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前后端分离架构:Web 实现前后端分离,前后端解耦

时间:2023-01-11 14:11:57浏览次数:38  
标签:Web 前后 请求 前端 分离 jsp 服务器 页面

一、前言
”前后端分离“已经成为互联网项目开发的业界标杆,通过Tomcat+Ngnix(也可以中间有个Node.js),有效地进行解耦。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。
前后端分离(解耦)的核心思想是:前端Html页面通过Ajax调用后端的RestFul API并使用Json数据进行交互。
注:【在互联网架构中,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、为什么前后端分离
一般公司后端开发人员直接兼顾前端的工作,一边实现API接口,一边开发页面,两者互相切换着做,而且根据不同的url动态拼接页面,这也导致后台的开发压力大大增加。前后端工作分配不均。不仅仅开发效率慢,而且代码难以维护。
而前后端分离的话,则可以很好的解决前后端分工不均的问题,将更多的交互逻辑分配给前端来处理,而后端则可以专注于其本职工作,比如提供API接口,进行权限控制以及进行运算工作。而前端开发人员则可以利用nodejs来搭建自己的本地服务器,直接在本地开发,然后通过一些插件来将api请求转发到后台,这样就可以完全模拟线上的场景,并且与后台解耦。前端可以独立完成与用户交互的整一个过程,两者都可以同时开工,不互相依赖,开发效率更快,而且分工比较均衡。
三、从MVC到前后端分离
MVC 是一种经典的设计模式,全名为 Model-View-Controller,即 模型-视图-控制器。
其中,模型 是用于封装数据的载体,例如,在 Java 中一般通过一个简单的 POJO(Plain Ordinary Java Object)来表示,其本质是一个普通的 Java Bean,包含一系列的成员变量及其 getter/setter 方法。对于 视图 而言,它更加偏重于展现,也就是说,视图决定了界面到底长什么样子,在 Java 中可通过 JSP 来充当视图,或者通过纯 HTML 的方式进行展现,而后者才是目前的主流。模型和视图需要通过 控制器 来进行粘合,例如,用户发送一个 HTTP 请求,此时该请求首先会进入控制器,然后控制器去获取数据并将其封装为模型,最后将模型传递到视图中进行展现。
综上所述,MVC 的交互过程如下图所示:

也就是说,我们输入的是 AJAX 请求,输出的是 JSON 数据,市面上有这样的技术来实现这个功能吗?答案是 REST。
REST 全称是 Representational State Transfer(表述性状态转移),它是 Roy Fielding 博士在 2000 年写的一篇关于软件架构风格的论文,此文一出,威震四方!国内外许多知名互联网公司纷纷开始采用这种轻量级的 Web 服务,大家习惯将其称为 RESTful Web Services,或简称 REST 服务。
如果将浏览器这一端视为前端,而服务器那一端视为后端的话,可以将以上改进后的 MVC 模式简化为以下前后端分离模式:

可见,有了 REST 服务,前端关注界面展现,后端关注业务逻辑,分工明确,职责清晰。
四、认识Rest架构
REST 本质上是使用 URL 来访问资源种方式。众所周知,URL 就是我们平常使用的请求地址了,其中包括两部分:请求方式 与 请求路径,比较常见的请求方式是 GET 与 POST,但在 REST 中又提出了几种其它类型的请求方式,汇总起来有六种:GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS。
尤其是前四种,正好与CRUD(Create-Retrieve-Update-Delete,增删改查)四种操作相对应,例如,GET(查)、POST(增)、PUT(改)、DELETE(删),这正是 REST 与 CRUD 的异曲同工之妙!需要强调的是,REST 是“面向资源”的,这里提到的资源,实际上就是我们常说的领域对象,在系统设计过程中,我们经常通过领域对象来进行数据建模。
REST 是一个“无状态”的架构模式,因为在任何时候都可以由客户端发出请求到服务端,最终返回自己想要的数据,当前请求不会受到上次请求的影响。也就是说,服务端将内部资源发布 REST 服务,客户端通过 URL 来访问这些资源,这不就是 SOA 所提倡的“面向服务”的思想吗?所以,REST 也被人们看做是一种“轻量级”的 SOA 实现技术,因此在企业级应用与互联网应用中都得到了广泛应用。
下面我们举几个例子对 REST 请求进行简单描述:

可见,请求路径相同,但请求方式不同,所代表的业务操作也不同,例如,/advertiser/1 这个请求,带有 GET、PUT、DELETE 三种不同的请求方式,对应三种不同的业务操作。
虽然 REST 看起来还是很简单的,实际上我们往往需要提供一个 REST 框架,让其实现前后端分离架构,让开发人员将精力集中在业务上,而并非那些具体的技术细节。
五、前后端分离意义大吗?
1、该网站前端变化远比后端变化频繁,则意义大。
2、该网站尚处于原始开发模式,数据逻辑与表现逻辑混杂不清,则意义大。
3、该网站前端团队和后端团队分属两个领导班子,技能点差异很大,则意义大。
4、该网站前端效果绚丽/跨设备兼容要求高,则意义大。
六、术业有专攻(开发人员分离)
以前的JavaWeb项目大多数都是java程序员又当爹又当妈,又搞前端(ajax/jquery/js/html/css等等),又搞后端(java/mysql/oracle等等)。
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,那么他毕竟什么都不精。
大中型公司需要专业人才,小公司需要全才,但是对于个人职业发展来说,我建议是分开。
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原理及源码,linux,mysql事务隔离与锁机制,mongodb,http/tcp,多线程,分布式架构(dubbo,dubbox,spring cloud),弹性计算架构,微服务架构(springboot+zookeeper+docker+jenkins),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。
对于前端工程师:
把精力放在html5,css3,jquery,angularjs,bootstrap,reactjs,vuejs,webpack,less/sass,gulp,nodejs,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,性能优化等等。
前端追求的是:页面表现,速度流畅,兼容性,用户体验等等。
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七、耦合时代
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(controller/action),业务层(service/manage),持久层(dao)。
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(jstl/el/struts标签等)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(tomcat/jboss/weblogic/websphere/jetty/resin)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(www.xxx.com),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服务器找到你的服务器外网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(先不聊服务器集群,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。
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,将服务器做成集群,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???(引用:《架构探险-轻量级微服务架构》,黄勇)
正常的互联网架构,是都要拆开的,你的web服务器集群,你的应用服务器集群+文件服务器集群+数据库服务器集群+消息队列集群+缓存集群等等。
JSP的痛点
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,因此也没有那么苛刻的性能要求,但现在是大数据时代,对于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逐渐不能满足我们,因此我们需要需找一种解耦的方式,来大幅度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,图片的等等。
一旦服务器出现状况,前后台一起玩完,用户体验极差。
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(因为页面中经常会出现大量的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java的web服务器里运行(例如tomcat,jetty,resin等),无法使用nginx等(nginx据说单实例http并发高达5w,这个优势要用上),
性能提不上来。
4、第一次请求jsp,必须要在web服务器中编译成servlet,第一次运行会较慢。
5.每次请求jsp都是访问servlet再用输出流输出的html页面,效率没有直接使用html高(是每次哟,亲~)。
6、jsp内有较多标签和表达式,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(例如eclipse),以及需要配置各种后端的开发环境,你们有考虑过前端工程师的感受吗。
基于上述的一些痛点,我们应该把整个项目的开发权重往前移,实现前后端真正的解耦!

标签:Web,前后,请求,前端,分离,jsp,服务器,页面
From: https://www.cnblogs.com/blueice1204/p/17043528.html

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