使用node.js实现前后端完全分离,项目架构与思考


一:前言

因为接到学校网络中心的任务,老师提出了java 作为后台提供api,返回json文件,node负责前端渲染页面。以前一直都是一个人做整站或者后台,单独用node来接收后台数据渲染页面真的是第一次听说。于是去google了下类似的架构,结果竟然出乎意料的发现了不少相同想法的。尤其是淘宝的UED团队,从他们博客里发现阿里正在使用的就是这样的架构。并且发现这样的架构使得前后端得到真正的分离。

二:为何分离

  • 1、开发体系:架构体系决定了后端重于前端,前端做好静态页后,要转为php或vm等,开发要用eclipce等后端环境工作,一大堆让前端迷糊的配置,一旦java人员更新了错误的文件,会导致所有人的环境启动不了,束手无策,只能等待救援。
  • 2、难维护:页面总是会有php\jsp等非前端代码,相互干扰、无法优化,时间越久问题越突出。
  • 3、前后端职责不清晰。
    从我接触web以来,mvc一直被反复提及。毫无以问mvc模式使得前后端得到一定程度的分离。但在学习实践过程中,我发现在mvc中前端在完成界面开发后,后端依然需要来套模板,并且在后期维护过程中,非前端代码带来的干扰使得维护变得越来越复杂。

前后端分类

  • 前端:负责所有和用户有交互的产品,包括 WEB以及手机客户端
  • 后端:负责各种业务 API 的开发,以及服务器端其他系统的开发
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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。

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。

 

淘宝中途岛 Midway

在中途岛项目中,前后端分界的那条线,从浏览器端移回到了服务器端。

藉由一个由前端 轻松掌控与浏览器共通 的Nodejs层,可以更清晰的完成了前后端分离。

也可以让前端开发针对不同的情况,自行决定 最适当的解决方案 。而不是所有事情 都在浏览器端来处理

职责划分

中途岛并不是前端试图抢后端饭碗的项目,目的只是把 模版 这个模糊地带切割清楚,取得更明确的职责划分。

  • 后端 (JAVA),专注于

    1. 服务层
    2. 数据格式、数据稳定
    3. 业务逻辑
       
  • 前端,专注于

    1. UI层
    2. 控制逻辑、渲染逻辑
    3. 交互、用户体验
       

而不再拘泥于服务端或浏览器端的差异。

模版共享

在传统的开发模式中,浏览器端与服务器端是由不同的前后端两个团队开发,但是模版却又在这两者中间的模糊地带。因此模版上面总不可避免的越来越多复杂逻辑,最终难以维护。

有了NodeJS,后端同学可以在JAVA层专注于业务逻辑与数据的开发。而前端同学则专注于控制逻辑与渲染的开发。并且自行选择这些模版是要在 服务端 (NodeJS) 或是 浏览器端 做渲染。

用著一样的模版语言 XTemplate ,一样的渲染引擎 JavaScript

不同的渲染环境 (Server-side、PC Browser、Mobile Browser、Web View、etc.) 渲染出 一样的结果

路由共享

也因为有了NodeJS这一层,可以更细致的控制路由。

假如需要在前端做浏览器端路由时,可以同时配置服务器端的路由,使其在 浏览器端换页 或是 服务端换页 ,都可以得到一致的渲染效果。

同时也处理了SEO的问题。

 

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。

 

 

三、如何做分离

  • 1、产品设计确定后,前后端人员共同制定开发接口,为方便接口的制定、显示、测试,使用nodejs+mongodb开发了接口平台。
  • 2、从前端角度考虑系统架构图如下:
  • 前后端分离架构图
     

四、分离结果如何

  • 1、开发效率更高,在联调之前,互不干扰,前端开发完成后就是实际可用的代码,不需要再转换成后台编译环境,永远不会被java / php 启动不成功所困扰。
  • 2、部分需要前后端共同开发的功能,如文件上传,通常需要页面端与接收端都进行相关的开发配置,之前较难定位是谁配置错误,现在全部由前端完成,开发、测试都容易定位,上传成功后,只要向java发送文件保存的路径即可。
  • 3、完全分清了前后端开发人员的职责,任一方开发完成后都可以提测,实现同步开发、测试。
  • 4、联调非常简单,若双方接口一致,正常情况下只要修改要接口请求IP即可完成切换。
  • 5、问题责任清晰,联调、测试、预发、上线,每个过程都难免会产生问题,前端、后端、运维三方责任边界清晰,日志中记录nodejs的请求发出,nginx请求接收与转发、java端请求接收与返回,三处任何一处断点,都能马上定位是哪方的问题。
  • 6、前端人员有更高的权限,页面端的展示几乎全由前端实现,但之前一些配置却受制于后台,比如常见的模板功能,纯html页面虽可以通过angularjs实现模板,但实际效果却并不理想,网速差时经常会出现include部分显示后置、甚至加载不成功的情况,nodejs的ejs框架可以很好的实现这个功能。
  • 另外,据浏览器加载不同的css以便实现浏览器兼容,之前处理通常是页面加载后,通过js判断浏览器类型,再去加载不同的css文件,影响渲染效率,并且js判断浏览器类型本身就存在兼容问题,用nodejs则可以在render前就完成该判断,直接用相应的浏览器样式做渲染
  • 7、代码复用,验证模块,页面端与nodejs端可以直接复用

五、注意事项:

  • 1、前端开发人员不仅需要有扎实的nodejs知识,还要有一定的服务端、运维知识,对http通信有更深层次的理解,nginx、redis、socket、buffer等技术也要掌握,多多益善。
  • 2、开发之初对功能充分、宽裕的评估,使用初期不要用nodejs过多开发新功能。初次使用,难免会遇到很多意想不同的问题,前端开发人员本身对服务端知识有限,java人员又对nodejs语法不熟,若处理不好会导致项目延期。

六、总结:

  • 待续

文章作者: Nczkevin
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