[刘阳Java]_为什么要前后端分离

Posted 2021-02-06 刘阳Java

前后端分离已成为互联网项目开发的业界标准使用方式，通过nginx+tomcat的方式（也可以中间加一个nodejs）有效的进行解耦，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。这个步骤是系统架构从猿进化成人的必经之路

核心思想：前端html页面通过ajax调用后端的restuful api接口并使用json数据进行交互

在互联网架构中服务器的分类如下：

• 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。

注意：一般都是只有web服务器才能被外网访问，应用服务器只能内网访问

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

对于后端Java工程师的工作职责（技术路线）：

• 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

对于前端工程师的工作职责（技术路线）：

• 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

通常我们的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。紧接着系统发布，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。这样一来，你的前后端代码全都在那个war包里了，包括你的js，css，图片，各种第三方的库

 

在浏览器中输入你的网站域名（www.xxx.com），之后发生了什么？浏览器通过域名，再通过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

 

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）。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。但是这样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

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

• 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。
• 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，修改问题时需要双方协同开发，效率低下。
• 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。
• 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。
• 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。
• jsp内有较多标签和表达式，前端工程师在修改页面时会遇到很多痛点。
• 如果jsp中的内容很多，页面响应会很慢，因为是同步加载。
• 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实现前后端真正的解耦！

前后分离的优势：

1.可以实现真正的前后端解耦，前端服务器使用nginx。

前端/WEB服务器放的是css，js，图片等等一系列静态资源（甚至你还可以css，js，图片等资源放到特定的文件服务器，例如阿里云的oss，并使用cdn加速），前端服务器负责控制页面引用&跳转&路由，前端页面异步调用后端的接口，后端/应用服务器使用tomcat（把tomcat想象成一个数据提供者），加快整体响应速度。 （这里需要使用一些前端工程化的框架比如nodejs，react，router，react，redux，webpack）

2.发现bug，可以快速定位是谁的问题，不会出现互相踢皮球的现象。

页面逻辑，跳转错误，浏览器兼容性问题，脚本错误，页面样式等问题，全部由前端工程师来负责。 接口数据出错，数据没有提交成功，应答超时等问题，全部由后端工程师来解决。 双方互不干扰，前端与后端是相亲相爱的一家人。

3.在大并发情况下，可以同时水平扩展前后端服务器，比如淘宝的一个首页就需要2000+台前端服务器做集群来抗住日均多少亿+的日均pv。

4.减少后端服务器的并发/负载压力 除了接口以外的其他所有http请求全部转移到前端nginx上，接口的请求调用tomcat，参考nginx反向代理tomcat。 且除了第一次页面请求外，浏览器会大量调用本地缓存。

5.即使后端服务暂时超时或者宕机了，前端页面也会正常访问，只不过数据刷不出来而已。

6.也许你也需要有微信相关的轻应用，那样你的接口完全可以共用，如果也有app相关的服务， 那么只要通过一些代码重构，也可以大量复用接口，提升效率。（多端应用）

7.页面显示的东西再多也不怕，因为是异步加载。

8.nginx支持页面热部署，不用重启服务器，前端升级更无缝。

9.增加代码的维护性&易读性（前后端耦在一起的代码读起来相当费劲）。

10.提升开发效率，因为可以前后端并行开发，而不是像以前的强依赖。

11.在nginx中部署证书，外网使用https访问，并且只开放443和80端口，其他端口一律关闭（防止黑客端口扫描），内网使用http，性能和安全都有保障。

12.前端大量的组件代码得以复用，组件化，提升开发效率，抽出来！

总结一下新的方式的请求步骤： 大量并发浏览器请求--->web服务器集群(nginx)--->应用服务器集群(tomcat)--->文件/数据库/缓存/消息队列服务器集群 同时又可以玩分模块，还可以按业务拆成一个个的小集群，为后面的架构升级做准备