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这篇是我参加QCon北京2014的演讲内容:
提纲:
企业应用在软件行业中占有很大的比重,而这类软件多数现在也都采用B/S的模式开发,在这个日新月异的时代,它们的前端开发技术找到了什么改进点呢?
B/S企业软件前端开发模式大体上与桌面软件类似,都是偏重量级的,在前端可能会有较多的业务逻辑,这些业务逻辑如何被合理模块化,与界面分离,以 便测试,成为这个领域的一个重要挑战。另一方面,由于企业应用的界面相对规整,偏重的是数据存取,没有太多花哨的东西,所以常见的界面控件也是可枚举的, 如何让开发界面的工作能更快完成,甚至由不擅长编写代码的业务设计人员来做,与界面原型的工作合二为一,能提高不少开发效率。
在AngularJS等MV*框架出现之后,给这个领域带来一些契机,架构师们能够有机会去重新规划前端的架构,甚至是开发流程,从而让整个软件的生产更为高效。
本文将探讨它给这个领域带来的变化。
正文:
企业应用前端的特点
企业应用系统是一种很常见的软件系统,这类系统的特点是面向某个行业,功能较复杂,对界面的要求一般是整齐,不追求花哨。这类系统通常有C/S和B/S两个流派,其中的B/S方式因为部署和集成的便利,使用得较为普遍。
同样是在浏览器中做东西,写企业应用和网站的差别也很明显。企业应用的业务逻辑较重,前端有一定的厚重性,但是对效果并不追求很多,主要是各类控件的使用,表单的存取值等等。
企业应用产品的一些特点如下:
- 独占模式——一般用户使用互联网产品,都是片段时间使用,比如购物或者阅读,做完之后就刷新或者关闭浏览器了,而企业应用往往是工作的全部,从早上上班开始打开,到下班才关掉,一天绝大部分工作都在上面完成,比如一个呼叫中心的操作员。
- 重业务,轻视觉——企业应用对视觉的追求是比较低的,一般不会要求花哨效果,以业务操作的流畅性为第一目标。
- 界面规整,单一模式——企业应用的界面布局相对有模式可循,可以用很少的场景来穷举,界面横平竖直,比较规整,使用到的控件元素也是可穷举的,基本没有什么特效。
- 键盘操作——由于企业应用的用户都相对比较专业,在上岗之前需要经过统一培训,而且每个用户使用的频度较高,很多时候他们会用尽量快捷的 方式来做操作,比如键盘,这一点在互联网产品中比较少见。所以,有时候大家为了追求好看,把系统原生的select用div来替换,在这种情况下反而增加 了用户的麻烦。
- 逻辑复杂——我之前所在的行业中,业务逻辑很复杂,前端可能会需要写很多复杂的逻辑,JS代码大部分是在处理逻辑,而不是界面交互。
- 加载速度的侧重不同——互联网产品往往很重视首屏优化,但是其策略可能与企业应用不同。比如说,3个200k的模块,在网站型产品中可能 优化成一个100k加三个150k的模块,但在企业应用中,很可能优化成一个400k加三个50k的模块。为什么会这样呢?因为内容型的网站讲究的优化策 略是分摊,如果首次加载太慢,会很影响用户的信心,但企业应用用户的容忍度是较高的,他并不在乎刚打开的时候慢一些,因为打开了之后就要用一天,对于之后 每步操作的模块加载速度倒是要求很高。另外,对于内存泄露的处理,也要求得比较高一些。整个这些策略,其实是来源于C/S系统的影响。
- 浏览器版本相对宽松——很多时候提到企业应用,大家的想法就是低端,IE6,但其实这个的原因是客户只购买软件,运维一般自己做,每年不 会有很多持续的投入来改进,所以导致很多老系统不能持续升级。软件厂商其实反倒可以用更激进的策略去升级浏览器,用户对这个的接受度还是比较高的,使用系 统的群体也是比互联网用户小很多的,抛弃老旧浏览器的事情也确实可以干,比如我就见过几年前某电信营业系统预装的都是Firefox。
企业应用常见的前端框架
在开发B/S企业应用前端的人群中,有很大一部分群体选择了服务端的组件化方式,比如JSF之类,它的弊端是与异构服务端的第三方系统集成比较麻烦。也有不少人使用Bindows和ExtJS这样的框架,最近的KendoUI也是个不错的选择。
每种类型选一个有代表性的来说说:
- HTC 在浏览器端扩展标签——早期有些团队采用的方式,一般会跟XMLHTTP等结合使用,易于使用,界面代码整洁,但已被主流浏览器抛弃。
- JSF等 在服务端生成界面——以后端为主的架构师最推崇的方式,受Struts的MVC模型影响很深,弱化了前端,使得前端蜕化为后端的一种附属。
- GWT 编译阶段生成界面——写其他语言来生成HTML和JS,一般会依赖于一种前端UI库。这种方式也比较受后端架构师喜欢,因为他们觉得写JS很头疼,宁可写Java。
- ExtJS 用JS封装界面组件,干脆就不要HTML了——这是另外一种极端,从Bindows开始,使用纯逻辑代码来描述界面,走着跟Java Swing一样的道路,也有不少人喜欢。但这种方式在没有好用的界面设计器的情况下非常痛苦。
- Flex等 脱离HTML体系,另辟蹊径——这条路其实是对Java Applet的一种延续,好处是可以不受HTML体系的制约,独立发展,所以其实这些体系在企业应用领域的成熟度远超HTML体系。
曾经的企业B/S应用几件宝
有一段时间,我们几乎只有IE6,所以那个时候的前端开发人员很快乐,没有兼容的压力。那时候,我们如何构建前端应用呢?参见这里的分享。
- HTC——这是最好用的声明控件的方式。
- XMLHTTP——尽管还没有AJAX的概念,但我们已经可以用它做前后端分离的传输机制了。
- VML——在IE里面画矢量图,不使用插件,有其他选择吗?
- XSLT——把XML数据转换成HTML,跟现在的前端模板像吗?
- popup——创建右键菜单最好的方式。
具体实例请参考用这些技术构建的一个典型企业应用。
单页应用和前端分层
当时这些系统的构建方式也可以算单页应用,我们用iframe来集成菜单,每个菜单有自己独立的功能,整个主界面是始终不会刷新的。
时光飞逝,这些年,前端有了什么本质的改变,产生了翻天覆地的变化吗?有时候我们回顾一下,却发现多数都是在增加完善一些细节,真正有颠覆性的有比 如以RequireJS和SeaJS为代表的模块定义和加载库,npm这样的包管理器,grunt,gulp,百度fis这样的集成开发模式。为什么它们 算是本质改进呢?因为这些标志着前端开发从粗放的模式,逐渐变化到精确控制的形态。比如我们再也不能不管代码的依赖关系,也不能一打开界面就不分青红皂白 把所有可能要用到的代码都立刻加载过来,那个时代已经过去了,从任何角度讲,现代的前端开发都在精细化,从代码的可控,到界面体验的精细优化,到整个团队 甚至公司甚至互联网上的组件共享,以及前端团队协作流程的改进,这已经是一个很成规模的产业了。
我们把眼光放到2013年,在这一年里最火的前端技术莫过于NodeJS和AngularJS,前者给我们带来的是一种开发方式的改变,后者是一种 典型的前端分层方案。Angular是前端MV*框架的一个流派,用过的人都会觉得很爽。它爽在什么地方呢?因为它帮我们做的事情太多了,一个双向绑定, 无所不包,凡是存取值相关的操作,基本都不用自己写代码。在企业应用前端功能里,表单的存取值和校验占据了很大的比例,这些事都不用干了,那简直太好了。 如果就因为这个用Angular,那还有些早。有一些第三方代码被称为库,另外一些称为框架,Angular是框架而不是库。框架的含义是,有更强的约束 性,并非作为辅助功能来提供的。
先看一下企业应用的通常形态吧,会有一个可配置的菜单,然后多半会采用MDI的形式,能打开多个业务功能,用选项卡的形式展示起来,可以随时切换操 作。每个人每天常用的功能是可以穷举的,他进入系统之后,一般要用到下班才关掉。所以这种系统非常适合做成单页应用,开始的时候加载一个总体框架,每点击 一个菜单,就加载这个菜单对应的功能模块,放在一个新的选项卡或者别的什么地方展示出来。
在早期做这种系统的时候,一般都会用iframe来集成菜单,这种方式很方便,但是每个菜单页都要载入共同的框架文件,初始化一个环境,数据之间也 不能精确共用。所以现在我们做企业信息系统,不再适合用iframe来集成菜单,所有菜单的业务代码,会在同一个页面的作用域中共存。这在某些方面是便 利,比如数据的共享,一个选择全国城市的下拉框,在多个功能中都存在,意味着这些城市的数据我们可以只加载一次。但从另外一个角度来说,也是一种挑战,因 为数据之间产生干扰的可能性大大增加了。
我们回顾一下在传统的客户端开发中是怎么做的,早在经典的《设计模式》一书中,就提到了MVC模式,这是一种典型的分层模式。长期以来,在Web开 发人员心中的MVC,指的都是Struts框架的那张图,但我们单页应用中的MVC,其实更接近最原始的《设计模式》书中概念。所以我们要在前端分层,而 不仅仅把整个前端都推到视图层。
做单页应用,前端不分层是很难办的,当规模扩大的时候,很难处理其中一些隐患。分层更重要的好处是能够从全盘考虑一些东西,比如说数据的共享。跨模 块的数据共享是一个比较复杂的话题,搞得不好就会导致不一致的情况,如果考虑到在分层的情况下,把各种数据来源都统一维护,就好办多了。
所以,以AngularJS为代表的前端MV*框架最重要的工作就是做了这些对于分层的指导和约束性工作,在此基础上,我们可以进一步优化单页应用这类产品。
前端的自定义标签体系
构建一个大型企业应用,最重要的是建立整套组件体系。一般针对某行业的软件,长期下来都会有很多固定的模式,可以提炼成组件和规则,从前端来看,体现为控件库和前端逻辑。控件库这个是老生常谈,在很多框架里都有这个概念,但各自对应的机制是不同的。
从写一个界面的角度来讲,最为便利的方式是基于标签的声明式代码,比如我们常见的HTML,还有微软的XAML,Flex中的MXML等,都很直 接,设想一下在没有可视化IDE的情况用类似Java Swing和微软WinForm这样的方式编写界面,毫无疑问写XML的方式更易被接受。所以,我们可以得出初步的结论,界面的部分应该写标签。
很遗憾,HTML自带的标签是不足的,它有基本表单输入控件,但是缺乏DataGrid,Tree之类更富有表现性的控件。所以绝大多数界面库,都采用某种使用JavaScript的方式来编写这类控件,比如:
$(function() {
$( "#tabs" ).tabs();
});
如果这样,这些复杂控件就都要通过JavaScript来创建和渲染了,这与我们刚才提到的原则是违背的。那我们寻找的是什么呢,是一种能扩展已有 HTML体系的东西。在早期,IE浏览器中有HTC,可以通过引入命名空间来声明组件,现在的标准浏览器中又引入了Web Components,在Polymer这个框架中可以看到更多的细节。说到底,这类方式要做些什么事情呢?
- 隔离组件的实现,让使用变得简单
- 支持自行扩展新的组件
- 作一些作用域上的隔离,比如Web Components里面,style标签上可以加作用域,表示这个样式只生效于组件内部
从另外一个角度讲,为什么我们非要这么做不可?最大好处来自哪里?对于大型项目而言,管理成本和变更成本都是需要认真考虑的。如果一个组件,需要在 DOM中声明一个节点, 然后再用一个js去获取DOM,把DOM渲染出来,再填充数据的话,这个过程的管理成本是很大的,因为HTML和JS这两个部分丢了一个都会有问题,无论 在什么时候,维护一个文件总是比维护多个文件要强的,我们看HTC那种方式,为什么它的使用成本很低,因为它可以把控件自身的DOM、逻辑、样式全部写在 自己内部,整个一个文件被人引用就可以了。在现在这个阶段不存在这么好用的技术了,只能退而求其次。
所以,在这个点上,Angular带来的好处是可扩展的标签体系,这也就是标签的语义化。Angular的主打功能之一是指令,使用这种方式,可以很容易扩展标签或者属性。比如,业务开发人员可以直接写:
这样多么直观,而且可以跟原有的HTML代码一起编写,不造成任何负担。语义化的标签是快速编写界面的不二法门。
业务逻辑
有了语义化标签之后,如果我们只写界面不写逻辑,那也够了,但现实往往没有这么美好,我们还要来考虑一下业务逻辑怎么办。
企业应用一般都是面向某行业的,在这个行业内部,会有一些约定俗成的业务模型和流程,这些东西如何复用,一直是一个难题。以往的做法,会把这些东西 都放在服务端,用类似Java这样的语言来实现业务元素、业务规则和业务流程的管理。这种做法所带来的一个缺点就是对界面层的忽视,因为他只把界面层当作 展示,对其中可能出现的大量JavaScript逻辑感到无所适从。很多从事这一领域的架构师不认同界面层的厚度,他们认为这一层只应当是很薄的,纯展示 相关的,但在这个时代,已经不存在真正轻量级的界面了。
前面提到,我们在前端作分层,把展现层跟业务逻辑层完全隔离,带来的好处就是逻辑层不存在对DOM的操作,只有纯粹的逻辑和远程调用,这么一来,这 一层的东西都可以很容易做测试。对于一个大型产品来说,持续集成是很有必要的,自动化测试是持续集成中不可缺少的一环。如果不做分层,这个测试可能就比较 难做,现在我们能把容易的先做掉,而且纯逻辑的代码,还可以用更快的方式来测试。
之前我们做前端的单元测试,都需要把代码加载到浏览器来执行,或者自行封装一些“无头浏览器”,也就是不打开实际的展示,模拟这个测试过程。这个过 程相对来说还是有些慢,因为它还有加载的这个网络传输的过程,如果我们能在服务端做这个事情呢?我们看到,最近很火的NodeJS,它从很多方面给了前端 工程师一个机会,去更多地把控整个开发流程,在我们这个场景下,如果能把针对前端逻辑的单元测试都放在node里做,那效率就会更高。
二次开发平台
我们来看看,有了这么一套分层机制,又有了界面标签库之后,该做些什么呢?做企业软件的公司,有不少会做二次开发平台,这个平台的目标是整合一些已有的行业组件,让业务开发人员甚至是不懂技术的业务人员通过简单的拖拉、配置的形式,组合生成新的业务功能。
从界面的角度看,拖拽生成很容易,很多界面原型工具都可以做,但要如何整合数据和业务?因为你要生成的这个功能,是实实在在要拿去用,不是有个样子 看就可以,所以要能跟真实数据结合起来。 但这事情谈何容易!就比如说,界面上有一个选择所属行业的下拉框,里面数据是配置出来的,对这个数据的查询操作在后端,作为一个查询服务或者是业务对象管 理起来,有些传统的方式可能是在后端作这个关联,Angular框架可以把这个事情推到前端来。相比Backbone这样的框架来说,Angular由于 有双向绑定,这个过程会变得特别省事。一个界面片段想要和数据关联起来,要做的事情就是各种属性的设置,所以动态加载和动态绑定都会比较容易。
比如:
partial.html
- {{item.name}}
main.html
...
...
a.js
function CtrlA($scope) {
$scope.items = [{name:"Tom"}, {name:"Jerry"}];
}
b.js
function CtrlB($scope) {
$scope.items = [{name:"Donald"}, {name:"Micky"}];
}
在上面的例子里,这个列表显示什么,完全取决于ng-controller="CtrlA"这句,如果我们把这句搞成配置的,就很容易把数据源换成 另外一个CtrlB,甚至说,即使在同一版本上做项目化,引入另外一个包含CtrlA其他版本的js文件,也基本无需更改其他代码,这就达到了二次开发的 一个目的:尽可能以配置而不是编码去新增、维护新功能。
移动开发
现在的企业软件已经不能只考虑PC的浏览器了,很多客户都会有移动办公的需求。响应式设计是一种常见的解决方案,但是在企业应用领域,想要把复杂的 业务功能设计成响应式界面的代价太大了,况且界面设计本身就是开发企业软件的这些公司的短板,所以我们的比较简单的办法是对PC和移动终端单独设计界面, 这样就有了一个问题了,这两种界面的业务逻辑并没有差别,如果我们要维护两套代码,代价是非常大的,能有什么办法共用一些东西呢?
如果不采用分层的形式,那这个很麻烦,我们注意到两种系统的差异只在UI层,如果我们用分层的模式,可以共用UI层以外的东西。具体到 Angular里面来说,比如service,factory,甚至controller都是可以共用的,只有directive和HTML模板随设备产 生差异就可以了。
之前我们很少看到有基于Angular的移动端开发框架,但现在有了,比如Ionic,使用这样的框架,可以直接引用已有的业务逻辑代码,只在展示上作一些调整。这么做有很多好处,同时也对代码的架构水准有一定要求,需要把业务逻辑跟界面展示完全切割开。
这样带来的好处也是很明显的,独立的业务逻辑,因为它不依赖于界面了,所以很容易控制,做单元测试,集成测试,打桩等等,总之它是纯逻辑的东西,在 后端可以用什么方式保证代码质量,在前端的业务逻辑也一样可以用,业务逻辑可以因此而清晰稳定。对于企业应用而言,这么做可以极大程度地复用以往的业务逻 辑,只在负责最终展示的代码部分作差异化。
工程化
上面这些技术性的问题都解决了,剩下的都是规模带来的边际效应,这需要我们从工程化角度去考虑很多问题:
- 某个JS模块被修改,如何得知会影响谁?
- 某个界面片段被调整,会影响什么界面?
- 如何最小化发布?
- 如何一键测试、打包、压缩?
这些话题,篇幅所限,不在本文中叙述,可以查看我另外的关于Web应用组件化的文章。
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