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小蜜锋    -  云代码空间

—— 技术宅拯救世界!

研发模式演变

2014-10-30|918阅||

摘要:前不久徐飞写了一篇很好的文章:Web 应用的组件化开发。本文尝试从历史发展角度,说说各种研发模式的优劣。 一、简单明快的早期时代 可称之为 Web 1.0 时代,非常适合创业型小项目,不分前后端,经常 3-5 人搞定所有开发。页面

前不久徐飞写了一篇很好的文章:Web 应用的组件化开发。本文尝试从历史发展角度,说说各种研发模式的优劣。

一、简单明快的早期时代

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可称之为 Web 1.0 时代,非常适合创业型小项目,不分前后端,经常 3-5 人搞定所有开发。页面由 JSP、PHP 等工程师在服务端生成,浏览器负责展现。基本上是服务端给什么浏览器就展现什么,展现的控制在 Web Server 层。

这种模式的好处是:简单明快,本地起一个 Tomcat 或 Apache 就能开发,调试什么的都还好,只要业务不太复杂。

然而业务总会变复杂,这是好事情,否则很可能就意味着创业失败了。业务的复杂会让 Service 越来越多,参与开发的人员也很可能从几个人快速扩招到几十人。在这种情况下,会遇到一些典型问题:

1、Service 越来越多,调用关系变复杂,前端搭建本地环境不再是一件简单的事。考虑团队协作,往往会考虑搭建集中式的开发服务器来解决。这种解决方案对编译型的后端开发来说也许还好,但对前端开发来说并不友好。天哪,我只是想调整下按钮样式,却要本地开发、代码上传、验证生效等好几个步骤。也许习惯了也还好,但开发服务器总是不那么稳定,出问题时往往需要依赖后端开发搞定。看似仅仅是前端开发难以本地化,但这对研发效率的影响其实蛮大。

2、**JSP 等代码的可维护性越来越差。**JSP 非常强大,可以内嵌 Java 代码。这种强大使得前后端的职责不清晰,JSP 变成了一个灰色地带。经常为了赶项目,为了各种紧急需求,会在 JSP 里揉杂大量业务代码。积攒到一定阶段时,往往会带来大量维护成本。

这个时期,为了提高可维护性,可以通过下面的方式实现前端的组件化:

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理论上,如果大家都能按照最佳实践去书写代码,那么无论是 JSP 还是 PHP,可维护性都不会差。但可维护性更多是工程含义,有时候需要通过限制带来自由,需要某种约定,使得即便是新手也不会写出太糟糕的代码。

如何让前后端分工更合理高效,如何提高代码的可维护性,在 Web 开发中很重要。下面我们继续来看,技术架构的演变如何解决这两个问题。

二、后端为主的 MVC 时代

为了降低复杂度,以后端为出发点,有了 Web Server 层的架构升级,比如 Structs、Spring MVC 等,这是后端的 MVC 时代。

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代码可维护性得到明显好转,MVC 是个非常好的协作模式,从架构层面让开发者懂得什么代码应该写在什么地方。为了让 View 层更简单干脆,还可以选择 Velocity、Freemaker 等模板,使得模板里写不了 Java 代码。看起来是功能变弱了,但正是这种限制使得前后端分工更清晰。然而依旧并不是那么清晰,这个阶段的典型问题是:

1、前端开发重度依赖开发环境。这种架构下,前后端协作有两种模式:一种是前端写 demo,写好后,让后端去套模板。淘宝早期包括现在依旧有大量业务线是这种模式。好处很明显,demo 可以本地开发,很高效。不足是还需要后端套模板,有可能套错,套完后还需要前端确定,来回沟通调整的成本比较大。另一种协作模式是前端负责浏览器端的所有开发和服务器端的 View 层模板开发,支付宝是这种模式。好处是 UI 相关的代码都是前端去写就好,后端不用太关注,不足就是前端开发重度绑定后端环境,环境成为影响前端开发效率的重要因素。

2、**前后端职责依旧纠缠不清。**Velocity 模板还是蛮强大的,变量、逻辑、宏等特性,依旧可以通过拿到的上下文变量来实现各种业务逻辑。这样,只要前端弱势一点,往往就会被后端要求在模板层写出不少业务代码。还有一个很大的灰色地带是 Controller,页面路由等功能本应该是前端最关注的,但却是由后端来实现。Controller 本身与 Model 往往也会纠缠不清,看了让人咬牙的代码经常会出现在 Controller 层。这些问题不能全归结于程序员的素养,否则 JSP 就够了。

经常会有人吐槽 Java,但 Java 在工程化开发方面真的做了大量思考和架构尝试。Java 蛮符合马云的一句话:让平凡人做非凡事。

三、Ajax 带来的 SPA 时代

历史滚滚往前,2004 年 Gmail 像风一样的女子来到人间,很快 2005 年 Ajax 正式提出,加上 CDN 开始大量用于静态资源存储,于是出现了 JavaScript 王者归来的 SPA (Single Page Application 单页面应用)时代。

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这种模式下,前后端的分工非常清晰,前后端的关键协作点是 Ajax 接口。看起来是如此美妙,但回过头来看看的话,这与 JSP 时代区别不大。复杂度从服务端的 JSP 里移到了浏览器的 JavaScript,浏览器端变得很复杂。类似 Spring MVC,这个时代开始出现浏览器端的分层架构:

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对于 SPA 应用,有几个很重要的挑战:

1、前后端接口的约定。如果后端的接口一塌糊涂,如果后端的业务模型不够稳定,那么前端开发会很痛苦。这一块在业界有 API Blueprint 等方案来约定和沉淀接口,在阿里,不少团队也有类似尝试,通过接口规则、接口平台等方式来做。有了和后端一起沉淀的接口规则,还可以用来模拟数据,使得前后端可以在约定接口后实现高效并行开发。相信这一块会越做越好。

2、**前端开发的复杂度控制。**SPA 应用大多以功能交互型为主,JavaScript 代码过十万行很正常。大量 JS 代码的组织,与 View 层的绑定等,都不是容易的事情。典型的解决方案是业界的 Backbone,但 Backbone 做的事还很有限,依旧存在大量空白区域需要挑战。

SPA 让前端看到了一丝绿色,但依旧是在荒漠中行走。

四、前端为主的 MV* 时代

为了降低前端开发复杂度,除了 Backbone,还有大量框架涌现,比如 EmberJS、KnockoutJS、AngularJS 等等。这些框架总的原则是先按类型分层,比如 Templates、Controllers、Models,然后再在层内做切分,如下图:

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好处很明显:

1、前后端职责很清晰。前端工作在浏览器端,后端工作在服务端。清晰的分工,可以让开发并行,测试数据的模拟不难,前端可以本地开发。后端则可以专注于业务逻辑的处理,输出 RESTful 等接口。

2、前端开发的复杂度可控。前端代码很重,但合理的分层,让前端代码能各司其职。这一块蛮有意思的,简单如模板特性的选择,就有很多很多讲究。并非越强大越好,限制什么,留下哪些自由,代码应该如何组织,所有这一切设计,得花一本的厚度去说明。

3、部署相对独立,产品体验可以快速改进。

但依旧有不足之处:

1、代码不能复用。比如后端依旧需要对数据做各种校验,校验逻辑无法复用浏览器端的代码。如果可以复用,那么后端的数据校验可以相对简单化。
2、全异步,对 SEO 不利。往往还需要服务端做同步渲染的降级方案。
3、性能并非最佳,特别是移动互联网环境下。
4、SPA 不能满足所有需求,依旧存在大量多页面应用。URL Design 需要后端配合,前端无法完全掌控。

五、Node 带来的全栈时代

前端为主的 MV* 模式解决了很多很多问题,但如上所述,依旧存在不少不足之处。随着 Node.js 的兴起,JavaScript 开始有能力运行在服务端。这意味着可以有一种新的研发模式:

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在这种研发模式下,前后端的职责很清晰。对前端来说,两个 UI 层各司其职:

1、Front-end UI layer 处理浏览器层的展现逻辑。通过 CSS 渲染样式,通过 JavaScript 添加交互功能,HTML 的生成也可以放在这层,具体看应用场景。

2、Back-end UI layer 处理路由、模板、数据获取、cookie 等。通过路由,前端终于可以自主把控 URL Design,这样无论是单页面应用还是多页面应用,前端都可以自由调控。后端也终于可以摆脱对展现的强关注,转而可以专心于业务逻辑层的开发。

通过 Node,Web Server 层也是 JavaScript 代码,这意味着部分代码可前后复用,需要 SEO 的场景可以在服务端同步渲染,由于异步请求太多导致的性能问题也可以通过服务端来缓解。前一种模式的不足,通过这种模式几乎都能完美解决掉。

与 JSP 模式相比,全栈模式看起来是一种回归,也的确是一种向原始开发模式的回归,不过是一种螺旋上升式的回归。

基于 Node 的全栈模式,依旧面临很多挑战:

1、需要前端对服务端编程有更进一步的认识。比如 network/tcp、PE 等知识的掌握。
2、Node 层与 Java 层的高效通信。Node 模式下,都在服务器端,RESTful HTTP 通信未必高效,通过 SOAP 等方式通信更高效。一切需要在验证中前行。
3、对部署、运维层面的熟练了解,需要更多知识点和实操经验。
4、大量历史遗留问题如何过渡。这可能是最大最大的阻力。

六、小结

回顾历史总是让人感慨,展望未来则让人兴奋。上面讲到的研发模式,除了最后一种还在探索期,其他各种在各大公司都已有大量实践。几点小结:

1、模式没有好坏高下之分,只有合不合适。
2、Ajax 给前端开发带来了一次质的飞跃,Node 很可能是第二次。
3、SoC(关注度分离) 是一条伟大的原则。上面种种模式,都是让前后端的职责更清晰,分工更合理高效。
4、还有个原则,让合适的人做合适的事。比如 Web Server 层的 UI Layer 开发,前端是更合适的人选。

历史有时候会打转,咋一看以为是回去了,实际上是螺旋转了一圈,站在了一个新的起点。

(完)

题图:演化真不容易呀。

转自:https://github.com/lifesinger/lifesinger.github.com/issues/184

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