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前后端分離了，然后呢？

2018-07-20 來源：編程學(xué)習(xí)網(wǎng)

前言

　　前后端分離已經(jīng)是業(yè)界所共識的一種開發(fā)/部署模式了。所謂的前后端分離，并不是傳統(tǒng)行業(yè)中的按部門劃分，一部分人純做前端（HTML/CSS/JavaScript/Flex），另一部分人純做后端，因為這種方式是不工作的：比如很多團(tuán)隊采取了后端的模板技術(shù)（JSP, FreeMarker, ERB等等），前端的開發(fā)和調(diào)試需要一個后臺Web容器的支持，從而無法做到真正的分離（更不用提在部署的時候，由于動態(tài)內(nèi)容和靜態(tài)內(nèi)容混在一起，當(dāng)設(shè)計動態(tài)靜態(tài)分流的時候，處理起來非常麻煩）。關(guān)于前后端開發(fā)的另一個討論可以參考這里。

　　即使通過API來解耦前端和后端開發(fā)過程，前后端通過RESTFul的接口來通信，前端的靜態(tài)內(nèi)容和后端的動態(tài)計算分別開發(fā)，分別部署，集成仍然是一個繞不開的問題 — 前端/后端的應(yīng)用都可以獨立的運行，但是集成起來卻不工作。我們需要花費大量的精力來調(diào)試，直到上線前仍然沒有人有信心所有的接口都是工作的。

　　一點背景

　　一個典型的Web應(yīng)用的布局看起來是這樣的：

　　前后端都各自有自己的開發(fā)流程，構(gòu)建工具，測試集合等等。前后端僅僅通過接口來編程，這個接口可能是JSON格式的RESTFul的接口，也可能是XML的，重點是后臺只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的提供和計算，而完全不處理展現(xiàn)。而前端則負(fù)責(zé)拿到數(shù)據(jù)，組織數(shù)據(jù)并展現(xiàn)的工作。這樣結(jié)構(gòu)清晰，關(guān)注點分離，前后端會變得相對獨立并松耦合。

　　上述的場景還是比較理想，我們事實上在實際環(huán)境中會有非常復(fù)雜的場景，比如異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，異構(gòu)的操作系統(tǒng)等等:

　　在實際的場景中，后端可能還會更復(fù)雜，比如用C語言做數(shù)據(jù)采集，然后通過Java整合到一個數(shù)據(jù)倉庫，然后該數(shù)據(jù)倉庫又有一層Web Service，最后若干個這樣的Web Service又被一個Ruby的聚合Service整合在一起返回給前端。在這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)中，后臺任意端點的失敗都可能阻塞前端的開發(fā)流程，因此我們會采用mock的方式來解決這個問題：

　　這個mock服務(wù)器可以啟動一個簡單的HTTP服務(wù)器，然后將一些靜態(tài)的內(nèi)容serve出來，以供前端代碼使用。這樣的好處很多:

前后端開發(fā)相對獨立
后端的進(jìn)度不會影響前端開發(fā)
啟動速度更快
前后端都可以使用自己熟悉的技術(shù)棧（讓前端的學(xué)maven，讓后端的用gulp都會很不順手）

　　但是當(dāng)集成依然是一個令人頭疼的難題。我們往往在集成的時候才發(fā)現(xiàn)，本來協(xié)商的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變了：deliveryAddress字段本來是一個字符串，現(xiàn)在變成數(shù)組了（業(yè)務(wù)發(fā)生了變更，系統(tǒng)現(xiàn)在可以支持多個快遞地址）；price字段變成字符串，協(xié)商的時候是number；用戶郵箱地址多了一個層級等等。這些變動在所難免，而且時有發(fā)生，這會花費大量的調(diào)試時間和集成時間，更別提修改之后的回歸測試了。

　　所以僅僅使用一個靜態(tài)服務(wù)器，然后提供mock數(shù)據(jù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們需要的mock應(yīng)該還能做到：

前端依賴指定格式的mock數(shù)據(jù)來進(jìn)行UI開發(fā)
前端的開發(fā)和測試都基于這些mock數(shù)據(jù)
后端產(chǎn)生指定格式的mock數(shù)據(jù)
后端需要測試來確保生成的mock數(shù)據(jù)正是前端需要的

　　簡而言之，我們需要商定一些契約，并將這些契約作為可以被測試的中間格式。然后前后端都需要有測試來使用這些契約。一旦契約發(fā)生變化，則另一方的測試會失敗，這樣就會驅(qū)動雙方協(xié)商，并降低集成時的浪費。

　　一個實際的場景是：前端發(fā)現(xiàn)已有的某個契約中，缺少了一個address的字段，于是就在契約中添加了該字段。然后在UI上將這個字段正確的展現(xiàn)了（當(dāng)然還設(shè)置了字體，字號，顏色等等）。但是后臺生成該契約的服務(wù)并沒有感知到這一變化，當(dāng)運行生成契約部分測試（后臺）時，測試會失敗了 — 因為它并沒有生成這個字段。于是后端工程師就找前端來商量，了解業(yè)務(wù)邏輯之后，他會修改代碼，并保證測試通過。這樣，當(dāng)集成的時候，就不會出現(xiàn)UI上少了一個字段，但是誰也不知道是前端問題，后端問題，還是數(shù)據(jù)庫問題等。

　　而且實際的項目中，往往都是多個頁面，多個API，多個版本，多個團(tuán)隊同時進(jìn)行開發(fā)，這樣的契約會降低非常多的調(diào)試時間，使得集成相對平滑。

　　在實踐中，契約可以定義為一個JSON文件，或者一個XML的payload。只需要保證前后端共享同一個契約集合來做測試，那么集成工作就會從中受益。一個最簡單的形式是：提供一些靜態(tài)的mock文件，而前端所有發(fā)往后臺的請求都被某種機(jī)制攔截，并轉(zhuǎn)換成對該靜態(tài)資源的請求。

moco，基于Java
wiremock，基于Java
sinatra，基于Ruby

　　看到sinatra被列在這里，可能熟悉Ruby的人會反對：它可是一個后端全功能的的程序庫啊。之所以列它在這里，是因為sinatra提供了一套簡潔優(yōu)美的DSL，這個DSL非常契合Web語言，我找不到更漂亮的方式來使得這個mock server更加易讀，所以就采用了它。

　　一個例子

　　我們以這個應(yīng)用為示例，來說明如何在前后端分離之后，保證代碼的質(zhì)量，并降低集成的成本。這個應(yīng)用場景很簡單：所有人都可以看到一個條目列表，每個登陸用戶都可以選擇自己喜歡的條目，并為之加星。加星之后的條目會保存到用戶自己的個人中心中。用戶界面看起來是這樣的：

　　不過為了專注在我們的中心上，我去掉了諸如登陸，個人中心之類的頁面，假設(shè)你是一個已登錄用戶，然后我們來看看如何編寫測試。

　　前端開發(fā)

　　根據(jù)通常的做法，前后端分離之后，我們很容易mock一些數(shù)據(jù)來自己測試：

[ {"id": 1,"url":"http://abruzzi.github.com/2015/03/list-comprehension-in-python/","title":"Python中的 list comprehension 以及 generator","publicDate":"2015年3月20日"}, {"id": 2,"url":"http://abruzzi.github.com/2015/03/build-monitor-script-based-on-inotify/","title":"使用inotify/fswatch構(gòu)建自動監(jiān)控腳本","publicDate":"2015年2月1日"}, {"id": 3,"url":"http://abruzzi.github.com/2015/02/build-sample-application-by-using-underscore-and-jquery/","title":"使用underscore.js構(gòu)建前端應(yīng)用","publicDate":"2015年1月20日"} ]

　　然后，一個可能的方式是通過請求這個json來測試前臺：

$(function() { $.get('/mocks/feeds.json').then(function(feeds) { var feedList=new Backbone.Collection(extended); var feedListView=new FeedListView(feedList); $('.container').append(feedListView.render()); }); });

　　這樣當(dāng)然是可以工作的，但是這里發(fā)送請求的url并不是最終的，當(dāng)集成的時候我們又需要修改為真實的url。一個簡單的做法是使用Sinatra來做一次url的轉(zhuǎn)換：

get'/api/feeds'do content_type'application/json'File.open('mocks/feeds.json').read end

　　這樣，當(dāng)我們和實際的服務(wù)進(jìn)行集成時，只需要連接到那個服務(wù)器就可以了。

　　注意，我們現(xiàn)在的核心是mocks/feeds.json這個文件。這個文件現(xiàn)在的角色就是一個契約，至少對于前端來說是這樣的。緊接著，我們的應(yīng)用需要渲染加星的功能，這就需要另外一個契約：找出當(dāng)前用戶加星過的所有條目，因此我們加入了一個新的契約：

[ {"id": 3,"url":"http://abruzzi.github.com/2015/02/build-sample-application-by-using-underscore-and-jquery/","title":"使用underscore.js構(gòu)建前端應(yīng)用","publicDate":"2015年1月20日"} ]

　　然后在sinatra中加入一個新的映射：

get'/api/fav-feeds/:id'do content_type'application/json'File.open('mocks/fav-feeds.json').read end

　　通過這兩個請求，我們會得到兩個列表，然后根據(jù)這兩個列表的交集來繪制出所有的星號的狀態(tài)（有的是空心，有的是實心）：

$.when(feeds, favorite).then(function(feeds, favorite) { var ids= _.pluck(favorite[0],'id'); var extended=_.map(feeds[0], function(feed) {return_.extend(feed, {status: _.includes(ids, feed.id)}); }); var feedList=new Backbone.Collection(extended); var feedListView=new FeedListView(feedList); $('.container').append(feedListView.render()); });

　　剩下的一個問題是當(dāng)點擊紅心時，我們需要發(fā)請求給后端，然后更新紅心的狀態(tài)：

toggleFavorite: function(event) { event.preventDefault(); var that=this; $.post('/api/feeds/'+this.model.get('id')).done(function(){ var status= that.model.get('status'); that.model.set('status', !status); }); }

　　這里又多出來一個請求，不過使用Sinatra我們還是可以很容易的支持它：

post'/api/feeds/:id'do end

　　可以看到，在沒有后端的情況下，我們一切都進(jìn)展順利 — 后端甚至還沒有開始做，或者正在由一個進(jìn)度比我們慢的團(tuán)隊在開發(fā)，不過無所謂，他們不會影響我們的。

　　不僅如此，當(dāng)我們寫完前端的代碼之后，可以做一個End2End的測試。由于使用了mock數(shù)據(jù)，免去了數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)的耗時，這個End2End的測試會運行的非�？�，并且它確實起到了端到端的作用。這些測試在最后的集成時，還可以用來當(dāng)UI測試來運行。所謂一舉多得。

#encoding: utf-8require'spec_helper'describe'Feeds List Page'do let(:list_page) {FeedListPage.new} before do list_page.load end it'user can see a banner and some feeds'do expect(list_page).to have_banner expect(list_page).to have_feeds end it'user can see 3 feeds in the list'do expect(list_page.all_feeds).to have_feed_items count:3end it'feed has some detail information'do first=list_page.all_feeds.feed_items.first expect(first.title).to eql("Python中的 list comprehension 以及 generator") end end

　　關(guān)于如何編寫這樣的測試，可以參考之前寫的這篇文章。

　　后端開發(fā)

　　我在這個示例中，后端采用了spring-boot作為示例，你應(yīng)該可以很容易將類似的思路應(yīng)用到Ruby或者其他語言上。

　　首先是請求的入口，F(xiàn)eedsController會負(fù)責(zé)解析請求路徑，查數(shù)據(jù)庫，最后返回JSON格式的數(shù)據(jù)。

@Controller @RequestMapping("/api") publicclassFeedsController { @Autowired private FeedsService feedsService; @Autowired private UserService userService; public void setFeedsService(FeedsService feedsService) { this.feedsService=feedsService; } public void setUserService(UserService userService) { this.userService=userService; } @RequestMapping(value="/feeds", method =RequestMethod.GET) @ResponseBody public Iterable<Feed>allFeeds() {returnfeedsService.allFeeds(); } @RequestMapping(value="/fav-feeds/{userId}", method =RequestMethod.GET) @ResponseBody public Iterable<Feed> favFeeds(@PathVariable("userId") Long userId) {returnuserService.favoriteFeeds(userId); } }

　　具體查詢的細(xì)節(jié)我們就不做討論了，感興趣的可以在文章結(jié)尾處找到代碼庫的鏈接。那么有了這個Controller之后，我們?nèi)绾螠y試它呢？或者說，如何讓契約變得實際可用呢？

　　sprint-test提供了非常優(yōu)美的DSL來編寫測試，我們僅需要一點代碼就可以將契約用起來，并實際的監(jiān)督接口的修改：

private MockMvc mockMvc; private FeedsService feedsService; private UserService userService; @Before public void setup() { feedsService= mock(FeedsService.class); userService= mock(UserService.class); FeedsController feedsController=new FeedsController(); feedsController.setFeedsService(feedsService); feedsController.setUserService(userService); mockMvc=standaloneSetup(feedsController).build(); }

　　建立了mockmvc之后，我們就可以編寫Controller的單元測試了：

@Test public void shouldResponseWithAllFeeds() throws Exception { when(feedsService.allFeeds()).thenReturn(Arrays.asList(prepareFeeds())); mockMvc.perform(get("/api/feeds")) .andExpect(status().isOk()) .andExpect(content().contentType("application/json;charset=UTF-8")) .andExpect(jsonPath("$", hasSize(3))) .andExpect(jsonPath("$[0].publishDate",is(notNullValue()))); }

　　當(dāng)發(fā)送GET請求到/api/feeds上之后，我們期望返回狀態(tài)是200，然后內(nèi)容是application/json。然后我們預(yù)期返回的結(jié)果是一個長度為3的數(shù)組，然后數(shù)組中的第一個元素的publishDate字段不為空。

　　注意此處的prepareFeeds方法，事實上它會去加載mocks/feeds.json文件 — 也就是前端用來測試的mock文件：

private Feed[] prepareFeeds() throws IOException { URL resource= getClass().getResource("/mocks/feeds.json"); ObjectMapper mapper=new ObjectMapper();returnmapper.readValue(resource, Feed[].class); }

　　這樣，當(dāng)后端修改Feed定義（添加/刪除/修改字段），或者修改了mock數(shù)據(jù)等，都會導(dǎo)致測試失敗；而前端修改mock之后，也會導(dǎo)致測試失敗 — 不要懼怕失敗 — 這樣的失敗會促進(jìn)一次協(xié)商，并驅(qū)動出最終的service的契約。

　　對應(yīng)的，測試/api/fav-feeds/{userId}的方式類似：

@Test public void shouldResponseWithUsersFavoriteFeeds() throws Exception { when(userService.favoriteFeeds(any(Long.class))) .thenReturn(Arrays.asList(prepareFavoriteFeeds())); mockMvc.perform(get("/api/fav-feeds/1")) .andExpect(status().isOk()) .andExpect(content().contentType("application/json;charset=UTF-8")) .andExpect(jsonPath("$", hasSize(1))) .andExpect(jsonPath("$[0].title",is("使用underscore.js構(gòu)建前端應(yīng)用"))) .andExpect(jsonPath("$[0].publishDate",is(notNullValue()))); }

　　總結(jié)

　　前后端分離是一件容易的事情，而且團(tuán)隊可能在短期可以看到很多好處，但是如果不認(rèn)真處理集成的問題，分離反而可能會帶來更長的集成時間。通過面向契約的方式來組織各自的測試，可以帶來很多的好處：更快速的End2End測試，更平滑的集成，更安全的分離開發(fā)等等。

　　代碼

　　前后端的代碼我都放到了Gitbub上，感興趣的可以clone下來自行研究：

bookmarks-frontend
bookmarks-server

標(biāo)簽： http服務(wù)器安全代碼服務(wù)器腳本數(shù)據(jù)庫通信網(wǎng)絡(luò)

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