前后端分離已成為互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目開發(fā)的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)使用方式,通過nginx+tomcat的方式(也可以中間加一個(gè)nodejs)有效的進(jìn)行解耦,并且前后端分離會(huì)為以后的大型分布式架構(gòu)、彈性計(jì)算架構(gòu)、微服務(wù)架構(gòu)、多端化服務(wù)(多種客戶端,例如:瀏覽器,車載終端,安卓,IOS等等)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這個(gè)步驟是系統(tǒng)架構(gòu)從猿進(jìn)化成人的必經(jīng)之路。
核心思想是前端html頁面通過ajax調(diào)用后端的restuful api接口并使用json數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。
名詞解釋
在互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中,web服務(wù)器:一般指像nginx,apache這類的服務(wù)器,他們一般只能解析靜態(tài)資源; 應(yīng)用服務(wù)器:一般指像tomcat,jetty,resin這類的服務(wù)器可以解析動(dòng)態(tài)資源也可以解析靜態(tài)資源,但解析靜態(tài)資源的能力沒有web服務(wù)器好。 一般都是只有web服務(wù)器才能被外網(wǎng)訪問,應(yīng)用服務(wù)器只能內(nèi)網(wǎng)訪問。
術(shù)業(yè)有專攻(開發(fā)人員分離)
以前的JavaWeb項(xiàng)目大多數(shù)都是java程序員又當(dāng)?shù)之?dāng)媽,又搞前端(ajax/jquery/js/html/css等等),又搞后端(java/mysql/oracle等等)。
隨著時(shí)代的發(fā)展,漸漸的許多大中小公司開始把前后端的界限分的越來越明確,前端工程師只管前端的事情,后端工程師只管后端的事情。正所謂術(shù)業(yè)有專攻,一個(gè)人如果什么都會(huì),那么他畢竟什么都不精。
大中型公司需要專業(yè)人才,小公司需要全才,但是對(duì)于個(gè)人職業(yè)發(fā)展來說,我建議是分開。
對(duì)于后端java工程師:
把精力放在java基礎(chǔ),設(shè)計(jì)模式,jvm原理,spring+springmvc原理及源碼,linux,mysql事務(wù)隔離與鎖機(jī)制,mongodb,http/tcp,多線程,分布式架構(gòu)(dubbo,dubbox,spring cloud),彈性計(jì)算架構(gòu),微服務(wù)架構(gòu)(springboot+zookeeper+docker+jenkins),java性能優(yōu)化,以及相關(guān)的項(xiàng)目管理等等。
后端追求的是:三高(高并發(fā),高可用,高性能),安全,存儲(chǔ),業(yè)務(wù)等等。
對(duì)于前端工程師:
把精力放在html5,css3,jquery,angularjs,bootstrap,reactjs,vuejs,webpack,less/sass,gulp,nodejs,Google V8引擎,javascript多線程,模塊化,面向切面編程,設(shè)計(jì)模式,瀏覽器兼容性,性能優(yōu)化等等。
前端追求的是:頁面表現(xiàn),速度流暢,兼容性,用戶體驗(yàn)等等。
術(shù)業(yè)有專攻,這樣你的核心競(jìng)爭(zhēng)力才會(huì)越來越高,正所謂你往生活中投入什么,生活就會(huì)反饋給你什么。并且兩端的發(fā)展都越來越高深,你想什么都會(huì),那你畢竟什么都不精。
通過將team分成前后端team,讓兩邊的工程師更加專注各自的領(lǐng)域,獨(dú)立治理,然后構(gòu)建出一個(gè)全棧式的精益求精的team。
原始人時(shí)代(各種耦合)
幾曾何時(shí),我們的JavaWeb項(xiàng)目都是使用了若干后臺(tái)框架,springmvc/struts + spring + spring jdbc/hibernate/mybatis 等等。
大多數(shù)項(xiàng)目在java后端都是分了三層,控制層(controller/action),業(yè)務(wù)層(service/manage),持久層(dao)??刂茖迂?fù)責(zé)接收參數(shù),調(diào)用相關(guān)業(yè)務(wù)層,封裝數(shù)據(jù),以及路由&渲染到j(luò)sp頁面。然后jsp頁面上使用各種標(biāo)簽(jstl/el/struts標(biāo)簽等)或者手寫java表達(dá)式()將后臺(tái)的數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來,玩的是MVC那套思路。
我們先看這種情況:需求定完了,代碼寫完了,測(cè)試測(cè)完了,然后呢?要發(fā)布了吧?你需要用maven或者eclipse等工具把你的代碼打成一個(gè)war包,然后把這個(gè)war包發(fā)布到你的生產(chǎn)環(huán)境下的web容器(tomcat/jboss/weblogic/websphere/jetty/resin)里,對(duì)吧?
發(fā)布完了之后,你要啟動(dòng)你的web容器,開始提供服務(wù),這時(shí)候你通過配置域名,dns等等相關(guān),你的網(wǎng)站就可以訪問了(假設(shè)你是個(gè)網(wǎng)站)。那我們來看,你的前后端代碼是不是全都在那個(gè)war包里?包括你的js,css,圖片,各種第三方的庫,對(duì)吧?
好,下面在瀏覽器中輸入你的網(wǎng)站域名(www.xxx.com),之后發(fā)生了什么?(這個(gè)問題也是很多公司的面試題)我撿干的說了啊,基礎(chǔ)不好的童鞋請(qǐng)自己去搜。
瀏覽器在通過域名通過dns服務(wù)器找到你的服務(wù)器外網(wǎng)ip,將http請(qǐng)求發(fā)送到你的服務(wù)器,在tcp3次握手之后(http下面是tcp/ip),通過tcp協(xié)議開始傳輸數(shù)據(jù),你的服務(wù)器得到請(qǐng)求后,開始提供服務(wù),接收參數(shù),之后返回你的應(yīng)答給瀏覽器,瀏覽器再通過content-type來解析你返回的內(nèi)容,呈現(xiàn)給用戶。
那么我們來看,我們先假設(shè)你的首頁中有100張圖片,此時(shí),用戶的看似一次http請(qǐng)求,其實(shí)并不是一次,用戶在第一次訪問的時(shí)候,瀏覽器中不會(huì)有緩存,你的100張圖片,瀏覽器要連著請(qǐng)求100次http請(qǐng)求(有人會(huì)跟我說http長(zhǎng)連短連的問題,不在這里討論),你的服務(wù)器接收這些請(qǐng)求,都需要耗費(fèi)內(nèi)存去創(chuàng)建socket來玩tcp傳輸(消耗你服務(wù)器上的計(jì)算資源)。
重點(diǎn)來了,這樣的話,你的服務(wù)器的壓力會(huì)非常大,因?yàn)轫撁嬷械乃姓?qǐng)求都是只請(qǐng)求到你這臺(tái)服務(wù)器上,如果1個(gè)人還好,如果10000個(gè)人并發(fā)訪問呢(先不聊服務(wù)器集群,這里就說是單實(shí)例服務(wù)器),那你的服務(wù)器能扛住多少個(gè)tcp連接?你的帶寬有多大?你的服務(wù)器的內(nèi)存有多大?你的硬盤是高性能的嗎?你能抗住多少IO?你給web服務(wù)器分的內(nèi)存有多大?會(huì)不會(huì)宕機(jī)?
這就是為什么,越是大中型的web應(yīng)用,他們?cè)绞且怦?。理論上你可以把你的?shù)據(jù)庫+應(yīng)用服務(wù)+消息隊(duì)列+緩存+用戶上傳的文件+日志+等等都扔在一臺(tái)服務(wù)器上,你也不用玩什么服務(wù)治理,也不用做什么性能監(jiān)控,什么報(bào)警機(jī)制等等,就亂成一鍋粥好了。但是這樣就好像是你把雞蛋都放在一個(gè)籃子里,隱患非常大。如果因?yàn)橐粋€(gè)子應(yīng)用的內(nèi)存不穩(wěn)定導(dǎo)致整個(gè)服務(wù)器內(nèi)存溢出而hung住,那你的整個(gè)網(wǎng)站就掛掉了。
如果出意外掛掉,而恰好這時(shí)你們的業(yè)務(wù)又處于井噴式發(fā)展高峰期,那么恭喜你,業(yè)務(wù)成功被技術(shù)卡住,很可能會(huì)流失大量用戶,后果不堪設(shè)想。(注意:技術(shù)一定是要走在業(yè)務(wù)前面的,否則你將錯(cuò)過最佳的發(fā)展期喲,親~)
此外,你的應(yīng)用全部都耦合在一起,相當(dāng)于一個(gè)巨石,當(dāng)服務(wù)端負(fù)載能力不足時(shí),一般會(huì)使用負(fù)載均衡的方式,將服務(wù)器做成集群,這樣其實(shí)你是在水平擴(kuò)展一塊塊巨石,性能加速度會(huì)越來越低,要知道,本身負(fù)載就低的功能or模塊是沒有必要水平擴(kuò)展的,在本文中的例子就是你的性能瓶頸不在前端,那干嘛要水平擴(kuò)展前端呢???還有發(fā)版部署上線的時(shí)候,我明明只改了后端的代碼,為什么要前端也跟著發(fā)布呢???
正常的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),是都要拆開的,你的web服務(wù)器集群,你的應(yīng)用服務(wù)器集群+文件服務(wù)器集群+數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群+消息隊(duì)列集群+緩存集群等等。
JSP的痛點(diǎn)
以前的javaWeb項(xiàng)目大多數(shù)使用jsp作為頁面層展示數(shù)據(jù)給用戶,因?yàn)榱髁坎桓?,因此也沒有那么苛刻的性能要求,但現(xiàn)在是大數(shù)據(jù)時(shí)代,對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的性能要求是越來越高,因此原始的前后端耦合在一起的架構(gòu)模式已經(jīng)逐漸不能滿足我們,因此我們需要需找一種解耦的方式,來大幅度提升我們的負(fù)載能力。
動(dòng)態(tài)資源和靜態(tài)資源全部耦合在一起,服務(wù)器壓力大,因?yàn)榉?wù)器會(huì)收到各種http請(qǐng)求,例如css的http請(qǐng)求,js的,圖片的等等。一旦服務(wù)器出現(xiàn)狀況,前后臺(tái)一起玩完,用戶體驗(yàn)極差。
UI出好設(shè)計(jì)圖后,前端工程師只負(fù)責(zé)將設(shè)計(jì)圖切成html,需要由java工程師來將html套成jsp頁面,出錯(cuò)率較高(因?yàn)轫撁嬷薪?jīng)常會(huì)出現(xiàn)大量的js代碼),修改問題時(shí)需要雙方協(xié)同開發(fā),效率低下。
jsp必須要在支持java的web服務(wù)器里運(yùn)行(例如tomcat,jetty,resin等),無法使用nginx等(nginx據(jù)說單實(shí)例http并發(fā)高達(dá)5w,這個(gè)優(yōu)勢(shì)要用上),性能提不上來。
第一次請(qǐng)求jsp,必須要在web服務(wù)器中編譯成servlet,第一次運(yùn)行會(huì)較慢。
每次請(qǐng)求jsp都是訪問servlet再用輸出流輸出的html頁面,效率沒有直接使用html高(是每次喲,親~)。
jsp內(nèi)有較多標(biāo)簽和表達(dá)式,前端工程師在修改頁面時(shí)會(huì)捉襟見肘,遇到很多痛點(diǎn)。
如果jsp中的內(nèi)容很多,頁面響應(yīng)會(huì)很慢,因?yàn)槭峭郊虞d。
需要前端工程師使用java的ide(例如eclipse),以及需要配置各種后端的開發(fā)環(huán)境,你們有考慮過前端工程師的感受嗎。
基于上述的一些痛點(diǎn),我們應(yīng)該把整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)權(quán)重往前移,實(shí)現(xiàn)前后端真正的解耦!
開發(fā)模式
以前老的方式是:
產(chǎn)品經(jīng)歷/領(lǐng)導(dǎo)/客戶提出需求
UI做出設(shè)計(jì)圖
前端工程師做html頁面
后端工程師將html頁面套成jsp頁面(前后端強(qiáng)依賴,后端必須要等前端的html做好才能套jsp。如果html發(fā)生變更,就更痛了,開發(fā)效率低)
集成出現(xiàn)問題
前端返工
后端返工
二次集成
集成成功
交付
新的方式是:
產(chǎn)品經(jīng)歷/領(lǐng)導(dǎo)/客戶提出需求
UI做出設(shè)計(jì)圖
前后端約定接口&數(shù)據(jù)&參數(shù)
前后端并行開發(fā)(無強(qiáng)依賴,可前后端并行開發(fā),如果需求變更,只要接口&參數(shù)不變,就不用兩邊都修改代碼,開發(fā)效率高)
前后端集成
前端頁面調(diào)整
集成成功
交付
老的請(qǐng)求方式
1.客戶端請(qǐng)求
2.服務(wù)端的servlet或controller接收請(qǐng)求(后端控制路由與渲染頁面,整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)的權(quán)重大部分在后端)
3.調(diào)用service,dao代碼完成業(yè)務(wù)邏輯
4.返回jsp
5.jsp展現(xiàn)一些動(dòng)態(tài)的代碼
新的請(qǐng)求方式
瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求
直接到達(dá)html頁面(前端控制路由與渲染頁面,整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)的權(quán)重前移)
html頁面負(fù)責(zé)調(diào)用服務(wù)端接口產(chǎn)生數(shù)據(jù)(通過ajax等等,后臺(tái)返回json格式數(shù)據(jù),json數(shù)據(jù)格式因?yàn)楹?jiǎn)潔高效而取代xml)
填充html,展現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果,在頁面上進(jìn)行解析并操作DOM。
(有興趣的童鞋可以訪問一下阿里巴巴等大型網(wǎng)站,然后按一下F12,監(jiān)控一下你刷新一次頁面,他的http是怎么玩的,大多數(shù)都是單獨(dú)請(qǐng)求后臺(tái)數(shù)據(jù),使用json傳輸數(shù)據(jù),而不是一個(gè)大而全的http請(qǐng)求把整個(gè)頁面包括動(dòng)+靜全部返回過來)
總結(jié)一下新的方式的請(qǐng)求步驟:
大量并發(fā)瀏覽器請(qǐng)求--->web服務(wù)器集群(nginx)--->應(yīng)用服務(wù)器集群(tomcat)--->文件/數(shù)據(jù)庫/緩存/消息隊(duì)列服務(wù)器集群
同時(shí)又可以玩分模塊,還可以按業(yè)務(wù)拆成一個(gè)個(gè)的小集群,為后面的架構(gòu)升級(jí)做準(zhǔn)備。
前后分離的優(yōu)勢(shì)
可以實(shí)現(xiàn)真正的前后端解耦,前端服務(wù)器使用nginx。前端/WEB服務(wù)器放的是css,js,圖片等等一系列靜態(tài)資源(甚至你還可以css,js,圖片等資源放到特定的文件服務(wù)器,例如阿里云的oss,并使用cdn加速),前端服務(wù)器負(fù)責(zé)控制頁面引用&跳轉(zhuǎn)&路由,前端頁面異步調(diào)用后端的接口,后端/應(yīng)用服務(wù)器使用tomcat(把tomcat想象成一個(gè)數(shù)據(jù)提供者),加快整體響應(yīng)速度。(這里需要使用一些前端工程化的框架比如nodejs,react,router,react,redux,webpack)
發(fā)現(xiàn)bug,可以快速定位是誰的問題,不會(huì)出現(xiàn)互相踢皮球的現(xiàn)象。頁面邏輯,跳轉(zhuǎn)錯(cuò)誤,瀏覽器兼容性問題,腳本錯(cuò)誤,頁面樣式等問題,全部由前端工程師來負(fù)責(zé)。接口數(shù)據(jù)出錯(cuò),數(shù)據(jù)沒有提交成功,應(yīng)答超時(shí)等問題,全部由后端工程師來解決。雙方互不干擾,前端與后端是相親相愛的一家人。
在大并發(fā)情況下,我可以同時(shí)水平擴(kuò)展前后端服務(wù)器,比如淘寶的一個(gè)首頁就需要2000+臺(tái)前端服務(wù)器做集群來抗住日均多少億+的日均pv。(去參加阿里的技術(shù)峰會(huì),聽他們說他們的web容器都是自己寫的,就算他單實(shí)例抗10萬http并發(fā),2000臺(tái)是2億http并發(fā),并且他們還可以根據(jù)預(yù)知洪峰來無限拓展,很恐怖,就一個(gè)首頁。。。)
減少后端服務(wù)器的并發(fā)/負(fù)載壓力。除了接口以外的其他所有http請(qǐng)求全部轉(zhuǎn)移到前端nginx上,接口的請(qǐng)求調(diào)用tomcat,參考nginx反向代理tomcat。且除了第一次頁面請(qǐng)求外,瀏覽器會(huì)大量調(diào)用本地緩存。
即使后端服務(wù)暫時(shí)超時(shí)或者宕機(jī)了,前端頁面也會(huì)正常訪問,只不過數(shù)據(jù)刷不出來而已。
也許你也需要有微信相關(guān)的輕應(yīng)用,那樣你的接口完全可以共用,如果也有app相關(guān)的服務(wù),那么只要通過一些代碼重構(gòu),也可以大量復(fù)用接口,提升效率。(多端應(yīng)用)
頁面顯示的東西再多也不怕,因?yàn)槭钱惒郊虞d。
nginx支持頁面熱部署,不用重啟服務(wù)器,前端升級(jí)更無縫。
增加代碼的維護(hù)性&易讀性(前后端耦在一起的代碼讀起來相當(dāng)費(fèi)勁)。
提升開發(fā)效率,因?yàn)榭梢郧昂蠖瞬⑿虚_發(fā),而不是像以前的強(qiáng)依賴。
在nginx中部署證書,外網(wǎng)使用https訪問,并且只開放443和80端口,其他端口一律關(guān)閉(防止黑客端口掃描),內(nèi)網(wǎng)使用http,性能和安全都有保障。
前端大量的組件代碼得以復(fù)用,組件化,提升開發(fā)效率,抽出來!
注意事項(xiàng)
在開需求會(huì)議的時(shí)候,前后端工程師必須全部參加,并且需要制定好接口文檔,后端工程師要寫好測(cè)試用例(2個(gè)維度),不要讓前端工程師充當(dāng)你的專職測(cè)試,推薦使用chrome的插件postman或soapui或jmeter,service層的測(cè)試用例拿junit寫。ps:前端也可以玩單元測(cè)試嗎?
上述的接口并不是java里的interface,說白了調(diào)用接口就是調(diào)用你controler里的方法。
加重了前端團(tuán)隊(duì)的工作量,減輕了后端團(tuán)隊(duì)的工作量,提高了性能和可擴(kuò)展性。
我們需要一些前端的框架來解決類似于頁面嵌套,分頁,頁面跳轉(zhuǎn)控制等功能。(上面提到的那些前端框架)。
如果你的項(xiàng)目很小,或者是一個(gè)單純的內(nèi)網(wǎng)項(xiàng)目,那你大可放心,不用任何架構(gòu)而言,但是如果你的項(xiàng)目是外網(wǎng)項(xiàng)目,呵呵噠。
以前還有人在使用類似于velocity/freemarker等模板框架來生成靜態(tài)頁面,仁者見仁智者見智。
這篇文章主要的目的是說jsp在大型外網(wǎng)java web項(xiàng)目中被淘汰掉,可沒說jsp可以完全不學(xué),對(duì)于一些學(xué)生朋友來說,jsp/servlet等相關(guān)的java web基礎(chǔ)還是要掌握牢的,不然你以為springmvc這種框架是基于什么來寫的?
如果頁面上有一些權(quán)限等等相關(guān)的校驗(yàn),那么這些相關(guān)的數(shù)據(jù)也可以通過ajax從接口里拿。
對(duì)于既可以前端做也可以后端做的邏輯,我建議是放到前端,為什么?因?yàn)槟愕倪壿嬓枰?jì)算資源進(jìn)行計(jì)算,如果放到后端去run邏輯,則會(huì)消耗帶寬&內(nèi)存&cpu等等計(jì)算資源,你要記住一點(diǎn)就是服務(wù)端的計(jì)算資源是有限的,而如果放到前端,使用的是客戶端的計(jì)算資源,這樣你的服務(wù)端負(fù)載就會(huì)下降(高并發(fā)場(chǎng)景)。類似于數(shù)據(jù)校驗(yàn)這種,前后端都需要做!
前端需要有機(jī)制應(yīng)對(duì)后端請(qǐng)求超時(shí)以及后端服務(wù)宕機(jī)的情況,友好的展示給用戶。
擴(kuò)展閱讀
其實(shí)對(duì)于js,css,圖片這類的靜態(tài)資源可以考慮放到類似于阿里云的oss這類文件服務(wù)器上(如果是普通的服務(wù)器&操作系統(tǒng),存儲(chǔ)在到達(dá)pb級(jí)的文件后,或者單個(gè)文件夾內(nèi)的文件數(shù)量達(dá)到3-5萬,io會(huì)有很嚴(yán)重的性能問題),再在oss上配cdn(全國(guó)子節(jié)點(diǎn)加速),這樣你頁面打開的速度像飛一樣, 無論你在全國(guó)的哪個(gè)地方,并且你的nginx的負(fù)載會(huì)進(jìn)一步降低。
如果你要玩輕量級(jí)微服務(wù)架構(gòu),要使用nodejs做網(wǎng)關(guān),用nodejs的好處還有利于seo優(yōu)化,因?yàn)閚ginx只是向?yàn)g覽器返回頁面靜態(tài)資源,而國(guó)內(nèi)的搜索引擎爬蟲只會(huì)抓取靜態(tài)數(shù)據(jù),不會(huì)解析頁面中的js,這使得應(yīng)用得不到良好的搜索引擎支持。同時(shí)因?yàn)閚ginx不會(huì)進(jìn)行頁面的組裝渲染,需要把靜態(tài)頁面返回到瀏覽器,然后完成渲染工作,這加重了瀏覽器的渲染負(fù)擔(dān)。瀏覽器發(fā)起的請(qǐng)求經(jīng)過nginx進(jìn)行分發(fā),URL請(qǐng)求統(tǒng)一分發(fā)到nodejs,在nodejs中進(jìn)行頁面組裝渲染;API請(qǐng)求則直接發(fā)送到后端服務(wù)器,完成響應(yīng)。
如果遇到跨域問題,spring4的CORS可以完美解決,但一般使用nginx反向代理都不會(huì)有跨域問題,除非你把前端服務(wù)和后端服務(wù)分成兩個(gè)域名。JSONP的方式也被淘汰掉了。
如果想玩多端應(yīng)用,注意要去掉tomcat原生的session機(jī)制,要使用token機(jī)制,使用緩存(因?yàn)槭欠植际较到y(tǒng)),做單點(diǎn),對(duì)于token機(jī)制的安全性問題,可以搜一下jwt。
前端項(xiàng)目中可以加入mock測(cè)試(構(gòu)造虛擬測(cè)試對(duì)象來模擬后端,可以獨(dú)立開發(fā)和測(cè)試),后端需要有詳細(xì)的測(cè)試用例,保證服務(wù)的可用性與穩(wěn)定性。
總結(jié)
前后端分離并非僅僅只是一種開發(fā)模式,而是一種架構(gòu)模式(前后端分離架構(gòu))。千萬不要以為只有在擼代碼的時(shí)候把前端和后端分開就是前后端分離了,需要區(qū)分前后端項(xiàng)目。前端項(xiàng)目與后端項(xiàng)目是兩個(gè)項(xiàng)目,放在兩個(gè)不同的服務(wù)器,需要獨(dú)立部署,兩個(gè)不同的工程,兩個(gè)不同的代碼庫,不同的開發(fā)人員。前后端工程師需要約定交互接口,實(shí)現(xiàn)并行開發(fā),開發(fā)結(jié)束后需要進(jìn)行獨(dú)立部署,前端通過ajax來調(diào)用http請(qǐng)求調(diào)用后端的restful api。前端只需要關(guān)注頁面的樣式與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的解析&渲染,而后端專注于具體業(yè)務(wù)邏輯。