49 - App架构演进

前面一些文章将架构设计相关的理念、技术、实践已经基本讲完，这些内容主要都是讲后端系统的架构设计，例如存储高可用、微服务、异地多活等，都是后端系统才会涉及。

通常情况下我们讲架构设计，主要聚焦在后端系统，但这并不意味着 App、前端就没有架构设计了，前面文章讲述的整套架构设计理念，虽然是后端设计经验，但一旦形成完善的技术理论后，同样适应于 App 和前端

• 架构设计理念，可以提炼为下面几个关键点：
  • 架构是系统的顶层结构。
  • 架构设计的主要目的是为了解决软件系统复杂度带来的问题。
  • 架构设计需要遵循三个主要原则：合适原则、简单原则、演化原则。
  • 架构设计首先要掌握业界已经成熟的各种架构模式，然后再进行优化、调整、创新

Web App

• 最早的 App 有很多采用这种架构，大多数尝试性的业务，一开始也是这样的架构
  • Web App 架构又叫包壳架构，简单来说就是在 Web 的业务上包装一个 App 的壳，业务逻辑完全还是 Web 实现，App 壳完成安装的功能
  • 让用户看起来像是在使用 App，实际上和用浏览器访问 PC 网站没有太大差别
• 以早期的 App 为例，大约在 2010 年前后，移动互联网虽然发展很迅速，但受限于用户的设备、移动网络的速度等约束，PC 互联网还是主流，移动互联网还是一个新鲜事物，未来的发展前景和发展趋势，其实当年大家也不一定能完全看得清楚。
  • 例如淘宝也是在 2013 年才开始决定“All in 无线”的，在这样的业务背景下，当时的业务重心还是在 PC 互联网上，移动互联网更多是尝试性的
  • 既然是尝试，那就要求快速和低成本，虽然当时的 Android 和 iOS 已经都有了开发 App 的功能，但原生的开发成本太高，因此自然而然，Web App 这种包壳架构就被大家作为首选尝试架构了
  • 其主要解决“快速开发”和“低成本”两个复杂度问题，架构设计遵循“合适原则”和“简单原则”

原生 App

• Web App 虽然解决了“快速开发”和“低成本”两个复杂度问题，但随着业务的发展，Web App 的劣势逐渐成为了主要的复杂度问题，主要体现在：
  • 移动设备的发展速度远远超过 Web 技术的发展速度，因此 Web App 的体验相比原生 App 的体验，差距越来越明显
  • 移动互联网飞速发展，趋势越来越明显，App 承载的业务逻辑也越来越复杂，进一步加剧了 Web App 的体验问题
  • 移动设备在用户体验方面有很多优化和改进，而 Web App 无法利用这些技术优势，只有原生 App 才能够利用这些技术优势
• 因此，随着业务发展和技术演进，移动开发的复杂度从“快速开发”和“低成本”转向了“用户体验”，而要保证用户体验，采用原生 App 的架构是最合适的，这里的架构设计遵循“演化原则”
• 原生 App 解决了用户体验问题，大约在 2013 年前后开始快速发展，那个时候的 Android 工程师和 iOS 工程师就像现在的人工智能工程师一样非常抢手，很多同学也是那时候从后端转行到 App 开发的

Hybrid App

• 原生 App 很好的解决了用户体验问题，但业务和技术也在发展，移动互联网此时已经成为明确的大趋势，团队需要考虑的不是要不要转移动互联网的问题，而是要考虑如何在移动互联网更具竞争力的问题，因此各种基于移动互联网特点的功能和体验方式不断被创造出来，大家拼的竞争方式就是看谁更快抓住用户需求和痛点
• 因此，移动开发的复杂度又回到了“快速开发”，这时就发现了原生 App 开发的痛点：由于 Android、iOS、Windows Phone（你没看错，当年确实是这三个主流平台）的原生开发完全不能兼容，同样的功能需要三个平台重复开发，每个平台还有一些差异，因此自然快不起来
• 为了解决“快速开发”的复杂度问题，大家自然又想到了 Web 的方式，但 Web 的体验还是远远不如原生，怎么解决这个问题呢？
  • 其实没有办法完美解决，但可以根据不同的业务要求选取不同的方案
  • 例如对体验要求高的业务采用原生 App 实现
  • 对体验要求不高的可以采用 Web 的方式实现
  • 这就是 Hybrid App 架构的核心设计思想，主要遵循架构设计的“合适原则”

组件化 & 容器化

• Hybrid App 能够较好的平衡“用户体验”和“快速开发”两个复杂度问题（注意是“平衡”，不是“同时解决”），但对于一些超级 App 来说，随着业务规模越来越大、业务越来越复杂，虽然在用户看来可能是一个 App，但事实上承载了几十上百个业务
  • 以手机淘宝为例，阿里确认“All in 无线”战略后，手机淘宝定位为阿里集团移动端的“航空母舰”，例如首页第一屏的上面就承载了非常多的子业务
  • 再以微信为例，作为腾讯在移动互联网的“航空母舰”，其业务也是非常的多，例如“发现”tab 页就有 7 个子业务
• 这么多业务集中在一个 App 上，每个业务又在不断地扩展，后续又可能会扩展新的业务，并且每个业务就是一个独立的团队负责开发，因此整个 App 的可扩展性引入了新的复杂度问题
• 放到后端领域可扩展的基本思想就是“拆”，但是这个思想应用到 App 和后端系统时，具体的做法就明显不同了。
  • 简单来说，App 和后端系统存在一个本质的区别，App 是面向用户的，后端系统是不面向用户的，因此 App 再怎么拆，对用户还是只能呈现同一个 App，不可能将一个 App 拆分为几十个独立 App
  • 而后端系统就不一样了，采用微服务架构后，后端系统可以拆分为几百上千个子服务都没有问题
  • 同时，App 的业务再怎么拆分，技术栈是一样的，不然没法集成在一个 App 里面；而后端就不同了，不同的微服务可以用不同的技术栈开发
• 在这种业务背景下，组件化和容器化架构应运而生，其基本思想都是将超级 App 拆分为众多组件，这些组件遵循预先制定好的规范，独立开发、独立测试、独立上线
  • 如果某个组件依赖其他组件，组件之间通过消息系统进行通信，通过这种方式来实现组件隔离，从而避免各个团队之间的互相依赖和影响，以提升团队开发效率和整个系统的可扩展性。
  • 组件化和容器化的架构出现遵循架构设计的“演化原则”，只有当业务复杂度发展到一定规模后才适应，因此我们会看到大厂应用这个架构的比较多，而中小公司的 App，业务没那么复杂，其实并不一定需要采用组件化和容器化架构
• 对于组件化和容器化并没有非常严格的定义，理解两者在规范、拆分、团队协作方面都是一样的，区别在于发布方式
  • 组件化采用的是静态发布，即所有的组件各自独自开发测试，然后跟随 App 的某个版本统一上线
  • 容器化采用的是动态发布，即容器可以动态加载组件，组件准备好了直接发布，容器会动态更新组件，无需等待某个版本才能上线

跨平台 App

• 前面介绍的各种 App 架构，除了 Web App 外，其他都面临着同一个问题：跨平台需要重复开发
  • 同一个功能和业务，Android 开发一遍，iOS 也要开发一遍，这里其实存在人力投入的问题，违背了架构设计中的“简单原则”
• 站在企业的角度来讲，希望能够减少人力投入成本，因此最近几年各种跨平台方案不断涌现
  • 比较知名的有 Facebook 的 React Native
  • 阿里的 Weex
  • Google 的 Flutter
• 虽然也有很多公司在尝试使用，但目前这几个方案都不算很成熟，且在用户体验方面与原生 App 还是有一定差距
  • 例如 Airbnb 就宣布放弃使用 React Native，回归使用原生技术

小结

本文讲了 App 架构演进背后的原因和架构分析，希望对你有所帮助