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万物代码化:从低代码、云开发到云研发

PS:过去的几个月里,我陆陆续续和不同公司的人一起讨论了开发、研发的未来。光是发我写过的几篇文章的链接,已经不能很好地解决问题。所以我决定写一篇长长的文章,来帮助更多地人理解:研发的未来在哪里?

一个逻辑学家可从一滴水推断出大西洋和尼亚加拉瀑布的存在,而不必听说或着见到它们。 —— 《福尔摩斯》

我也是从我的所做、所见、所听中,构建了整个的模型,并非从未来穿越到现在,所以其中的一些设想,可能并非如此准确。

前言

开发了一个又一个项目,撸了一个接一个的轮子,已然习惯了各式各样的软件开发流程。每一种模式自有自己的优缺点,也各自有自己的适用场景。而随着历史车轮的缓缓前进,开发流程都在不断地演进,以致于诸多的人都在想:未来的开发是怎样的?

我亦是如此。(PS:为了让大家更好地理解此文,我先说一下我相关的一些上下文)

2017 年,为了解决微服务和 BFF 的最后一公里问题,我开始研究 Serverless,并写下了国内第一本 Serverless 相关的电子书《Serverless 应用开发指南》。过程中,有幸进入了一个 APP 插件化的项目,顺带学会了移动端的 “微服务” 相关的思想。随在 2018 年,便思考着在前端如何去做微服务,写下了国内最早的微前端电子书《微前端的那些事儿》,后来出版《前端架构:从入门到微前端》。自此,大抵说得上是掌握了应对大型应用和轻量级应用的架构设计方案。

2019 年初,我开始思考开发流程的各种自动化,便基于自身的经验和开源社区的项目,构思了低代码/无代码系统架构的设计,也就有了国内最早的低代码架构设计的文章《无代码编程》。随后,我不断去探索尝试一些更好的解决方案,其中一个方案便是《云研发:研发即代码》。(PS:不好意思走得太快了)

装逼到此结束。


云研发路线图

有了上述的各种蛛丝马迹,我想很多人已经有了一个大体上也能有点印象:

云研发

这个图略微复杂一点(有些线也没划上),它展示的是组织内前后端能力复用的过程。而云开发、低代码之所以能在某些组织内落地,很大一部分原因也来自于:持续性的能力复用。有了这张图,我们可以很容易推层出其中的实施过程。

按照这个路线图,我把整个过程划分为四部分:

  1. 云开发。即软件的开发流程都可以在云端完成,所有相关人员只需要一浏览器就能完成工作。
  2. 低代码。需求的变更,可以影响到代码的生成。
  3. 万物代码化。由低代码到无代码、云研发的关键技术。
  4. 云研发。某个需求的变更,能直接完成部署。如需求对数值的更改,能直接映射到代码的修改,并上线。

如果你还没有放弃此文的话,让我们继续往下走。

实施过程

总体来说,我把实施过程划分为了四步:

  1. 构建能力复用平台
  2. 精心设计胶水式框架及能力
  3. 完成生命周期闭环:定制胶水语言
  4. 建立双向反馈,以持续优化:同构

事实上,如果你熟悉 DevOps 的实施流程的话,它与这个实施过程还是相似:

  1. 闭环
  2. 建立反馈
  3. 持续优化

稍有有点不同的是,云研发的建立过程要更为精细化许多。

1. 构建能力复用平台

继续从上图中的左下角的方块讲起。近几年,中台十分火热,不断有新概念,也不被地被置疑。我并非一个中台专家,从个人的角度来看待,中台更像是一个垃圾回收站。而受部门墙的影响,大型组织下的部门的核心业务,到底不会交由中台来管理?便是另外一个问题。

但是不论中台的结果怎样,它做了一件有了不起的事情,引发了管理者对于服务复用的思考。提升复用率,意味着提升组织的整体效能,减少了一定的内部浪费。

同样的,这种复用的机制,也出现在组织内的前端基础建设、APP 基础设施建设等等。它们出现的本质就是为了提升组织级的开发效率,减少创造重复的轮子。

所以,落地组织级别的云研发有一个很大的前提是,能实现组织内的技术能力复用。这里的组织是相对的,因为大公司的某一部部门本身类似于中型公司的开发能,以此类推。所以,在公司这一级别上,他们可能会有各种重复的轮子,其主要受限于各自的场景及未来的假设之间的差异。

2. 精心设计胶水式框架及能力

技术能力复用,意味着:我们可以把上述的每个技术能力视为一个个的乐高。在构建应用的时候,我们只需要学会如何去组装它们即可。而为了组装它们,我们需要:

  1. 编制它们之间的粘合规则。
  2. 设计粘合适配层,用于防腐和适配未来的新架构。
  3. 制造各种粘合剂,以便于连接系统的各个部分。

因此,我们还需要一些支持快速粘合的技术作为支撑:

  • 后端接口快速适配。从过程中有,微服务 -> BFF -> Serverless -> Serverless Components,直到把基础设施弱化
  • 前端组件快速复用。这一点上便有:组件 -> 微前端架构 -> Web Components
  • APP 快速接入。从技术上来说有:小程序、APP 插件化、H5 等

一旦完成了这些技术能力,就可以关注于如何完善胶水层。

3. 完成生命周期闭环:定制胶水语言

只凭上述的两步,我们大可以完成一个简易的云研发系统。但是而为了系统的未来演进,还需要一些更先进的能力,以便于我们解耦各个开发过程。这样一来,我们可以轻松更换其中的组件,而不至于因为组件的替换,引起系统架构的巨大变化。

譬如,我们已经有了 Web 部分的快速开发,现在要支撑起 APP 的快速开发。我们不需要一起改动上下游的代码,只需根据定义好我们的接口,各自的改动都是独立的不受影响的。哪怕我们是通过采购的供应商,也可以轻松地替换供应商,避免供应商锁定。这样的接口包含了结构和数据,所以我倾向于 DSL(领域特定语言)来完成。

  • 通过在线 IDE 隐藏胶水细节。
  • 创建 DSL(领域特定语言)连接生命周期的两两节点。(PS:节点间的 DSL 是不同的)
  • 建立起系统的闭环。如通过运营数据节点里,可以直接创建用户故事,来优化系统

尽管这些胶水语言会在前期增加系统的复杂度,但是它无往而不利。

4. 建立反向反馈,以持续优化:同构

在抽象代数中,同构指的是一个保持结构的双射。在更一般的范畴论语言中,同构指的是一个态射,且存在另一个态射,使得两者的复合是一个恒等态射。

有过使用 DreamWeaver、WinForm 等拖拽式开发经验的开发人员,都对这种形式的低代码开发有点反感。其中的主要因由有,当我修改完代码之后,无法反馈到设计上。也因此造成了一个问题,拖拽只适用于设计阶段。当后期代码发生变更时,便无法进行演进。

解决这个问题的办法,除了更新代码生成机制,还有一种方式是通过 DSL (领域特定语言)来建立反向反馈。如设计专用的工具,来将代码的修改同步设计上,同时改变架构设计的 DSL 代码。换句话来说,通过 DSL 来建立起步骤之间的桥梁。

  • 架构同构。即已完成的代码进行解析,其生成的架构设计与模型设计是一致的。
  • 设计同构。对已设计的前端组件进行解析,其与 UI 设计图生成的模型是一致的。
  • 需求同构。对已编写的测试用例筛选解析,其与原始的需求是一致的。
  • ……

简单地来说,我们要保证系统的各个节点的一致性。最终所呈现的结果是:如果节点间不一致的话,那么只能是原始需求有问题。为此,开发人员进行的代码修改,应当是通过 DSL 的形式一步步回溯,直至自动修改了需求,或者映射到需求的问题上。

所以,需要把生命周期的每一个过程都代码化。

三个要素

在那篇《云研发:研发即代码》 中,我们介绍了云研发的三要素,在这里仍然是我么有和的。

  1. 微架构:胶水。微架构,即以模块化的组合方式协同构建大型应用(前端、后端、APP等)的架构方式。每个微应用都可以独立开发、独立部署、独立运行,对应的替换的方式有模块化、子模块的方式,微服务、APP 插件化(独立构建、独立运行)、微前端等。
  2. 代码化:胶水标准化。代码化,即通过创建领域特定语言来描述某一特定的事物或流程,以用于描述它在数字世界的孪生。
  3. 协作设计:文化。从诸多组织实施 DevOps 的过程,我们就可以看到:要打破部门墙并不是一件容易的事。这事实上,这才是云研发的成功关键,要让打通生命周期,意味着要打通一个个的部门墙。让各方达到目的一致,怕是得由各种绩效来保证。

有了这些理论与要素之后,剩下的就是一步步的往上堆砌代码了。

云开发

随着持续部署、DevOps 在各个企业的推进,越来越多的企业已经有完善的基础设施,软件开发团队只需要一个在线的 IDE,就可以完成开发工作,这就进入了云开发时代。

什么是云开发?

云开发,是一种将开发过程完全迁移至云端的云原生开发模式,开发者可以在浏览器端、客户端完成一切的软件开发活动,如代码修改、调度、本地构建、代码提交、部署等等活动。其展示形式往往是通过在线 IDE 的形式完成。

在过去的一二年里,有越来越多的云厂商,选择了云开发的模式。值得注意的是,我们在这里定义的云开发和国内云厂商定义的云开发略有不同。国内云厂商所针对的是轻量级的应用开发,这里我们所针对的是所有场景下的云开发模式。换句话来说,支持轻量级应用开发是一个必由之路(MVP)。

对于一个云开发产品来说,它具备了这么一些关键要素:

  1. 云 IDE。
  2. 分钟级部署的基础设施
  3. 生命周期打通

依旧,最难的仍然是生命周期打通。

1. 云 IDE

在这里,我们所讨论的是云 IDE 集成开发环境。它意味着,我们需要将其作为入口,封装各种细节。也因此,它并不仅仅是一个编辑器能完成的。

只是呢,我们可以基于成熟的开源的云编辑器来完成基础部分:

  • VSCode Online(业内:腾讯云 Coding)
  • Eclipse Theia (兼容 VS Code,业内:华为 DevCloud)
  • Monaco Editor(VS Code 基于 Monaco)

随后,通过插件来扩展我们所需要的各种能力,打通一个个的环节。

2. 分钟级部署的基础设施

在云开发的模式下,我们需要多种模式的快速部署:

  • 轻量级场景。如 BFF / Serverless + 小程序
  • 开发态容器化(可选)。即在浏览器修改代码时,有一台类本地的环境在后台运行,并实现快速预览。
  • 常规部署。

这些模式都已经具备一定的成熟度,只是需要基础设施来配套上开发者的手速。

3. 生命周期打通

在我们解决了代码问题之后,我们还需要做各种集成,以保证:

  1. IDE 支持与需求的相关联。
  2. 代码与版本控制系统的关联。
  3. 临时的流水线与部署环境。
  4. ……

当然了,各个地方有了 API 之后,就不是问题了,唯一要考虑的可能是服务器成本。而这个成本呢,可以从开发机器上补回来。

如何验证云开发是成熟的?

如何验证一个云开发平台是成熟的?

关于这一点非常的简单:自举 —— 它用于云开发的代码使用云开发环境完成的。

低代码

云开发和低代码并没有太多的联系,既然我们不在云环境开发,依旧可以选择低代码技术。唯一有意思的是,它们所需求的基础设施是相似的。既然如此,那么为什么我们在选择架构的时候,不多走一步呢?

什么是低代码?

无代码/低代码是一种创建应用的方法,它可以让开发人员使用最少的编码知识,来快速开发应用程序。它可以在图形界面中,使用可视化建模的方式,也可以通过领域特定语言,来组装和配置应用程序。开发者可以直接跳过所有的基础架构,只关注于使用代码来实现业务逻辑。

PS:关于『无代码编程』 的更多内容可以在我的 GitHub 上查看如何设计:https://github.com/phodal/lowcode 。

这里我们只是介绍它的几个关键因素:

  1. 生命周期自动化
  2. 流程代码化、数据化
  3. 持续完善的基础设施

过程同样不复杂,但是它的场景比较有限,远不如云开发来得实在一点。不过,对于这些有限的场景来说,低代码有非常大的优势 —— 特定的场景,模式是特定的,能大大节省成本。

1. 生命周期自动化

低代码最吸引人的一点是,拖拉拽就可以快速预览和上线。这意味着,在这种模式之下,融合了软件开发生命周期几个步骤,需求、设计、编码、构建、部署、运营(+运维),并实现了部分的自动化。

为此在这个要素上,它同理于云开发模式,只是要求的范围更大。所以,我们需要打通更多地环节,才能实现更多的自动化。

2. 流程代码化、数据化

在低代码的流转过程中,系统需要存储中间态的结构化数据,或者是领域特定语言编写的数据,以解耦不同环节。

对于一个组织而言,如果计划购买一个低/无代码编程平台,那么需要一个中间态的语言或者数据。我们已经在先前解释了其目的,这里就不重复介绍了。

3. 持续完善的基础设施

在实施低代码时,它需要大量的基础设施,如:

  • 大量快速可用的后端 API
  • 分钟级部署后端 API
  • UI 组件集丰富
  • ……

除此,过程中还会有各种的新需求接入,因此还需要不断地完善:

  • 方便与第三方服务集成。
  • 灵活性。支持多语言等。
  • 对应基础设施接入机制。

低代码的复杂度

复杂度同力一样不会消失,也不会凭空产生,它总是从一个物体转移到另一个物体或一种形式转为另一种形式。

我们尝试降低一部分开发者得难度的同时,也意味着我们需要将这部分复杂度拉由自身来不来解决。

万物代码化

代码化,即通过创建领域特定语言来描述某一特定的事物或流程,以用于描述它在数字世界的孪生。

代码化是我们实现从低代码到无代码的一个过程,关于如何实践其的代码化,可以关注我后续的文章。在那一篇《云研发:研发即代码》中,我们把其划为了六步:

  1. 需求代码化。使用 DSL 描述需求,并能转换为设计 DSL。
  2. 设计代码化。完善设计 DSL,并成架构模型和 UI 设计。同时,实现设计结果到需求的反馈。
  3. 代码代码化。创建通用语言,以生成不同语言的代码。同时,代码来反馈到设计。
  4. 构建构建化。代码提交自动创建构建,构建自动销毁。
  5. 部署代码化。代码描述部署方式,并实现各个环境的自动化、自部署。
  6. 运营代码化。所有运营、运维操作都可以通过 DSL 来描述;根据线上反馈结果,能自动创建需求优化。

为了配合它,还需要其它的代码化模式:

  • 文档代码化。
  • 合规代码化。
  • ……

嗯,这就是人生的乐趣。所以,是时候准备招一些能造飞机的程序员了。从毕业生中培养,或许是一个更好的主意。

云研发

最后,让我再稍微总结一下这篇文章。

什么是云研发

云研发,是一种生于云上的闭环 + 代码化的软件开发方式。它可以让业务人员、开发人员、运营人员等在同一个云端共同协作、透明化地完成整个软件的生命周期(需求、设计、编码、构建、部署、运营),而非相互隔离,又或者是借助于多个软件才能完成工作。

它需要我们在这篇文章里提到的一系列要素,并整合起来:

  1. 代码化。
  2. 全生命周期打通。
  3. 协作式设计。

所以,整体的实施过程便是:

  1. 具备基本的远程编程能力及自动化部署。即代码无需在本地
  2. 在云端能完成软件开发的完整生命周期。能在云端完成所有的软件开发的工作,并且配套
  3. 云研发平台上的云研发平台。(自举)
  4. 借助于代码化的方式,将软件开发的每一个步骤都变成代
  5. 实现开发全流程的自动优化。如自动化的蓝绿部署,自动化选择方案,自动化优化。
  6. 无人编程。Human Over

无代码

真正的无代码,可以使得碳基生物已经不需要存在了。

其它

就这么多,凑点字数到 5000。

示例代码:

  • https://github.com/phodal/story
  • https://github.com/phodal/design
  • https://github.com/phodal/code
  • https://github.com/phodal/code

相关文章:

  • https://github.com/phodal/ascode.ink
  • https://github.com/phodal/lowcode
  • https://github.com/phodal/cloud-dev

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这不是一本深入前端、后台、运维、设计、分析等各个领域的书籍。本书以实践的方式,将这一系列的领域及理论知识结合到一起,来帮助读者构建全栈Web 开发的知识体系,并辅以精益及敏捷的思想,来一步步开发Web 应用:从创建一个UI 原型到编写出静态的前端页面;从静态的前端页面到带后台的应用,并部署应用;从Web 后台开发API 到开发移动Web 应用。在这个过程中,我们还将介绍一些相辅相成的步骤:使用构建系统来加速Web 应用的开发;为应用添加数据分析工具来改进产品;使用分析工具来改善应用的性能;通过自动化部署来加快上线流程;从而帮助读者开发出一个真正可用的全栈 Web 应用。同时,我们也将帮助读者把这些步骤应用到现有的系统上,改进现有系统的开发流程。

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Phodal Huang

Developer, Consultant, Writer, Designer

ThoughtWorks 高级咨询师

工程师 / 咨询师 / 作家 / 设计学徒

开源深度爱好者

出版有《前端架构:从入门到微前端》、《自己动手设计物联网》、《全栈应用开发:精益实践》

联系我: h@phodal.com

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