前后端分离实践

在传统的web应用开发中，大多数的程序员会将浏览器作为前后端的分界线。将浏览器中为用户进行页面展示的部分称之为前端，而将运行在服务器，为前端提供业务逻辑和数据准备的所有代码统称为后端。

由于前后端分离这个概念相对来说刚出现不久，很多人都是只闻其声，不见其形，所以可能会对它产生一些误解，误以为前后端分离只是一种web应用开发模式，只要在web应用的开发期进行了前后端开发工作的分工就是前后端分离。

其实前后端分离并不只是开发模式，而是web应用的一种架构模式。在开发阶段，前后端工程师约定好数据交互接口，实现并行开发和测试；在运行阶段前后端分离模式需要对web应用进行分离部署，前后端之前使用HTTP或者其他协议进行交互请求。然而作为一种架构模式，我们在实施的过程中主要对以下四个方面来进行比较和重新认识。

前后端分离大概可以从四个方面来理解：

（1）交互形式

（2）代码组织方式

（3）开发模式

（4）数据接口规范流程

一、交互形式

在前后端分离架构中，后端只需要负责按照约定的数据格式向前端提供可调用的API服务即可。前后端之间通过HTTP请求进行交互，前端获取到数据后，进行页面的组装和渲染，最终返回给浏览器。

二、代码组织方式

在传统架构模式中，前后端代码存放于同一个代码库中，甚至是同一工程目录下。页面中还夹杂着后端代码。前后端工程师进行开发时，都必须把整个项目导入到开发工具中。

而前后端分离模式在代码组织形式上有以下两种:

（1）半分离

前后端共用一个代码库，但是代码分别存放在两个工程中。后端不关心或很少 关心前端元素的输出情况，前端不能独立进行开发和测试，项目中缺乏前后端 交互的测试用例。

（2）分离  

前后端代码库分离，前端代码中有可以进行Mock测试(通过构造虚拟测试对 象以简化测试环境的方法)的伪后端，能支持前端的独立开发和测试。而后端代码中除了功能实现外，还有着详细的测试用例，以保证API的可用性，降低集成风险。

三、开发模式

我们之前的架构属于传统的MVC架构，整体没有进行前后端分离，在项目的开发阶段，前端工程师负责编写HTML，完成前端的页面设计并套页面，然后再使用模板技术将写好的前端代码转换为Smarty脚本，同时内嵌一些后端提供的模板变量和一些逻辑操作。应用运行期，将全部代码进行打包，和后端代码部署到同一服务器上，同时会进行简单的动静态分离部署。

此时，应用的开发流程如下图所示。

而在实现前后端分离架构之后，前端工程师只需要编写HTML、js、CSS等前端资源，然后通 过HTTP请求调用后端提供的服务即可。除了开发期的分离，在运行期前后端资源也 会进行分离部署。

前后端分离之后，开发流程将如下图所示。

通过上面的两幅流程图，不难发现，在开发模式上，前后段分离不仅仅只是工程师的分工开发，更重要的意义在于 实现了前后端的并行开发，简化了开发流程 。

四、数据接口规范流程

在开发期间前后端共同商定好数据接口的交互形式和数据格式。然后实现前后端的并行开发，其中前端工程师再开发完成之后可以独自进行mock测试，而后端也可以使用接口测试平台进行接口自测，然后前后端一起进行功能联调并校验格式，最终进行自动化测试。

分离的四个好处

前后端分离模式和传统的web应用架构相比有很大的不同，到底分还是不分，这还真是个问题。

从目前应用软件开发的发展趋势来看，主要有两方面需要注意：

（1）越来越注重用户体验，随着互联网的发展，开始多终端化。

（2）大型应用架构模式正在向云化、微服务化发展。

我们主要通过前后端分离架构，为我们带来以下四个方面的提升：

（1）为优质产品打造精益团队

通过将开发团队前后端分离化，让前后端工程师只需要专注于前端或后端的开发工作，是的前后端工程师实现自治，培养其独特的技术特性，然后构建出一个全栈式的精益开发团队。

（2）提升开发效率

前后端分离以后，可以实现前后端代码的解耦，只要前后端沟通约定好应用所需接口以及接口参数，便可以开始并行开发，无需等待对方的开发工作结束。与此同时，即使需求发生变更，只要接口与数据格式不变，后端开发人员就不需要修改代码，只要前端进行变动即可。如此一来整个应用的开发效率必然会有质的提升。

（3）完美应对复杂多变的前端需求

如果开发团队能完成前后端分离的转型，打造优秀的前后端团队，开发独立化，让开发人员做到专注专精，开发能力必然会有所提升，能够完美应对各种复杂多变的前端需求。

（4）增强代码可维护性

前后端分离后，应用的代码不再是前后端混合，只有在运行期才会有调用依赖关系。

应用代码将会变得整洁清晰，不论是代码阅读还是代码维护都会比以前轻松。

需要进行前后端分离的场景

任何一项技术以及架构都不是适用于任何场景，前后端分离同样也是如此。虽然前后端分离架构能带来许多的好处，但前提是建立在开发团队合适的基础上的。

（1）页面布局复杂，使用了主题和样式。

（2）需要有较高的页面渲染效果

（3）前端页面中包含复杂业务逻辑

（4）页面需要渲染的数据量较大

像这种 重前端 的应用我们综合考虑了各种情况，最终决定采用前后端分离架构。

部署方案

前后端分离之后，应用在部署时也需要进行前后端分离。在进行前后端分离方案选择时，需要结合项目的实际情况和用户来考虑。

分离之前的架构

前后端分离之前，网盘的后端架构是Nginx服务和后端的PHP服务以及前端的静态资源都是部署在同一台服务器上。当浏览器发起访问请求时，如何请求的是静态资源，Nginx直接把静态资源返回给服务器；如果请求的是页面或后端服务，则经Nginx将请求转发到后端的PHP服务器，完成响应后经Nginx返回到浏览器。

注：此图中的Nginx属于后端机，主要针对前端机Nginx转发过来的请求进行识别弄转发给本机的PHP服务；前端机和后端机各有一个Nginx服务。

这个方案比较简单，易于实现，而且能到达前后端解耦的目的。而且很多公司目前都是基于这种架构或者一定的变形来实现的web应用。

但是对于页面量比较大，需要有良好SEO的应用来说，此方案缺点也较为明显。因为 Nginx只是向浏览器返回页面静态资源，而国内的搜索引擎爬虫只会抓取静 态数据， 不会解析页面中的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到浏览器，然后完成渲染工作，这加重了浏览器的渲染负担。

另外，由于这种架构使得前端工程师的工作范围只局限在了浏览器一侧，导致在进行一些特殊的性能优化时，前端工程师无法独立完成，还需要后端开发人员的配合，这也一定程度上影响了双方的进度。

分离之后的架构

前后端分离之后，我们在原先的架构只上再单独增加了一个Node Server作为中间层，将前端资源部署到Node Server中。Node Server还实现了一层数据代理服务，负责与提供数据的后端服务进行通信。

并且还在这个基础上增加并使用了前端机 （前端机是对所有的请求进行预处理和负载均衡，然后再转发给后端机。） 的Nginx服务，浏览器发起的请求经过前端机的Nginx进行分发，URL请求统一分发到Node Server，在Node Server中根据请求类型从后端服务器上通过RPC服务请求页面的模板数据，然后进行页面的组装和渲染；API请求则直接转发到后端服务器，完成响应。

注：此图中的Nginx属于前端机。

V8引擎是什么？

众所周知，JavaScript是 解析型语言，我们写好的JavaScript代码会由JavaScript引擎去解析，而V8是JavaScript引擎的一种。

• 在传统意义上，我们会认为解析器是逐条解析（一边执行一边解析），但为了提高JavaScript的解析速度（相当于提高用户体验），在解析的时候做了点“手脚”。

• V8引擎：为了提高解析的性能，引入了一些“后端”的技术(不过他本来就由C++编写的)。它是先将JavaScript源代码转成抽象语法树，然后再将抽象语法树生成字节码。如果发现某个函数被多次调用或者是多次调用的循环体(热点代码)，那就会将这部分的代码编译优化。说白了就是：对热点代码做编译，非热点代码直接解析 。

总结：V8引擎是JavaScript引擎的一种，这个引擎由C++来编写的，性能很不错。

Node.js

浏览器为了安全，没有为JavaScript提供一套IO环境 ，而一门后端语言是肯定能进行网络通信、文件读写(IO)的。

后来，有牛逼的人 把V8引擎搬到了服务端上 ，在V8引擎的基础上 加了网络通信、IO、HTTP等服务端的函数 。取了一个名字叫： Node.js

• 比如通过 libuv 库来进行文件读取，以及建立TCP/UDP连接。通过 xxx 库解析HTTP请求和响应....这些库都是由C/C++来编写的。

所以， Node.js 是运行在服务端的，只不过在基础语言是JavaScript。

前后端分离方案对比

结语

前后端分离并非仅仅只是前后端开发的分工，而是在开发期进行代码存放分离、前后 端开发职责分离，前后端能够独立进行开发测试;在运行期进行应用部署分离， 前后 端之间通过HTTP请求进行通讯。前后端分离的开发模式与传统模式相比，能为我们 提升开发效率、增强代码可维护性，让我们有规划地打造一个前后端并重的精益开发 团队，更好地应对越来越复杂多变的Web应用开发需求。