为什么要前后端分离?有什么优缺点?(转)
⼀、前戏
前后端分离已经成为互联⽹项⽬开发的业界标准使⽤⽅式,通过nginx+tomcat的⽅式(也可以中间加⼀个node.js)有效的进⾏解耦,并且前后端分离会为以后的⼤型分布式架构,弹性计算架构,微服务架构,多端化服务(多种客户端:例如:浏览器,车载终端,安卓,IOS等等)打下坚实的基础。这个步骤是系统架构从猿进化成⼈的必经之路。核⼼思想是前端html页⾯通过ajax调⽤后端的restuful api接⼝并使⽤json数据进⾏交互。
在互联⽹架构中,名词解释:
web服务器:⼀般指像nginx,apache这类的服务器,他们⼀般只能解析静态资源。
应⽤服务器:⼀般指像tomcat,jetty,resin这类的服务器可以解析动态资源也可以解析静态资源,但解析静态资源的能⼒没有web服务器好。
⼀般都是只有web服务器才能被外⽹访问,应⽤服务器只能内⽹访问。
⼆、术业有专攻(开发⼈员分离)
jquery是什么有什么作用以前的javaweb项⽬⼤多数都是java程序员⼜当爹,⼜当妈,前后端都搞。
随着时代的发展,渐渐的许多⼤中⼩公司开始把前后端的界限分的越来越明确。前端⼯程师只管前端的事情,后端⼯程师只管后端的事情,正所谓术业有专攻,⼀个⼈如果什么都会,那他必经什么都不精
⼤中型企业需要专业⼈才,⼩公司要全才。但是对于个⼈职业发展来说,我建议分开。
1,对于后端java⼯程师;
把精⼒放在java基础,设计模式,jvm原理,spring+springmvc原理以及源码Linux,mysql 事务隔离与锁机
制,mongodb,http/tcp,多线程,分布式架构,弹性计算机构,微服务架构,java性能优化,以及相关的项⽬管理等等。
后端追求的是三⾼(⾼并发,⾼可⽤,⾼性能),安全,存储,业务等等。
2,对于前端⼯程师;
把精⼒放在html5,css3,jquery,angularjs,bootstrap,reactjs,vuejs,webpack,less/sass,gulp,node.js,Google V8引
擎,javascript多线程,模块化,⾯向切⾯编程,设计模式,浏览器兼容性,性能优化等。
前端追求的是:页⾯表现,速度流畅,兼容性,⽤户体验等。
术业有专攻,这样你的核⼼竞争⼒才会越来越⾼,正所谓你往⽣活中投⼊什么,⽣活就会反馈给你什么。并且两端的发展都越来越⾼深,你想什么都会,那你毕竟什么都不精。
通过将team分成前后端team,让两边的⼯程师更加专注各⾃的领域,独⽴治理,然后构建出⼀个全栈式的精益求精的team。
三、原始⼈时代(各种耦合)
⼏曾何时,我们的JavaWeb项⽬都是使⽤了若⼲后台框架,springmvc/struts + spring + spring
jdbc/hibernate/mybatis 等等。
⼤多数项⽬在java后端都是分了三层,控制层,业务层,持久层。控制层负责接收参数,调⽤相关业
务层,封装数据,以及路由&渲染到jsp页⾯。然后jsp页⾯上使⽤各种标签或者⼿写java表达式将后台的数据展现出来,玩的是MVC 那套思路。
我们先看这种情况:需求定完了,代码写完了,测试测完了,然后呢?要发布了吧?你需要⽤maven或者eclipse等⼯具把你的代码打成⼀个war包,然后把这个war包发布到你的⽣产环境下的web容器⾥,对吧?发布完了之后,你要启动你的web容器,开始提供服务,这时候你通过配置域名,dns等等相关,你的⽹站就可以访问了(假设你是个⽹站)。
那我们来看,你的前后端代码是不是全都在那个war包⾥?包括你的js,css,图⽚,各种第三⽅的库,对吧?
好,下⾯在浏览器中输⼊你的⽹站域名(),之后发⽣了什么?(这个问题也是很多公司的⾯试题)我捡⼲的说了啊,基础不好的童鞋请⾃⼰去搜。
浏览器在通过域名通过dns服务器到你的服务器外⽹ip,将http请求发送到你的服务器,在tcp3次握⼿之后(http下⾯是tcp/ip),通过tcp协议开始传输数据,你的服务器得到请求后,开始提供服务,接收参数,之后返回你的应答给浏览器,浏览器再通过content-type来解析你返回的内容,呈现给⽤户。
那么我们来看,我们先假设你的⾸页中有100张图⽚,此时,⽤户的看似⼀次http请求,其实并不是⼀
次,⽤户在第⼀次访问的时候,浏览器中不会有缓存,你的100张图⽚,浏览器要连着请求100次http请求(有⼈会跟我说http长连短
连的问题,不在这⾥讨论),你的服务器接收这些请求,都需要耗费内存去创建socket来玩tcp传输(消耗你服务器上的计算资源)。
重点来了,这样的话,你的服务器的压⼒会⾮常⼤,因为页⾯中的所有请求都是只请求到你这台服务器上,如果1个⼈还好,如果10000个⼈并发访问呢(先不聊服务器集,这⾥就说是单实例服务器),那你的服务器能扛住多少个tcp 连接?你的带宽有多⼤?你的服务器的内存有多⼤?你的硬盘是⾼性能的吗?你能抗住多少IO?你给web服务器分的内存有多⼤?会不会宕机?
这就是为什么,越是⼤中型的web应⽤,他们越是要解耦。
理论上你可以把你的数据库+应⽤服务+消息队列+缓存+⽤户上传的⽂件+⽇志+等等都扔在⼀台服务器上,你也不⽤玩什么服务治理,也不⽤做什么性能监控,什么报警机制等等,就乱成⼀锅粥好了。
但是这样就好像是你把鸡蛋都放在⼀个篮⼦⾥,隐患⾮常⼤。如果因为⼀个⼦应⽤的内存不稳定导致整个服务器内存溢出⽽hung住,那你的整个⽹站就挂掉了。如果出意外挂掉,⽽恰好这时你们的业务⼜处于井喷式发展⾼峰期,那么恭喜你,业务成功被技术卡住,很可能会流失⼤量⽤户,后果不堪设想。
(注意:技术⼀定是要⾛在业务前⾯的,否则你将错过最佳的发展期哟,亲~)
此外,你的应⽤全部都耦合在⼀起,相当于⼀个巨⽯,当服务端负载能⼒不⾜时,⼀般会使⽤负载均衡的⽅式,将服务器做成集,
这样其实你是在⽔平扩展⼀块块巨⽯,性能加速度会越来越低,
要知道,本⾝负载就低的功能or模块是没有必要⽔平扩展的,
在本⽂中的例⼦就是你的性能瓶颈不在前端,那⼲嘛要⽔平扩展前端呢
还有发版部署上线的时候,我明明只改了后端的代码,为什么要前端也跟着发布呢
正常的互联⽹架构都要拆分的,你web服务器集,你的应⽤服务器集+⽂件服务器集+数据库服务器集+消息队列集+缓存集等。
四 jsp痛点
以前的javaweb项⽬⼤多数使⽤jsp作为页⾯层展⽰数据给⽤户,因为流量不⾼,因此也没有那么多的苛刻的性能要求,
但现在是⼤数据时代,对互联⽹项⽬的性能要求是越来越⾼,因此原始的前后端耦合在⼀起的架构模式已经不能满⾜我们,
因此我们需要到⼀种解耦的⽅式,来⼤幅提升我们的负载能⼒。
1,动态资源和静态资源全部耦合在⼀起,服务器压⼒⼤,因为服务器会收到各种http请求,例如css的http请求,js 的,图⽚等等。⼀旦服务器出现情况,前后台⼀起玩完,⽤户体验很差。
2,UI出好设计图后,前端⼯程师只负责将设计图切成html,需要由java,⼯程师来将html套成jsp页⾯,出错率较⾼(因为页⾯会经常出现⼤量的js代码),修改问题时需要双⽅协同开发,效率低下。
3,jsp必须要在⽀持jsp的web服务器⾥运⾏(例如tomcat,jetty,resin等),⽆法使⽤ngingx等(NGINX据说单实例http并发5w,这个优势要⽤上)性能提不上来。
4,第⼀次请求jsp,必须在web服务器⾥编译成servlet,第⼀次运⾏会⽐较慢。
5,每次请求jsp都是访问servlet再⽤输出流输出html页⾯,效率没有直接使⽤html⾼
6,jsp内有较多的标签和表达⽅式,前端⼯程师在修改页⾯时会捉襟见肘,遇到很多痛点。
7,如果jsp中的内容很多,页⾯响应会很慢,因为是同步加载。
8,需要前端⼯程师使⽤java的ide,以及配置各种后端的开发环境
基于以上的⼀些痛点,我们应该把整个项⽬的开发权重往前移,剩下后端真正的解耦!
五,开发模式
以前⽼的⽅式是:
1,产品经理、领导/客户提出需求
2,ui做出设计图
3,前端⼯程师做html页⾯
4,后端⼯程师将html页⾯套成jsp(前后端依赖强,后端必须要等前端的html做好才能套jsp。如果html发⽣变更,就更痛了,开发效率低)
5,集成出现问题
6,前端返⼯
7,后端返⼯
8,⼆次集成
9,集成成功
10,交付
新的⽅式是:
1,产品经理/领导/客户提出需求
2,ui做出设计图
3,前后端约定接⼝&数据&参数
4,前后端并⾏开发(⽆强依赖,可以前后端并⾏开发,如果绣球变更,只要接⼝&参数不变就不⽤2边都修改代码,开发效率⾼)
5,前后端集成
6,前端页⾯调整
7,集成成功
8,交付
六,请求⽅式
以前⽼⼤⽅式是:
1,客户端请求,
2,服务端的servlet或controller接受请求(后端控制路由与渲染页⾯,整个项⽬开发的权重⼤部分在后端)
3,调⽤service,dao代码完成业务逻辑
4,返回jsp
5,jsp展现⼀些动态的代码
新的⽅式是
1,浏览器发送请求
2,直接到达html页⾯(前端控制路由与渲染页⾯,整个开发的权重前移)
3,html页⾯负责调⽤服务接⼝产⽣数据(通过ajax等等,后台返回的json格式数据,json数据格式因为简洁⾼效⽽取代xml)
4,填充html,展现动态效果,在页⾯进⾏解析并操作DOM;
总结下新的⽅式的请求步骤
⼤量并发浏览器请求----》web服务器集(nginx)应⽤服务器集(tomcat)--->⽂件/数据库/缓存/消息队列服务器集
同时⼜可以玩分模块,还可以按业务拆成⼀个个的⼩集,为后⾯的架构升级做准备。
七,前后端分离的优势
1,可以实现真正的前后端解耦,前端服务器使⽤NGINX。前端/WEB服务器放css,js,图⽚等⼀系列静态资源(甚⾄你还可以css,js,图⽚等资源放到特定的⽂件服务器,例如阿⾥云的oss,并使⽤cdn加速),前端服务器负责控制页⾯引⽤&跳转&路由,前端页⾯异步调⽤后端的接⼝,后端/应⽤服务器使⽤tomcat(把tomcat想象成⼀个数据提供者),加快你个体响应速度。(这⾥需要使⽤⼀些前端⼯程化的框架⽐如
node.js,act,redux,webpack)
2,发现bug,可以快速定位是谁的问题,不会出现相互扯⽪的现象。页⾯逻辑,跳转错误,浏览器兼容问题,脚本错误,页⾯样式等问题,全部由前端⼯程师负责。接⼝数据出错,数据没有提交成功,应答超时等问题全部由后端⼯程师解决。双⽅互不⼲扰,前后端是相亲相爱的⼀家⼈。
3。在⼤并发的情况下,我们可以同时⽔平扩展前后端服务器,⽐如淘宝的⼀个⾸页就需要2000+台前端服务器做集来抗住⽇均多少亿+的⽇均pv。
(去参加阿⾥的技术峰会,听他们说他们的web容器都是⾃⼰写的,就算他单实例抗10万http并发,2000台是2亿http 并发,并且他们还可以根据预知洪峰来⽆限拓展,很恐怖,就⼀个⾸页。。。)
4,减少后端服务器的并发/负载压⼒。除了接⼝以外的其他所有http请求全部转移到前端nginx上,接⼝请求是tomcat,参考nginx反向代理tomcat。除了第⼀次页⾯请求外,浏览器会⼤量调⽤本地缓存。
5,即使后端服务器宕机了,前端页⾯也会正常那个访问,只不过数据出不来⽽已
6,也许你也需要有相关的轻应⽤,那样你的借⼝完全可以共⽤,也可以有app相关的应⽤服务,那么系需要通过⼀些代码重构,也可以⼤量服⽤接⼝,提升效率(多端应⽤)
7,页⾯显⽰的东西再多也不怕,因为是异步加载
8,nginx⽀持页⾯热部署,不⽤重启服务器,前端升级更⽆缝。
9,参加代码的维护性和易读性(前后端耦合在⼀起的代码读起来相当费劲)
10,提升开发效率,因为可以前后端并⾏开发,并不是以前的强依赖。
11、在nginx中部署证书,外⽹使⽤https访问,并且只开放443和80端⼝,其他端⼝⼀律关闭(防⽌⿊客端⼝扫描),内⽹使⽤http,性能和安全都有保障。
12、前端⼤量的组件代码得以复⽤,组件化,提升开发效率,抽出来!
⼋、注意事项
1、在开需求会议的时候,前后端⼯程师必须全部参加,并且需要制定好接⼝⽂档,后端⼯程师要写好测试⽤例(2个维度),不要让前端⼯程师充当你的专职测试,推荐使⽤chrome的插件postman或soapui或jmeter,service层的测试⽤例拿junit写。ps:前端也可以玩单元测试吗?
2、上述的接⼝并不是java⾥的interface,说⽩了调⽤接⼝就是调⽤你controler⾥的⽅法。
3、加重了前端团队的⼯作量,减轻了后端团队的⼯作量,提⾼了性能和可扩展性。
4、我们需要⼀些前端的框架来解决类似于页⾯嵌套,分页,页⾯跳转控制等功能。(上⾯提到的那些前端框架)。
5、如果你的项⽬很⼩,或者是⼀个单纯的内⽹项⽬,那你⼤可放⼼,不⽤任何架构⽽⾔,但是如果你的项⽬是外⽹项⽬,呵呵哒。
6、以前还有⼈在使⽤类似于velocity/freemarker等模板框架来⽣成静态页⾯,仁者见仁智者见智。
7、这篇⽂章主要的⽬的是说jsp在⼤型外⽹java web项⽬中被淘汰掉,可没说jsp可以完全不学,对于⼀些学⽣朋友来说,jsp/servlet等相关的java web基础还是要掌握牢的,不然你以为springmvc这种框架是基于什么来写的?
8、如果页⾯上有⼀些权限等等相关的校验,那么这些相关的数据也可以通过ajax从接⼝⾥拿。
9、对于既可以前端做也可以后端做的逻辑,我建议是放到前端,为什么?因为你的逻辑需要计算资源进⾏计算,如果放到后端去run逻辑,则会消耗带宽&内存&cpu等等计算资源,你要记住⼀点就是服务端的计算资源是有限的,⽽如果放到前端,使⽤的是客户端的计算资源,这样你的服务端负载就会下降(⾼并发场景)。类似于数据校验这种,前后端都需要做!
10、前端需要有机制应对后端请求超时以及后端服务宕机的情况,友好的展⽰给⽤户。
九、扩展阅读
1,其实对于js,css,图⽚这类的静态资源可以考虑放到类似阿⾥云的oss这类⽂件服务器上(如果普通的服务器&操作系统,存储在到达pb级的⽂件后,或者单个⽂件夹内的⽂件数量达到3-5万,io会很严重的性能问题),在在oss上配cdn(全国⼦节点加速),这样你的页⾯打开的速度向飞⼀样,⽆论在全国哪个地⽅,并且你的NGINX的负载会进⼀步降低。
2,如果你要玩轻量级微服务架构,要使⽤node.js做⽹关,⽤node.js的好处还有利于seo优化,因为NGINX只是、向浏览器返回页⾯静态资源,⽽过捏的搜索引擎爬⾍只会抓取静态数据,不会解析页⾯的js,这使得应⽤得不到良好的搜索引擎⽀持。同时因为nginx不会进⾏页⾯的组装渲染,需要把静态页⾯返回浏览器,然后完成渲染⼯作,这加重了浏览器的渲染负担。浏览器发起的请求经过nginx进⾏分发,URL请求同意分发到node.js,在node.js中进⾏页⾯的组装渲染;APi请求直接发送到后端服务器,完成响应。
3,如果遇到跨域问题,spring4的CROS可以完美解决,但是⼀般使⽤nginx反向代理都不会有跨域问题,除⾮你把前后端服务分成2个域名。JSONP的⽅式也被淘汰掉了。
4,如果想玩多端应⽤,注意去掉tomcat原⽣的session机制,要使⽤token机制,使⽤缓存(因为是分布式系统),做单点,对于token机制安全性问题,可以搜⼀下jwt
5,前端项⽬中可以加⼊mock测试(构造虚拟对象来模拟后端,可以独⽴开发和测试),后端需要有
详细的测试⽤例,保证服务的可⽤性和稳定性。
⼗,总结
前后端分离并⾮仅仅是⼀种开发模式,⽽是⼀种架构模式(前后端分离结构)。千万不要以为只有在撸代码的时候把前后端分开就是前后端分离了,需要区分前后端项⽬。前后端项⽬是2个项⽬,放在不同的服务器,需要独⽴部署,2个不同的⼯程,2个不同的代码库,不同的开发⼈员。前后端⼯程师需要约定交互接⼝,实现并⾏开发,开发结束后需要进⾏独⽴部署,前端通过ajax来调⽤http请求调⽤后端的restful.前端只需要关注页⾯样式和动态数据的解析&渲染,⽽后端专注于业务逻辑。
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