先後端分離架構：Web 實現先後端分離，先後端解耦

先後端分離已經成爲了行業的主流，大流量時代，微服務的出現，讓先後端分離發展更是迅速，前端框架vue.js、angura.js的迅速發展，也讓先後端分離趨勢加快。javascript

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做者 | 山河遠闊前端

來源 | www.blog.csdn.net/weixin_3753…vue

1、前言

」先後端分離「已經成爲互聯網項目開發的業界標杆，經過 Tomcat+Ngnix(也能夠中間有個 Node.js)，有效地進行解耦。而且先後端分離會爲之後的大型分佈式架構、彈性計算架構、微服務架構、多端化服務（多種客戶端，例如：瀏覽器，車載終端，安卓，IOS 等等）打下堅實的基礎。html5

先後端分離 (解耦) 的核心思想是：前端 Html 頁面經過 Ajax 調用後端的 RestFul API 並使用 Json 數據進行交互。java

注：【在互聯網架構中，web 服務器：通常指像 nginx，apache 這類的服務器，他們通常只能解析靜態資源。應用服務器：通常指像 tomcat，jetty，resin 這類的服務器能夠解析動態資源也能夠解析靜態資源，但解析靜態資源的能力沒有 web 服務器好。】node

通常只有 Web 服務器才能被外網訪問，應用服務器只能內網訪問。mysql

2、爲何先後端分離

通常公司後端開發人員直接兼顧前端的工做，一邊實現 API 接口，一邊開發頁面，二者互相切換着作，並且根據不一樣的 url 動態拼接頁面，這也致使後臺的開發壓力大大增長。先後端工做分配不均。不只僅開發效率慢，並且代碼難以維護。react

而先後端分離的話，則能夠很好的解決先後端分工不均的問題，將更多的交互邏輯分配給前端來處理，然後端則能夠專一於其本職工做，好比提供 API 接口，進行權限控制以及進行運算工做。而前端開發人員則能夠利用 nodejs 來搭建本身的本地服務器，直接在本地開發，而後經過一些插件來將 api 請求轉發到後臺，這樣就能夠徹底模擬線上的場景，而且與後臺解耦。前端能夠獨立完成與用戶交互的整一個過程，二者均可以同時開工，不互相依賴，開發效率更快，並且分工比較均衡。

3、從 MVC 到先後端分離

MVC 是一種經典的設計模式，全名爲 Model-View-Controller，即模型 - 視圖 - 控制器。

其中，模型是用於封裝數據的載體，例如，在 Java 中通常經過一個簡單的 POJO（Plain Ordinary Java Object）來表示，其本質是一個普通的 Java Bean，包含一系列的成員變量及其 getter/setter 方法。對於視圖而言，它更加偏重於展示，也就是說，視圖決定了界面到底長什麼樣子，在 Java 中可經過 JSP 來充當視圖，或者經過純 HTML 的方式進行展示，然後者纔是目前的主流。模型和視圖須要經過控制器來進行粘合，例如，用戶發送一個 HTTP 請求，此時該請求首先會進入控制器，而後控制器去獲取數據並將其封裝爲模型，最後將模型傳遞到視圖中進行展示。

綜上所述，MVC 的交互過程以下圖所示：

也就是說，咱們輸入的是 AJAX 請求，輸出的是 JSON 數據，市面上有這樣的技術來實現這個功能嗎？答案是 REST。

REST 全稱是 Representational State Transfer（表述性狀態轉移），它是 Roy Fielding 博士在 2000 年寫的一篇關於軟件架構風格的論文，此文一出，威震四方！國內外許多知名互聯網公司紛紛開始採用這種輕量級的 Web 服務，你們習慣將其稱爲 RESTful Web Services，或簡稱 REST 服務。

若是將瀏覽器這一端視爲前端，而服務器那一端視爲後端的話，能夠將以上改進後的 MVC 模式簡化爲如下先後端分離模式：

可見，有了 REST 服務，前端關注界面展示，後端關注業務邏輯，分工明確，職責清晰。

4、認識 Rest 架構

REST 本質上是使用 URL 來訪問資源種方式。衆所周知，URL 就是咱們日常使用的請求地址了，其中包括兩部分：請求方式與請求路徑，比較常見的請求方式是 GET 與 POST，但在 REST 中又提出了幾種其它類型的請求方式，彙總起來有六種：GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS。

尤爲是前四種，正好與 CRUD（Create-Retrieve-Update-Delete，增刪改查）四種操做相對應，例如，GET（查）、POST（增）、PUT（改）、DELETE（刪），這正是 REST 與 CRUD 的殊途同歸之妙！須要強調的是，REST 是「面向資源」的，這裏提到的資源，實際上就是咱們常說的領域對象，在系統設計過程當中，咱們常常經過領域對象來進行數據建模。

REST 是一個「無狀態」的架構模式，由於在任什麼時候候均可以由客戶端發出請求到服務端，最終返回本身想要的數據，當前請求不會受到上次請求的影響。也就是說，服務端將內部資源發佈 REST 服務，客戶端經過 URL 來訪問這些資源，這不就是 SOA 所提倡的「面向服務」的思想嗎？因此，REST 也被人們看作是一種「輕量級」的 SOA 實現技術，所以在企業級應用與互聯網應用中都獲得了普遍應用。

下面咱們舉幾個例子對 REST 請求進行簡單描述：

可見，請求路徑相同，但請求方式不一樣，所表明的業務操做也不一樣，例如，/advertiser/1 這個請求，帶有 GET、PUT、DELETE 三種不一樣的請求方式，對應三種不一樣的業務操做。

雖然 REST 看起來仍是很簡單的，實際上咱們每每須要提供一個 REST 框架，讓其實現先後端分離架構，讓開發人員將精力集中在業務上，而並不是那些具體的技術細節。

5、先後端分離意義大嗎？

一、該網站前端變化遠比後端變化頻繁，則意義大。

二、該網站尚處於原始開發模式，數據邏輯與表現邏輯混雜不清，則意義大。

三、該網站前端團隊和後端團隊分屬兩個領導班子，技能點差別很大，則意義大。

四、該網站前端效果絢麗 / 跨設備兼容要求高，則意義大。

6、術業有專攻（開發人員分離）

之前的 JavaWeb 項目大多數都是 java 程序員又當爹又當媽，又搞前端（ajax/jquery/js/html/css 等等），又搞後端（java/mysql/oracle 等等）。

隨着時代的發展，漸漸的許多大中小公司開始把先後端的界限分的愈來愈明確，前端工程師只管前端的事情，後端工程師只管後端的事情。

正所謂術業有專攻，一我的若是什麼都會，那麼他畢竟什麼都不精。

大中型公司須要專業人才，小公司須要全才，可是對於我的職業發展來講，我建議是分開。

對於後端 java 工程師：

把精力放在 java 基礎，設計模式，jvm 原理，spring+springmvc 原理及源碼，linux，mysql 事務隔離與鎖機制，mongodb，http/tcp，多線程，分佈式架構（dubbo，dubbox，spring cloud），彈性計算架構，微服務架構（springboot+zookeeper+docker+jenkins），java 性能優化，以及相關的項目管理等等。

後端追求的是：三高（高併發，高可用，高性能），安全，存儲，業務等等。

對於前端工程師：

把精力放在 html5，css3，jquery，angularjs，bootstrap，reactjs，vuejs，webpack，less/sass，gulp，nodejs，Google V8 引擎，javascript 多線程，模塊化，面向切面編程，設計模式，瀏覽器兼容性，性能優化等等。

前端追求的是：頁面表現，速度流暢，兼容性，用戶體驗等等。

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7、耦合時代

幾曾什麼時候，咱們的 JavaWeb 項目都是使用了若干後臺框架，springmvc/struts + spring + spring jdbc/hibernate/mybatis 等等。

大多數項目在 java 後端都是分了三層，控制層（controller/action），業務層（service/manage），持久層（dao）。

控制層負責接收參數，調用相關業務層，封裝數據，以及路由 & 渲染到 jsp 頁面。

而後 jsp 頁面上使用各類標籤（jstl/el/struts 標籤等）或者手寫 java 表達式（<%=%>）將後臺的數據展示出來，玩的是 MVC 那套思路。

咱們先看這種狀況：需求定完了，代碼寫完了，測試測完了，而後呢？要發佈了吧？

你須要用 maven 或者 eclipse 等工具把你的代碼打成一個 war 包，而後把這個 war 包發佈到你的生產環境下的 web 容器（tomcat/jboss/weblogic/websphere/jetty/resin）裏，對吧？

發佈完了以後，你要啓動你的 web 容器，開始提供服務，這時候你經過配置域名，dns 等等相關，你的網站就能夠訪問了（假設你是個網站）。

那咱們來看，你的先後端代碼是否是全都在那個 war 包裏？包括你的 js，css，圖片，各類第三方的庫，對吧？

好，下面在瀏覽器中輸入你的網站域名（www.xxx.com），以後發生了什麼？（這個問題也是不少公司的面試題）

我撿乾的說了啊，基礎很差的童鞋請本身去搜。

瀏覽器在經過域名經過 dns 服務器找到你的服務器外網 ip, 將 http 請求發送到你的服務器，在 tcp3 次握手以後（http 下面是 tcp/ip），經過 tcp 協議開始傳輸數據，你的服務器獲得請求後，開始提供服務，接收參數，以後返回你的應答給瀏覽器，瀏覽器再經過 content-type 來解析你返回的內容，呈現給用戶。

那麼咱們來看，咱們先假設你的首頁中有 100 張圖片，此時，用戶的看似一次 http 請求，其實並非一次，用戶在第一次訪問的時候，瀏覽器中不會有緩存，你的 100 張圖片，瀏覽器要連着請求 100 次 http 請求（有人會跟我說 http 長連短連的問題，不在這裏討論），你的服務器接收這些請求，都須要耗費內存去建立 socket 來玩 tcp 傳輸（消耗你服務器上的計算資源）。

重點來了，這樣的話，你的服務器的壓力會很是大，由於頁面中的全部請求都是隻請求到你這臺服務器上，若是 1 我的還好，若是 10000 我的併發訪問呢（先不聊服務器集羣，這裏就說是單實例服務器），那你的服務器能扛住多少個 tcp 鏈接？你的帶寬有多大？你的服務器的內存有多大？你的硬盤是高性能的嗎？你能抗住多少 IO？你給 web 服務器分的內存有多大？會不會宕機？

這就是爲何，越是大中型的 web 應用，他們越是要解耦。

理論上你能夠把你的數據庫 + 應用服務 + 消息隊列 + 緩存 + 用戶上傳的文件 + 日誌 + 等等都扔在一臺服務器上，你也不用玩什麼服務治理，也不用作什麼性能監控，什麼報警機制等等，就亂成一鍋粥好了。

可是這樣就好像是你把雞蛋都放在一個籃子裏，隱患很是大。若是由於一個子應用的內存不穩定致使整個服務器內存溢出而 hung 住，那你的整個網站就掛掉了。

若是出意外掛掉，而剛好這時大家的業務又處於井噴式發展高峯期，那麼恭喜你，業務成功被技術卡住，極可能會流失大量用戶，後果不堪設想。
注意：技術必定是要走在業務前面的，不然你將錯過最佳的發展期。

此外，你的應用所有都耦合在一塊兒，至關於一個巨石，當服務端負載能力不足時，通常會使用負載均衡的方式，將服務器作成集羣，這樣其實你是在水平擴展一塊塊巨石，性能加速度會愈來愈低，要知道，自己負載就低的功能 or 模塊是沒有必要水平擴展的，在本文中的例子就是你的性能瓶頸不在前端，那幹嗎要水平擴展前端呢？？？
還有發版部署上線的時候，我明明只改了後端的代碼，爲何要前端也跟着發佈呢？？？（引用：《架構探險 - 輕量級微服務架構》，黃勇）

正常的互聯網架構，是都要拆開的，你的 web 服務器集羣，你的應用服務器集羣 + 文件服務器集羣 + 數據庫服務器集羣 + 消息隊列集羣 + 緩存集羣等等。

JSP 的痛點

之前的 javaWeb 項目大多數使用 jsp 做爲頁面層展現數據給用戶，由於流量不高，所以也沒有那麼苛刻的性能要求，但如今是大數據時代，對於互聯網項目的性能要求是愈來愈高，所以原始的先後端耦合在一塊兒的架構模式已經逐漸不能知足咱們，所以咱們須要需找一種解耦的方式，來大幅度提高咱們的負載能力。

一、動態資源和靜態資源所有耦合在一塊兒，服務器壓力大，由於服務器會收到各類 http 請求，例如 css 的 http 請求，js 的，圖片的等等。

一旦服務器出現情況，先後臺一塊兒玩完，用戶體驗極差。

二、UI 出好設計圖後，前端工程師只負責將設計圖切成 html，須要由 java 工程師來將 html 套成 jsp 頁面，出錯率較高（由於頁面中常常會出現大量的 js 代碼），
修改問題時須要雙方協同開發，效率低下。

三、jsp 必需要在支持 java 的 web 服務器裏運行（例如 tomcat，jetty，resin 等），沒法使用 nginx 等（nginx 聽說單實例 http 併發高達 5w，這個優點要用上），
性能提不上來。

四、第一次請求 jsp，必需要在 web 服務器中編譯成 servlet，第一次運行會較慢。

每次請求 jsp 都是訪問 servlet 再用輸出流輸出的 html 頁面，效率沒有直接使用 html 高（是每次喲，親~）。

六、jsp 內有較多標籤和表達式，前端工程師在修改頁面時會捉襟見肘，遇到不少痛點。

七、若是 jsp 中的內容不少，頁面響應會很慢，由於是同步加載。

八、須要前端工程師使用 java 的 ide（例如 eclipse），以及須要配置各類後端的開發環境，大家有考慮過前端工程師的感覺嗎。

基於上述的一些痛點，咱們應該把整個項目的開發權重往前移，實現先後端真正的解耦！

開發模式

之前老的方式是：

產品經歷 / 領導 / 客戶提出需求
UI 作出設計圖
前端工程師作 html 頁面
後端工程師將 html 頁面套成 jsp 頁面（先後端強依賴，後端必需要等前端的 html 作好才能套 jsp。若是 html 發生變動，就更痛了，開發效率低）
集成出現問題
前端返工
後端返工

二次集成

集成成功

交付

新的方式是：

產品經歷 / 領導 / 客戶提出需求
UI 作出設計圖
先後端約定接口 & 數據 & 參數
先後端並行開發（無強依賴，可先後端並行開發，若是需求變動，只要接口 & 參數不變，就不用兩邊都修改代碼，開發效率高）
先後端集成
前端頁面調整
集成成功
交付

請求方式

之前老的方式是：

客戶端請求
服務端的 servlet 或 controller 接收請求（後端控制路由與渲染頁面，整個項目開發的權重大部分在後端）
調用 service,dao 代碼完成業務邏輯
返回 jsp
jsp 展示一些動態的代碼

新的方式是：

瀏覽器發送請求
直接到達 html 頁面（前端控制路由與渲染頁面，整個項目開發的權重前移）
html 頁面負責調用服務端接口產生數據（經過 ajax 等等，後臺返回 json 格式數據，json 數據格式由於簡潔高效而取代 xml）
填充 html，展示動態效果，在頁面上進行解析並操做 DOM。

（有興趣的童鞋能夠訪問一下阿里巴巴等大型網站，而後按一下 F12，監控一下你刷新一次頁面，他的 http 是怎麼玩的，大多數都是單獨請求後臺數據，使用 json 傳輸數據，而不是一個大而全的 http 請求把整個頁面包括動 + 靜所有返回過來）

總結一下新的方式的請求步驟：

大量併發瀏覽器請求 --->web 服務器集羣 (nginx)---> 應用服務器集羣 (tomcat)---> 文件 / 數據庫 / 緩存 / 消息隊列服務器集羣

同時又能夠玩分模塊，還能夠按業務拆成一個個的小集羣，爲後面的架構升級作準備。

先後分離的優點

一、能夠實現真正的先後端解耦，前端服務器使用 nginx。

前端 / WEB 服務器放的是 css，js，圖片等等一系列靜態資源（甚至你還能夠 css，js，圖片等資源放到特定的文件服務器，例如阿里雲的 oss，並使用 cdn 加速），前端服務器負責控制頁面引用 & 跳轉 & 路由，前端頁面異步調用後端的接口，後端 / 應用服務器使用 tomcat（把 tomcat 想象成一個數據提供者），加快總體響應速度。

這裏須要使用一些前端工程化的框架好比 nodejs，react，router，react，redux，webpack

二、發現 bug，能夠快速定位是誰的問題，不會出現互相踢皮球的現象。

頁面邏輯，跳轉錯誤，瀏覽器兼容性問題，腳本錯誤，頁面樣式等問題，所有由前端工程師來負責。

接口數據出錯，數據沒有提交成功，應答超時等問題，所有由後端工程師來解決。

雙方互不干擾，前端與後端是相親相愛的一家人。

三、在大併發狀況下，我能夠同時水平擴展先後端服務器，好比淘寶的一個首頁就須要 2000 + 臺前端服務器作集羣來抗住日均多少億 + 的日均 pv。

去參加阿里的技術峯會，聽他們說他們的 web 容器都是本身寫的，就算他單實例抗 10 萬 http 併發，2000 臺是 2 億 http 併發，而且他們還能夠根據預知洪峯來無限拓展，很恐怖，就一個首頁。。。

四、減小後端服務器的併發 / 負載壓力

除了接口之外的其餘全部 http 請求所有轉移到前端 nginx 上，接口的請求調用 tomcat，參考 nginx 反向代理 tomcat。

且除了第一次頁面請求外，瀏覽器會大量調用本地緩存。

五、即便後端服務暫時超時或者宕機了，前端頁面也會正常訪問，只不過數據刷不出來而已。

六、也許你也須要有微信相關的輕應用，那樣你的接口徹底能夠共用，若是也有 app 相關的服務，那麼只要經過一些代碼重構，也能夠大量複用接口，提高效率。（多端應用）

七、頁面顯示的東西再多也不怕，由於是異步加載。

八、nginx 支持頁面熱部署，不用重啓服務器，前端升級更無縫。

九、增長代碼的維護性 & 易讀性（先後端耦在一塊兒的代碼讀起來至關費勁）。

十、提高開發效率，由於能夠先後端並行開發，而不是像之前的強依賴。

十一、在 nginx 中部署證書，外網使用 https 訪問，而且只開放 443 和 80 端口，其餘端口一概關閉（防止黑客端口掃描），
內網使用 http，性能和安全都有保障。

十二、前端大量的組件代碼得以複用，組件化，提高開發效率，抽出來！

注意事項

一、在開需求會議的時候，先後端工程師必須所有參加，而且須要制定好接口文檔，後端工程師要寫好測試用例（2 個維度），不要讓前端工程師充當你的專職測試，
推薦使用 chrome 的插件 postman 或 soapui 或 jmeter，service 層的測試用例拿 junit 寫。ps：前端也能夠玩單元測試嗎？

二、上述的接口並非 java 裏的 interface，說白了調用接口就是調用你 controler 裏的方法。

三、加劇了前端團隊的工做量，減輕了後端團隊的工做量，提升了性能和可擴展性。

四、咱們須要一些前端的框架來解決相似於頁面嵌套，分頁，頁面跳轉控制等功能。（上面提到的那些前端框架）。

五、若是你的項目很小，或者是一個單純的內網項目，那你大可放心，不用任何架構而言，可是若是你的項目是外網項目，呵呵噠。

六、之前還有人在使用相似於 velocity/freemarker 等模板框架來生成靜態頁面，仁者見仁智者見智。

七、這篇文章主要的目的是說 jsp 在大型外網 java web 項目中被淘汰掉，可沒說 jsp 能夠徹底不學，對於一些學生朋友來講，jsp/servlet 等相關的 java web 基礎仍是要掌握牢的，否則你覺得 springmvc 這種框架是基於什麼來寫的？

八、若是頁面上有一些權限等等相關的校驗，那麼這些相關的數據也能夠經過 ajax 從接口裏拿。

九、對於既能夠前端作也能夠後端作的邏輯，我建議是放到前端，爲何？

由於你的邏輯須要計算資源進行計算，若是放到後端去 run 邏輯，則會消耗帶寬 & 內存 & cpu 等等計算資源，你要記住一點就是：服務端的計算資源是有限的，而若是放到前端，使用的是客戶端的計算資源，這樣你的服務端負載就會降低（高併發場景）。

相似於數據校驗這種，先後端都須要作！

十、前端須要有機制應對後端請求超時以及後端服務宕機的狀況，友好的展現給用戶。

擴展閱讀

一、其實對於 js，css，圖片這類的靜態資源能夠考慮放到相似於阿里雲的 oss 這類文件服務器上（若是是普通的服務器 & 操做系統，存儲在到達 pb 級的文件後，或者單個文件夾內的文件數量達到 3-5 萬，io 會有很嚴重的性能問題），再在 oss 上配 cdn（全國子節點加速），這樣你頁面打開的速度像飛同樣，不管你在全國的哪一個地方，而且你的 nginx 的負載會進一步下降。

二、若是你要玩輕量級微服務架構，要使用 nodejs 作網關，用 nodejs 的好處還有利於 seo 優化，由於 nginx 只是向瀏覽器返回頁面靜態資源，而國內的搜索引擎爬蟲只會抓取靜態數據，不會解析頁面中的 js，這使得應用得不到良好的搜索引擎支持。同時由於 nginx 不會進行頁面的組裝渲染，須要把靜態頁面返回到瀏覽器，而後完成渲染工做，這加劇了瀏覽器的渲染負擔。

瀏覽器發起的請求通過 nginx 進行分發，URL 請求統一分發到 nodejs，在 nodejs 中進行頁面組裝渲染；API 請求則直接發送到後端服務器，完成響應。

三、若是遇到跨域問題，spring4 的 CORS 能夠完美解決，但通常使用 nginx 反向代理都不會有跨域問題，除非你把前端服務和後端服務分紅兩個域名。
JSONP 的方式也被淘汰掉了。

四、若是想玩多端應用，注意要去掉 tomcat 原生的 session 機制，要使用 token 機制，使用緩存（由於是分佈式系統），作單點，對於 token 機制的安全性問題，能夠搜一下 jwt。

五、前端項目中能夠加入 mock 測試（構造虛擬測試對象來模擬後端，能夠獨立開發和測試），後端須要有詳細的測試用例，保證服務的可用性與穩定性。

總結

先後端分離並不是僅僅只是一種開發模式，而是一種架構模式（先後端分離架構）。

千萬不要覺得只有在擼代碼的時候把前端和後端分開就是先後端分離了。須要區分先後端項目。前端項目與後端項目是兩個項目，放在兩個不一樣的服務器，須要獨立部署，兩個不一樣的工程，兩個不一樣的代碼庫，不一樣的開發人員。

先後端工程師須要約定交互接口，實現並行開發，開發結束後須要進行獨立部署，前端經過 ajax 來調用 http 請求調用後端的 restful api。

前端只須要關注頁面的樣式與動態數據的解析 & 渲染，然後端專一於具體業務邏輯。