日志采集

  • 风险监控可以考虑Alinode。
    • 完全免费
    • 支持性能监控、安全提醒、故障排查、性能优化等
    • 支持手动下载性能数据
  • 日志采集接入大数据团队的服务?

关于React Isomrophic

当时用React全家桶做了一个SPA Demo项目,然后用next.js框架再做一个React Isomorphic版。发现可以复用(copy)98%的代码,然后花一点时间将 React Router 替换为 next.js 自带的 Router 即可

基于 next.js 框架 React Isomorphic 应用与 SPA 的开发体验差不多。

毕竟一套代码运行于两个不同环境,React Isomorphic 还是带来了一些坑:

  1. 需要意识到哪些代码在2个环境都执行,哪些代码只在其中一个环境执行。
  2. 立即执行的代码在2个环境都执行。
  3. React组件生命周期的代码只在Browser环境执行。
  4. Component.getInitialProps()方法在2个环境都执行。
  5. 小心使用运行环境的“接口”
  6. next.js自带Router,与“其他Router”肯定存在差异。
  7. 某些组件需要用唯一自增ID或随机数,这种做法会使服务端于客户端存在差异。
  8. “服务端”与“客户端”基本只能用cookie共享“状态”,要珍惜cookie资源。

参考

  1. http://taobaofed.org/blog/2014/04/05/practice-of-separation-of-front-end-from-back-end/
  2. https://segmentfault.com/a/1190000009329474
  3. https://github.com/lifesinger/blog/issues/184
  4. https://tech.youzan.com/gateway/
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