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前后端一体化:前后端分离将死?

PS:本文所针对的场景,都是复杂业务场景下的 Web 应用。简单的 Web 应用不适合复杂的架构模式,它为带来巨大的成本。

在接触了领域驱动设计的概念,其中关于核心域的想法让人颇为激动。而在微服务架构中,核心域是一个或者多个服务的域,而位于核心域的核心则是领域模型。简单地来说,对于一个系统来说,它的核心的核心的 ”核心“ 就是:领域模型。

过去,当我们谈及领域模型的时候,我们往往将其置于 Web 后端的领域。当我 GET 了一些基本的理念之后,便尝试整合到前端架构中。去年,我开始了 在项目上的第一次尝试,并在 GitHub 上创建了 clean-frontend 项目,它以 Angular 作为示例,介绍了如何开发一个整洁前端架构的前端应用。

引子 1:模型一致化

我习惯于在公司的项目中引入成熟的框架,从几年前的 Angular.js 到近几年的 Angular,完整的框架能为企业带来更少的维护成本,从而降低软件开发成本。几年前,我们引入了 Angular 之后,便开始大量地 TypeScript 项目实践。作为一个支持静态类型的语言,它非常适合于开发大型应用、企业应用,在这一点上你可以从 React、Vue 等框架建议使用 TypeScript 看到一种趋势。

采纳了 TypeScript 之后,当前端从后端获取到数据之后,那么它需要将 JSON 数据映射到对应的 interface。如此一来,前端的模型也就有了对应的领域模型。而这个数据模型和后端的数据模型应该是完成一致的,但是实际上,它往往是落后的。后端的 API 发生的变更之后,才需要前端同步去修改模型。

而当我作为一个前端的 Tech Lead 来考虑这个问题的时候,我首先想到的是:读取后端的 Java 代码,然后生成对应的前端模型。在没有造 Chapi 的轮子之前,通过 TypeScript Compiler 转换获得对应的类型,是我觉得比较靠谱的方案。在有了 Chapi 之后,我觉得它们都是小问题了。

不过,然后我一想这样做的意义并不大,还不如:套用后端的契约测试,造一个前端的自动化契约测试,即:mest。它通过 API 返回数据和 TypeScript 的 Interface 来完成对于契约的测试。一个简单的测试数据如下:

url,interface
https://phodal.github.io/mest-test/error.json,mock/IError.ts

通过 HTTP 请求获取对应的测试数据,再将其与本地的模型进行比较。

不过呢,我们还要使用 JavaScript 语言重写部分 Java 代码,那么我们为什么不要 JavaScript / TypeScript 重写一切呢?

引子 2:JavaScript / TypeScript 重写一切

遗憾的是,使用 JavaScript 编写后端应用(BFF、胶水层除外),在大部分的大公司是比较难的。内部的生态链和运维影响了技术决策,使用 C++ 不香吗,使用 JavaScript 会存在无人在背后支持。

纯 Node.js 后端应用

在过去的几年里,我建议:小公司的后端应用不要使用 JavaScript / TypeScript 编写,因为运维、监控、APM 等生态尚不够完善。小公司应该优先投资于业务领域,在基础设施的投入见效比较短,除非能控制好开发人员的流动性。

不过,不管怎样,已经有大量的小公司因为人力成本的原因,已经使用上了 Node.js 来开发后端应用。

Serverless 应用

而随着 JavaScript 系生态的完善,基础设施已经不是会成为小公司的负担,我便觉得这是一个好的时机。不过,我指的是采用 Serverlesss 架构,而非自建 JavaScript 系生态。Serverless 不仅帮助小企业解决了基础设施的问题,还能为小企业降低软件运维成本。一旦企业做大之后,也可以自建采用 OpenFaas 等开源方案解决 Serverless 的供应商锁定问题。

不论是 Node.js 后端应用还是 Serverless 应用,因为使用的是同一种语言,我们可以轻松地在前后端之间共享代码,可以是 Git submodule、NPM 包、远程等等的方式。

引子 3:纯编译到 JavaScript

市面上有各种各样支持 compile to js 的语言、框架,诸如于 Kotlin.js、Scala.js、Python.js 等等。

对于小前端的应用来说,这种架构非常的不错。它相当于是渐进式的系统架构方案,当前采用了主流的前端框架,而非传统的后端渲染机制,并统一了技术栈,降低了组织内部的学习成本。不过,它带来额外的调试因素,毕竟每多一层封装,系统的复杂度就需要 * 2。

而为了让框架的使用者支持不同的框架 React、Angular、Vue,这个框架还需要提供这些框架的 bind 或者是 wrapper,以提升框架使用者的幸福感。

但是,我们的挑战依然是复杂的前端应用,以及它难以消除交互的复杂度。

引子 4:共享领域模型/模式库

开始之前,我不得不强调一,领域模型是一种包含数据和行为的抽血模型。

编译到 JavaScript 是一种轻前端的方案,而对于重前端的项目来说,它们完成可以采用一种新的模式:共享领域模型。即将领域模型作为模式库,提供给前后端一起使用。即,我们只需要编译所需要的部分。

这在我使用了 Kotlin 的多平台技术(multiplatform)重写了 Chapi 的 domain 层之后,我意识到了这是一个非常迷人的方案。我即使用在前端代码中使用 Chapi 的领域模型,我还需要在后端的代码中使用这套模型。原先,我需要手动翻译一行行代码,现在我并不需要这样的一个步骤。只需要在 pom.xml、build.gradle 或者是 package.json 中引入依赖及其对应的版本即可。

在引入了这部分的代码之后,我们再关注于 UI 交互部分即可。

引子 5:领域模型编译到 WASM

考虑到并非所有的语言都能支持 compile to JavaScript,一种颇为有效的方式就是使用 WASM。

WebAssembly 或称 wasm 是一个实验性的低端编程语言,应用于浏览器内的客户端。WebAssembly 将让开发者能运用自己熟悉的编程语言编译,再藉虚拟机引擎在浏览器内运行。 —— 维基百科

我尝试将使用 Go 编写的 Coca 编译成 WASM,但是遇到一系列的问题(我已经忘了),体积似乎是个问题,所以我尝试使用 Rust 去构建另外一种可能性。Rust 官方提供了 Rust Webpack Template,因此我可以将其集成到我现有的前端应用中。只是呢,似乎还没有人会使用 Rust 去编写后端应用。

但是 WASM 提供了一种更友好的方式,即我们不需要重写现有的代码,而是只需要添加一些代码,便可以将现有的后端模型代码提到给前端使用。并且,与混淆后的 JavaScript 相比,它看上去更加安全 —— 学习成本更高一些。

引子 6:ComponentLess

在研究 Serverless 和微前端的期间,我突然有了一点想法,我对于客户端领域的 Serverless 式架构有了一些基本的构想,叫:ComponentLess。尽管有了一些基础的理念,但是还缺乏一个真实可用的 Demo,所以我并没有定义出什么是 ComponentLess。

起先,我以为无代码编程是一个 ComponentLess 方向,但是一研究发现并不是。无代码编程倾向于可视化编程,而 ComponentLess 倾向于使用 DSL 编程。就这一点来说,我便偏向于使用 Web Components + WAM 技术来构建新的前端架构。

ComponentLess

从单体应用转向微服务架构的一大特质是,组件(非单指 UI 组件,可以视为服务)由函数调用转向了 HTTP 调用。而 Serverless 进一步地将微服务的服务级别 HTTP 调用,细化为函数级别的 HTTP 调用。

对于前端领域来说,也是如此。微前端将单体应用拆分一个个的独立运行前端应用,我们可以随意地组合这些应用。进一步地,结合诸如于 Web Component 这样的组件级方案,便可以将拆分细分为到 UI 组件的粒度。我们可以使用 (HTML Imports 已遗弃)script 标签从远程导入:

<script type="module" src="my-element.js"></script>
<my-element></my-element>

因此,在未来,不论是前端开发人员,还是开发人员,都可以通过集成组件的方式来开发应用。也就是说,我们只需要关注于编写核心业务代码即可,剩下的部分可以通过一些特殊的方式来实现。

DSL 抽象化代码

ComponentLess + Serverless 是代码即基础设施开始的一个标志。当代码开始作为基础设施的一部分时,代码便需要以某种方式才能组合到一起。在 Serverless Framework 中,开发人员通过配置接入服务端所使用的基础信息。而 YAML 配置本身也是 DSL 的一种,缺乏灵活度,但是使用非常简单。

事实上,这是两个选择:

  • 配置 + 编程语言。 上手容易,迁移难
  • DSL。 上手复杂,易于迁移

但是,无论如何我还是如何 DSL,它听上去有着更丰富的 KPI。至于如何抽象化基础设计代码,可以参考《云研发:研发即代码》一文。

模型复用

不论是 ComponentLess 还是 Serverless,它们都是由函数、UI 组件变为一个独立可运行的单元。为了与别人交互,它需要包含输入和输出。而输入和输出本身是需要一个数据模型作为支撑的,以此才能完成整个系统的稳定性。

而这个话题已经回到我们开头所讨论的内容里。

前后端分离将死?

在所有的引子里, 我们已经准备了所有的论据,所以只需要:

  • 使用可以跨前后端的语言,构建领域模型
  • 将后端服务、前端设施细化为更小的组件
  • 设计 DSL 将领域模型转换到特定平台的代码

你就可以杀死前后端分离,就是这么简单。

前后端分离将死,不是现在,但是可能在五年后开始。

你说呢?

其它

架构,没有终点。

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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》

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