Web 開發模式演變歷史和趨勢

　　今天的《前端文摘》給大家分享一篇玉伯的文章。文章詳細介紹了 Web 開發的四種常用模式以及未來可能成為流行趨勢的 Node 全棧開發模式，相信你看了以後一定會有收穫。

　一、簡單明快的早期時代

　　可稱之為 Web 1.0 時代，非常適合創業型小專案，不分前後端，經常 3-5 人搞定所有開發。頁面由 JSP、PHP 等工程師在服務端生成，瀏覽器負責展現。基本上是服務端給什麼瀏覽器就展現什麼，展現的控制在 Web Server 層。

　　這種模式的好處是：簡單明快，本地起一個 Tomcat 或 Apache 就能開發，除錯什麼的都還好，只要業務不太複雜。

　　然而業務總會變複雜，這是好事情，否則很可能就意味著創業失敗了。業務的複雜會讓 Service 越來越多，參與開發的人員也很可能從幾個人快速擴招到幾十人。在這種情況下，會遇到一些典型問題：

　　1、Service 越來越多，呼叫關係變複雜，前端搭建本地環境不再是一件簡單的事。考慮團隊協作，往往會考慮搭建集中式的開發伺服器來解決。這種解決方案對編譯型的後端開發來說也許還好，但對前端開發來說並不友好。天哪，我只是想調整下按鈕樣式，卻要本地開發、程式碼上傳、驗證生效等好幾個步驟。也許習慣了也還好，但開發伺服器總是不那麼穩定，出問題時往往需要依賴後端開發搞定。看似僅僅是前端開發難以本地化，但這對研發效率的影響其實蠻大。

　　2、JSP 等程式碼的可維護性越來越差。JSP 非常強大，可以內嵌 Java 程式碼。這種強大使得前後端的職責不清晰，JSP 變成了一個灰色地帶。經常為了趕專案，為了各種緊急需求，會在 JSP 裡揉雜大量業務程式碼。積攢到一定階段時，往往會帶來大量維護成本。

　　這個時期，為了提高可維護性，可以通過下面的方式實現前端的元件化：

 　　理論上，如果大家都能按照最佳實踐去書寫程式碼，那麼無論是 JSP 還是 PHP，可維護性都不會差。但可維護性更多是工程含義，有時候需要通過限制帶來自由，需要某種約定，使得即便是新手也不會寫出太糟糕的程式碼。

　　如何讓前後端分工更合理高效，如何提高程式碼的可維護性，在 Web 開發中很重要。下面我們繼續來看，技術架構的演變如何解決這兩個問題。

　二、後端為主的 MVC 時代

　　為了降低複雜度，以後端為出發點，有了 Web Server 層的架構升級，比如 Structs、Spring MVC 等，這是後端的 MVC 時代。 

 　　程式碼可維護性得到明顯好轉，MVC 是個非常好的協作模式，從架構層面讓開發者懂得什麼程式碼應該寫在什麼地方。為了讓 View 層更簡單幹脆，還可以選擇 Velocity、Freemaker 等模板，使得模板裡寫不了 Java 程式碼。看起來是功能變弱了，但正是這種限制使得前後端分工更清晰。然而依舊並不是那麼清晰，這個階段的典型問題是：

　　1、前端開發重度依賴開發環境。這種架構下，前後端協作有兩種模式：一種是前端寫 demo，寫好後，讓後端去套模板。淘寶早期包括現在依舊有大量業務線是這種模式。好處很明顯，demo 可以本地開發，很高效。不足是還需要後端套模板，有可能套錯，套完後還需要前端確定，來回溝通調整的成本比較大。另一種協作模式是前端負責瀏覽器端的所有開發和伺服器端的 View 層模板開發，支付寶是這種模式。好處是 UI 相關的程式碼都是前端去寫就好，後端不用太關注，不足就是前端開發重度繫結後端環境，環境成為影響前端開發效率的重要因素。

　　2、前後端職責依舊糾纏不清。Velocity 模板還是蠻強大的，變數、邏輯、巨集等特性，依舊可以通過拿到的上下文變數來實現各種業務邏輯。這樣，只要前端弱勢一點，往往就會被後端要求在模板層寫出不少業務程式碼。還有一個很大的灰色地帶是 Controller，頁面路由等功能本應該是前端最關注的，但卻是由後端來實現。Controller 本身與 Model 往往也會糾纏不清，看了讓人咬牙的程式碼經常會出現在 Controller 層。這些問題不能全歸結於程式設計師的素養，否則 JSP 就夠了。

　　經常會有人吐槽 Java，但 Java 在工程化開發方面真的做了大量思考和架構嘗試。Java 蠻符合馬雲的一句話：讓平凡人做非凡事。

　三、Ajax 帶來的 SPA 時代

　　歷史滾滾往前，2004 年 Gmail 像風一樣的女子來到人間，很快 2005 年 Ajax 正式提出，加上 CDN 開始大量用於靜態資源儲存，於是出現了 JavaScript 王者歸來的 SPA （Single Page Application 單頁面應用）時代。

 

 　　這種模式下，前後端的分工非常清晰，前後端的關鍵協作點是 Ajax 介面。看起來是如此美妙，但回過頭來看看的話，這與 JSP 時代區別不大。複雜度從服務端的 JSP 裡移到了瀏覽器的 JavaScript，瀏覽器端變得很複雜。類似 Spring MVC，這個時代開始出現瀏覽器端的分層架構：

 　　對於 SPA 應用，有幾個很重要的挑戰：

　　1、前後端介面的約定。如果後端的介面一塌糊塗，如果後端的業務模型不夠穩定，那麼前端開發會很痛苦。這一塊在業界有 API Blueprint 等方案來約定和沉澱介面，在阿里，不少團隊也有類似嘗試，通過介面規則、介面平臺等方式來做。有了和後端一起沉澱的介面規則，還可以用來模擬資料，使得前後端可以在約定介面後實現高效並行開發。相信這一塊會越做越好。

　　2、前端開發的複雜度控制。SPA 應用大多以功能互動型為主，JavaScript 程式碼過十萬行很正常。大量 JS 程式碼的組織，與 View 層的繫結等，都不是容易的事情。典型的解決方案是業界的 Backbone，但 Backbone 做的事還很有限，依舊存在大量空白區域需要挑戰。

　　SPA 讓前端看到了一絲綠色，但依舊是在荒漠中行走。

　四、前端為主的 MV* 時代

　　為了降低前端開發複雜度，除了 Backbone，還有大量框架湧現，比如 EmberJS、KnockoutJS、AngularJS 等等。這些框架總的原則是先按型別分層，比如 Templates、Controllers、Models，然後再在層內做切分，如下圖：

 　　好處很明顯：

　　1、前後端職責很清晰。前端工作在瀏覽器端，後端工作在服務端。清晰的分工，可以讓開發並行，測試資料的模擬不難，前端可以本地開發。後端則可以專注於業務邏輯的處理，輸出 RESTful 等介面。

　　2、前端開發的複雜度可控。前端程式碼很重，但合理的分層，讓前端程式碼能各司其職。這一塊蠻有意思的，簡單如模板特性的選擇，就有很多很多講究。並非越強大越好，限制什麼，留下哪些自由，程式碼應該如何組織，所有這一切設計，得花一本的厚度去說明。

　　3、部署相對獨立，產品體驗可以快速改進。

　　但依舊有不足之處：

　　1、程式碼不能複用。比如後端依舊需要對資料做各種校驗，校驗邏輯無法複用瀏覽器端的程式碼。如果可以複用，那麼後端的資料校驗可以相對簡單化。
　　2、全非同步，對 SEO 不利。往往還需要服務端做同步渲染的降級方案。
　　3、效能並非最佳，特別是移動網際網路環境下。
　　4、SPA 不能滿足所有需求，依舊存在大量多頁面應用。URL Design 需要後端配合，前端無法完全掌控。

　五、Node 帶來的全棧時代

　　前端為主的 MV* 模式解決了很多很多問題，但如上所述，依舊存在不少不足之處。隨著 Node.js 的興起，JavaScript 開始有能力執行在服務端。這意味著可以有一種新的研發模式：

　　在這種研發模式下，前後端的職責很清晰。對前端來說，兩個 UI 層各司其職：

　　1、Front-end UI layer 處理瀏覽器層的展現邏輯。通過 CSS 渲染樣式，通過 JavaScript 新增互動功能，HTML 的生成也可以放在這層，具體看應用場景。

　　2、Back-end UI layer 處理路由、模板、資料獲取、cookie 等。通過路由，前端終於可以自主把控 URL Design，這樣無論是單頁面應用還是多頁面應用，前端都可以自由調控。後端也終於可以擺脫對展現的強關注，轉而可以專心於業務邏輯層的開發。

　　通過 Node，Web Server 層也是 JavaScript 程式碼，這意味著部分程式碼可前後複用，需要 SEO 的場景可以在服務端同步渲染，由於非同步請求太多導致的效能問題也可以通過服務端來緩解。前一種模式的不足，通過這種模式幾乎都能完美解決掉。

　　與 JSP 模式相比，全棧模式看起來是一種迴歸，也的確是一種向原始開發模式的迴歸，不過是一種螺旋上升式的迴歸。

　　基於 Node 的全棧模式，依舊面臨很多挑戰：

　　1、需要前端對服務端程式設計有更進一步的認識。比如 network/tcp、PE 等知識的掌握。
　　2、Node 層與 Java 層的高效通訊。Node 模式下，都在伺服器端，RESTful HTTP 通訊未必高效，通過 SOAP 等方式通訊更高效。一切需要在驗證中前行。
　　3、對部署、運維層面的熟練了解，需要更多知識點和實操經驗。
　　4、大量歷史遺留問題如何過渡。這可能是最大最大的阻力。

　六、小結

　　回顧歷史總是讓人感慨，展望未來則讓人興奮。上面講到的研發模式，除了最後一種還在探索期，其他各種在各大公司都已有大量實踐。幾點小結：

　　1、模式沒有好壞高下之分，只有合不合適。
　　2、Ajax 給前端開發帶來了一次質的飛躍，Node 很可能是第二次。
　　3、SoC（關注度分離） 是一條偉大的原則。上面種種模式，都是讓前後端的職責更清晰，分工更合理高效。
　　4、還有個原則，讓合適的人做合適的事。比如 Web Server 層的 UI Layer 開發，前端是更合適的人選。

　　歷史有時候會打轉，咋一看以為是回去了，實際上是螺旋轉了一圈，站在了一個新的起點。

　　相關文件：Web開發技術的演變