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浅析基于 Serverless 的前后端一体化框架

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概述

Serverless 是一种“无服务器架构”模式,它无需关心程序运行环境、资源及数量,只需要将精力聚焦到业务逻辑上的技术。基于 Serverless 开发 web 应用,架构师总是试图把传统的解决方案移植到 Serverless 上,虽然可以做到既拥有 Serverless 新技术带来的红利,又能维持住传统开发模式的开发体验。但是,Serverless 技术带来的改变可能不止这些,可能是颠覆整个传统 web 应用开发模式的革命性技术。

开发模式

业务应用的开发模式发展是从一体到分裂为前后端,再到前后端融合为一体过程。

注意:后面所说的后端特指后端业务逻辑。

1、早期,一体

没有前后端的概念,那时候的应用都是单机版,所有的业务逻辑都写一起,开发人员不需要关心网络请求,这个时期的工程师完全专注于业务代码的开发。随着业务规模的增长,也暴露了很多问题:

  • 高并发问题
  • 高可用问题

说明:业务应用升级困难等一些问题,不是本篇文章所关心,所以就不一一列举出来。

2、现在,分裂

前端 + 高可用高并发运维裹挟着的后端业务逻辑

说明:现在 Serverless 技术已经出现有一段时间了,不但没有解决开发体验的问题,反而带来更多开发体验问题,所以,在这里我并没有突出 Serverless 技术。

解决的问题:

  • 高并发。通过分布式部署和多级负载均衡等技术解决了业务的高并发问题
  • 高可用。通过主从架构等技术解决了业务的高可用问题

解决一个问题,带来一堆问题:

  • 分裂业务应用。为了解决高可用和高并发,业务应用引入了分布式架构,通过负载均衡和主从模式来保证高可用和高并发问题,但是这种解决方案对业务应用是侵入式的,从而导致原本高内聚一体化的应用分裂成前端和后端
  • 污染业务代码。与高可用、高并发和运维相关的逻辑与后端业务逻辑交织在一起,让后端技术门槛变高,导致需要多个后端工程师才能掌握所有后端技术
  • 增加联调成本。前后端的联调工作做日益繁重,成了工程开发效率提升的瓶颈。新功能和 BUG 需要前后端工程师配合才能完成,你如果是全栈开发工程师,你肯定深有体会,很多 BUG 一看就知道是前端问题,还是后端问题
  • 不匹配的前后端技术发展速度,前端技术发展迅猛,后端技术相对稳定,前端只能被动的去适配后端,让前端最新的技术在使用体验上大打折扣。最理想的方式是前后端通盘考量,整体发展,不要出现本来后端只需要优化一行代码的事,让前端写一百行代码来实现
  • 限制了代码抽象。因为实现的是同一个业务需求,所以前后端代码有高度的相关性,如果我们能在前后端代码之上抽象代码逻辑,肯定能有很大的作为。同时,代码的开发和维护也有质的提升,前后端分裂导致我们不得不局限在前端或者后端进行代码的抽象,抽象出来的代码可能是片面而重复的
  • 增加技术复杂度。前后端分裂,前后端工程师各自为营,形成各自的技术栈,包括语言、工具和理念,导致单个工程师维护整个业务应用变得极度困难,也让前后端工程师排斥彼此的技术栈,随着时间的推移,技术栈差异越来越大,一个项目,不管多小,至少两位工程师以上,全栈开发工程师另当别论
  • 增加运维成本。需要专门的运维工程师来运维,虽然,现在通过技术手段降低了运维的成本,但是目前运维成本依然很高,难度依然很大

这也是为什么创业小公司喜欢全栈开发工程师,因为在创业早期,高可用和高并发的需求不是那么迫切,因而运维也相对简单,使用全栈开发工程师,不仅缩短了项目交付周期,而且也降低了公司的运营成本,这对创业小公司是至关重要的。

3、未来,融合回到到一体

前端 + 后端 + Serverless + 平台服务   =>  业务应用 + Serverless + 平台服务:

说明:共享逻辑是前后端的共享逻辑,在过去,由于前后端分裂,是很难做到前后端层面的代码抽象的,前后端融合后,让这件事变得简单自然。

带来困惑:

  • 前后端分工合作,不是很好吗?在过去,将一个复杂的问题分解成多个简单的子问题,高并发和高可用没法做到不侵入业务应用,这种确实是一种很好的解法,也是没办法中的办法。前后端分工合作带来的成本问题,越发凸显。现在 Serverless 透明的解决了高并发和高可用问题,那么我们为什么还需要从技术维度来划分,我们不是更加推荐按业务维度来划分吗?
  • 后端依然很难,驾驭前后端的门槛依然很高?后端代码逻辑虽然没有了高并发和高可用的裹挟,还是会很难,比如 AI。我相信类似这种很难的业务,现在可能有,未来一定会有相关的开发工具包或者平台服务为我们解决,让这些很难的技术平民化。难的技术交给专业的人解决。

找回初心:

  • 回归业务,前后端一体化。随着 Serverless 技术的出现,解决了高可用、高并发和运维问题,作为工程师的我们是不是应该回头看看,找回初心:专注于业务代码。让原本在一起的后端业务代码与前端代码再次融合。因此,前后端一体化难道不是我们失去已久的应用开发终极解决方案吗?

现状

Serverless 已经做到了以下两点:

  • 工程师只需要关心业务逻辑上的技术
  • 拥有接近于传统应用开发体验(解决历史遗留问题,可能还有些距离)

传统应用框架,食之无味,弃之可惜:

  • 目前,很多用户已经感知到了 Serverless 带来的高可用、高并发和免运维的好处,用户能够很自然的想到如果能将现有的开发框架移植到 Serverless 上,那就太好不过了。Serverless 平台很自然会提供现有框架的移植方案。解决的问题是将传统的解决方案移植到 Serverless 上,让用户在 Serverless 上拥有传统的开发体验

应用框架找回初心:

  • 前后端业务逻辑代码的融合,即前后端一体化

前后端一体化解决了什么问题:

  • 解决了第二阶段开发模式中出现的问题,具体请参考:“解决一个问题,带来一堆问题”。

实现前后端一体化,欠缺如下

  • 基于 Serverless 的前后端一体化框架
  • 工具

其中,基于 Serverless 的前后端一体化框架解决前后端一体化问题;工具屏蔽掉 Serverless 平台细节,提供一致的部署运维体验。

未来

未来,开源社区会涌现大量的基于 Serverless 的前后端一体化的框架和工具,webassembly 让前后端一体化打破了开发语言的限制,可以用任意开发语言开发前后端,如 java、go 等等。由于 javascript 是为前端而生,typescript 是目前做活的前端开发语言,前后端统一用 typescript,其他语言可以通过 webassembly 技术让 typescript 语言来调用可能是最好的选择。

想要成为一个流行的基于 Serverless 的前后端一体化框架,需要具备这么几个特质:

  • 开源不绑定
  • 社区化运营
  • 形成标准
  • 模型简单

结语

Serverless 技术让我们向新世界大门迈出了左脚,请让基于 Serverless 的前后一体化框架帮我们迈出右脚。同时,请别再叫我前端开发工程师,我是业务应用开发工程师。

Q&A

Q:前后端一体化需要将前后端代码发布到同一个地方吗?
A:不需要,分开发布,通过统一的工具负责前后端发布任务,前端可以发到 CDN,后端可以发布到 Serverless 平台,如:阿里云函数计算

Q:未来是不是没有后端工程师?
A:有的。前端工程师只是把前端和后端的业务逻辑代码给做了,后端工程师去做真正的后端,那时候的后端工程师将会更加专业,前端工程师可能会变成应用开发工程师(暂且这么称呼)。对于中小型企业,可能大部分是应用开发工程,有少量甚至没有专业的后端工程师。

Q:为什么不做一个类似 expressjs 这样的 web 应用框架?
A:expressjs 框架是在没有 Serverless 背景下设计的,没有考虑 Serverless 给我们带来的技术架构变革,如果需要类似 expressjs 的这样的框架,我们完全可以将 expressjs 框架迁移到 Serverless 上运行,没有必要再造一套。

Q:为什么是 nodejs 框架?
A:nodejs 和 前端 js 使用的同一种语言,可以将前后端一体化做到更加极致,webassembly 也可以让任何语言在前端运行,也能做到前后端语言一致,但是 js 是为前端而生的,更有亲和力。但是其他语言可以通过 webassembly 编译成中间语言,nodejs 通过 vm 来调用其他语言提供的功能。也不排除未来会有一种新的运行环境来取代 nodejs,更加适配多语言和 Serverless 这种场景。

Q:前后端一体化的极致是一种什么感觉?
A:前后端代码都在一个项目中用同一种语言来写,在本地定义一个后端接口方法,前端就像调用本地方法一样调用后端方法(不是在本地定义的后端接口也是一样,比如跨组件、外部服务),前后端可以抽象更多的公共逻辑,比如工具类等等,一个开发人员就能维护好整个项目,没有了多项目多语言的切换痛苦。



本文作者:木香丘

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