先後端分離原理

核心思想是前端html頁面經過ajax調用後端的restuful api接口並使用json數據進行交互。

在互聯網架構中，名詞解釋：

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。

通常都是隻有web服務器才能被外網訪問，應用服務器只能內網訪問。

1、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，又搞後端。

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，小編建議是分開。

1.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，彈性計算架構，微服務架構，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。

2.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。

術業有專攻，這樣你的核心競爭力纔會愈來愈高，正所謂你往生活中投入什麼，生活就會反饋給你什麼。而且兩端的發展都愈來愈高深，你想什麼都會，那你畢竟什麼都不精。

經過將team分紅先後端team，讓兩邊的工程師更加專一各自的領域，獨立治理，而後構建出一個全棧式的精益求精的team。

2、原始人時代（各類耦合）

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，業務層，持久層。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？

瀏覽器在經過域名經過dns服務器找到服務器外網ip，將http請求發送到服務器，在tcp3次握手以後（http下面是tcp/ip），經過tcp協議開始傳輸數據，服務器獲得請求後，開始提供服務，接收參數，以後返回應答給瀏覽器，瀏覽器再經過content-type來解析返回的內容，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，100張圖片，瀏覽器要連着請求100次http請求，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。

重點來了，這樣的話，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這臺服務器上，若是1我的還好，若是10000我的併發訪問呢，那服務器能扛住多少個tcp鏈接？帶寬有多大？服務器的內存有多大？硬盤是高性能的嗎？能抗住多少IO？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。理論上能夠把數據庫+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，這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，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。

此外，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，明明只改了後端的代碼，爲何要前端也跟着發佈呢？

正常的互聯網架構，是都要拆開的，web服務器集羣，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。

3、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。

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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~）。
6. 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。
7. 若是jsp中的內容不少，頁面響應會很慢，由於是同步加載。
8. 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！

4、開發模式

之前老的方式是：

1. 產品經歷/領導/客戶提出需求
2. UI作出設計圖
3. 前端工程師作html頁面
4. 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）
5. 集成出現問題
6. 前端返工
7. 後端返工
8. 二次集成
9. 集成成功
10. 交付

新的方式是：

1. 產品經歷/領導/客戶提出需求
2. UI作出設計圖
3. 先後端約定接口&數據&參數
4. 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）
5. 先後端集成
6. 前端頁面調整
7. 集成成功
8. 交付

5、請求方式

之前老的方式是：

1. 客戶端請求
2. 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）
3. 調用service,dao代碼完成業務邏輯
4. 返回jsp
5. jsp展示一些動態的代碼

新的方式是：

1. 瀏覽器發送請求
2. 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）
3. 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）
4. 填充html，展示動態效果，在頁面上進行解析並操做DOM。

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。

6、先後端分離的優點

1. 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）
2. 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。
3. 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。。。）
4. 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。
5. 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。
6. 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）
7. 頁面顯示的東西再多也不怕，由於是異步加載。
8. nginx支持頁面熱部署，不用重啓服務器，前端升級更無縫。
9. 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）。
10. 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。
11. 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。
12. 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！

7、注意事項

1. 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？
2. 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。
3. 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。
4. 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）。
5. 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。
6. 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。
7. 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？
8. 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。
9. 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！
10. 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。

8、擴展閱讀

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。

9、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。