一個簡單粗暴的前后端分離方案


項目背景

剛剛參加完一個項目,背景:后端是用java,后端服務已經開發的差不多了,現在要通過web的方式對外提供服務,也就是B/S架構。后端專注做業務邏輯,不想在后端做頁面渲染的事情,只向前端提供數據接口。於是協商后打算將前后端完全分離,頁面上的所有數據都通過ajax向后端取,頁面渲染的事情完全由前端來做。另外還有一個緊急的情況,項目要緊急上線,整個web站點的開發時間只有兩周,兩周啊!於是在這樣的背景下,決定開始一次前后端完全分離的嘗試。

之前開發都是同步渲染和異步渲染混搭的,有些東西可以有后端PHP幫你編譯好,如通用的頁面模板,后端傳回的頁面參數等。提前預感到這次完全分離可能會遇到一些困難,但是項目上線要緊,也不能深入搞架構,於是打算就用jQuery+handlebars,jQuery來完成頁面邏輯和DOM操作,用handlebars來完成頁面渲染,這個方案是如此的簡單粗暴,但好處能最穩妥的保證項目按期完成。其實前后端分離並不是一件容易的工作,這么做會有諸多不完善之處,后面再談。

淺談前后端分離
 

所謂的前后端分離,到底是分離什么呢?其實就是頁面的渲染工作,之前是后端渲染好頁面,交給前端來顯示,分離后前端需要自己拼裝html代碼,然后再顯示。前端來管理頁面的渲染有很多好處,比如減少網絡請求量,制作單頁面應用等。事情聽起來簡單,但這么一分離又會牽扯到很多問題,比如:

  •  資源的按需加載。尤其是在單頁應用中。
  • 頁面展現邏輯。分離讓前端的邏輯陡增,需要有一個良好的前端架構,如mvc模式。
  • 數據校驗。因為頁面數據都是從后端請求來的,必須校驗要展示的數據是否合法,避免xss或其他安全問題。
  • 短暫白屏。因為頁面不是同步渲染的,在請求數據完畢之前,頁面是白屏的,體驗很不好。
  • 代碼的復用。眾多的模板、邏輯模塊需要良好組織實現可復用。
  • 路由控制。無刷新的前端體驗同時毀掉了瀏覽器的后退按鈕,前端視圖需要有一套路由機制。
  • SEO。服務端不再返回頁面,前端根據不同的邏輯呈現不同的視圖(並非頁面),要對搜索引擎友好需要做很多額外的工作。

以上每一個問題都夠棘手,要處理好需要有設計精良又符合實際項目的方案。現在已經有很多框架可以幫我們做這些事情,Backbone, EmberJS, KnockoutJS, AngularJS, React, avalon等等,利用它們可以架構起一個富前端。但框架畢竟是框架,要利用到實際項目中,還是需要有自己的設計,框架並不能解決所有的問題。

之前也有看過淘寶團隊的實踐,利用nodejs做一個中間層,處理頁面渲染、路由控制、SEO等事情,將前后端的分界線進行了重新定義。個人感覺這應該是一個正確的方向,有點顛覆的感覺,前端走向工程化,將變成真正的全棧式大前端。不知現在這種架構是否在淘寶全面鋪開,真有點期待看看效果。

以上的框架,還有淘寶的實踐,畢竟都是大牛之作,我這個小輩也只是參考學習過,未能在實際項目中使用。低頭看看自己現在手頭的項目,1個前端,2周時間,要完成一個完整的web項目,還是用最穩妥最低級的方式來搞吧~

基本結構

項目整體並不是一個單頁應用,但有些模塊需要做成局部的單頁操作,像這種需要分步完成的操作,只需局部加載子頁面即可。

因此,一個模塊有一個主html頁面,初始只有一些基本的骨架,有一個名字相同的js文件,該模塊邏輯都在此js文件中,有一個名字相同的css文件,該模塊的所有樣式都定義在此css文件中。

需要異步加載的子頁面,像上圖中每個步驟的頁面,我都使用jQuery的$.load()方法來加載,此方法能在頁面某個容器中加載內容,並可指定回調函數,使用起來很方便。被異步加載的子頁面我都用_開頭,如_step1.html,用於做區分。

為了確保瀏覽器的前進后退按鈕可用,我使用了hash來做路由標記,頁面地址如:publish.html#step2。有個缺陷是hash並不會發送給服務器,所以SEO就廢了。事實上使用history API也可以更優雅的解決問題,但需要考慮兼容性,還有額外工作要做,考慮時間因素,退而求其次,況且本項目也無需做SEO。或者像淘寶的方案那樣,nodejs層與瀏覽器層統一路由,SEO問題可以迎刃而解。但又明顯不在本人的實力范圍之內,汗–!

除了用$.load異步加載的子頁面,剩余的局部頁面就是用handlebars提供的模板渲染了,我使用了handlebars的預編譯功能,不得不說很強大,一來節約了頁面加載階段所需的編譯時間(編譯handlebars模板),二來編譯后的模板(js文件)方便復用。

接下來就是前端邏輯如何組織,因為沒有用mv*框架,所以只能靠自己來寫一個便於開發的結構。如上面所述,每個模塊有一個主js文件,文件內容結構如下:

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var publish = {
      //該模塊初始化入口
      init : function (){
           this .renderData(param);
           this .initListeners();
      },
      //內部所用的函數
      renderData : function (param){
           //渲染數據。。
      },
      //統一綁定監聽器
      initListeners : function (){
           $(document.body).delegates({
                '.btn' : function (){
                     //點擊事件
                },
                '.btn2' : function (){
                     //點擊事件2
                },
                '.checkbox' : {
                     'change' : function (){
                          //change事件
                     }
                }
           });
      }
}

每個模塊給一個命名空間,所有的方法都掛在上面,js文件中只做函數的定義,不立即執行任何東西,然后在html文件中調用入口方法:publish.init()。業務邏輯都封裝到函數中,如上面的renderData,然后供其他地方調用。頁面的事件監聽器統一都注冊在body元素上,用事件代理來完成,為了避免寫太多的on、click之類代碼,為jQuery擴展了一個delegates方法,用來以配置的方式統一綁定監聽器,用法如上所示。把delegates定義的代碼也放出來吧:

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//以配置的方式代理事件
$.fn.delegates = function (configs) {
      el = $( this [0]);
      for ( var name in configs) {
           var value = configs[name];
           if ( typeof value == 'function' ) {
                var obj = {};
                obj.click = value;
                value = obj;
           };
           for ( var type in value) {
                el.delegate(name, type, value[type]);
           }
      }
      return this ;
}

基本的結構就是這樣,沒有什么新技術,只是把現有的東西做了一下組合。但工作到此還遠遠沒有結束,在實際應用中還會有一些東西需要處理,下面來詳細說說:

公共頭部底部的引用

這是一個比較棘手的問題,一般通用的頭部和底部會放一些公共的代碼,如頁面外層結構html代碼,站點使用的庫如jQuery、handlebars,站點通用js和css文件。在傳統的開發中,通常是寫一個單獨的文件如head.html,在其他頁面中用后端代碼如include語句引入,由此來進行復用。

現在前后端分離后,無法依靠后端來給你渲染,所以得在前端做了。既然用了handlebars,很容易想到把公用部分寫成一個模板,然后預編譯出來,生成一個header.js文件,然后在其他頁面引用。然而在實際操作中發現了一個問題,handlebars是靜態模板,編譯后生成的字符串通過innerHTML的方式插入到頁面,在一般的模板中這樣是沒問題的。現在有個問題是header中有一些<script>標簽,外鏈着要使用的庫,通過innerHTML插入<scirpt>標簽,瀏覽器並不會發送請求加載對應的js文件,所以就出問題了。

搜索、嘗試了多種方法后,最終的方案定為:用document.write()將編譯結果寫到頁面,這樣<script>標簽能夠正常加載。所以每個頁面使用頭部的代碼就變成這樣:

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<script src= "static/js/tpl/head.js" ></script>
      <div id= "header" >
           <script src= "static/js/includeHead.js" ></script>
      </div>

includeHead.js中的代碼如下:

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function includeHead(){
      var header = document.getElementById( 'header' );
      var compileHead = Handlebars.templates[ 'head' ];
      var head = compileHead({});
      document.write(head);
}
includeHead();

看着是有點別扭,不過為了實現功能,目前也就只能這樣了。

路由控制

如上面所述,jQuery的$.load()方法可以滿足加載子頁面的需求,現在需要解決的問題是,不管用戶刷新頁面還是前進后退,我們都得根據hash值來渲染對應的視圖,其實就是路由控制。這個時候就需要監聽hashchange事件了,我定義了一個loadPage方法用來加載子頁面,然后綁定監聽器如下:

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window.onhashchange = this .loadPage;

在loadPage方法中,根據hash的值來調用$.load()方法,子頁面的初始化工作,在$.load()的回調函數中指定。

這樣做還有一個便捷之處,我們切換視圖不必手動調loadPage方法,只需要修改頁面的hash就可以了,hash發生變化被監聽到,自動加載對應的子頁面。例如,點擊下一步進入步驟二:

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'.next' : function (){
         location.href = '#step2' ;
}

如此便實現了一個簡單的路由控制,由於不是整站單頁面,也沒有多級路由,這樣完全可以滿足需求。至於SEO,就只能呵呵了,正好項目也不需要做SEO,否則此方法得作罷。

另外想說的一點就是頁面的緩存,異步加載來的內容可以存在localStorage中,也可以放在頁面上進行顯隱控制,這樣用戶在頻繁切換視圖的時候無需再次請求,回到上一步的時候之前填好的表單數據也不會消失,體驗會非常好。

頁面間參數傳遞

有時候我們需要給訪問的頁面傳參數,比如訪問一個設備的詳細信息頁,要把設備id給傳過去,detail.html?id=1,這樣detail頁面可以根據id去請求對應的數據。傳統由后端渲染的頁面,url中的參數會發送到服務端,服務端接收后可以再渲染到頁面上供js使用。我們現在不行了,請求頁面壓根不跟后端打交道,但這個參數是必不可少的,所以需要前端有一套傳遞參數的機制。

其實非常簡單,通過location.href可以拿到當前的url地址,然后進行字符串匹配,把參數提取出來就可以了。看上去挺土鱉的,但工作起來良好,另外也有考慮過用cookie來傳遞,感覺有點麻煩。

由於這些參數通常是寫在<a>標簽上的,而<a>標簽又是根據動態數據渲染出來的(因為是動態參數),我們不可能在頁面渲染完后,用js修改所有<a>標簽的href值,給它追加一個參數。怎么辦呢?這時候handlebars就派上用場了,我們可以使用handlebars萬能的helper,在渲染頁面的時候直接查詢url中的參數,然后輸出在編譯好的代碼中。我在handlebars中注冊了一個helper,如下:

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Handlebars.registerHelper( 'param' , function (key, options){
     var url = location.href.replace(/^[^?=]*\?/ig, '' ).split( '#' )[0];
     var json = {};
     url.replace(/(^|&)([^&=]+)=([^&]*)/g, function (a, b, key , value){
         try {
             key = decodeURIComponent(key);
         } catch (e) {}
 
         try {
             value = decodeURIComponent(value);
         } catch (e) {}
 
         if (!(key in json)) {
             json[key] = /\[\]$/.test(key) ? [value] : value;
         }
         else if (json[key] instanceof Array) {
             json[key].push(value);
         }
         else {
             json[key] = [json[key], value];
         }
     });
     return key ? json[key] : json;
});

這個名為param的helper可以輸出你所要查詢的參數值,然后可以直接寫在模板中,如:

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<a href= "detail.html?id={{param id}}" >設備詳細信息</a>

這樣就方便多了!但是這么做有沒有問題呢?其實是有些不完美的,如果你考慮“性能”二字的話。一個url中參數的值是固定的,而你每次使用這個helper都會計算一遍,白白做了多余的事情。如果handlebars可以在模板中定義常量就好了,可惜我找遍文檔沒發現有這個功能。只能為了方便犧牲性能了,也正印證了我標題中所說的“簡單粗暴”,呵呵。

數據的校驗和處理

由於數據是由后端傳來的,有很多不確定性,數據可能不合法,或者結構有錯,或者直接是空的。因此前端有必要對數據做一個合法性的校驗。借助handlebars,可以很方便的進行數據校驗。沒錯,就是利用helper。handlebars內置的helper如if、each都支持else語句,出錯信息可以在else中輸出。如果需要個性化的校驗,我們可以自己定義helper來完成,關於如何自定義helper,我之前研究了下,寫過一篇文章:http://www.cnblogs.com/lvdabao/p/handlebars_helper.html。總之自定義helper很強大,可以完成你所需的任何邏輯。

數據的格式化,如日期、數字等,也可以通過helper來完成。

另外一方面,前端還應對數據進行html轉義,避免xss,由於handlebars已經給做了html轉義,所以我們可以直接忽略此項了。

總結

本文是我剛剛參加完一個項目后所寫,記錄一下整個過程遇到的問題及處理方式,其他的一些細碎點如表單異步提交什么的,不是本文重點,不寫了。這是我第一次實踐前后端完全分離的項目,整個前端全由我來設計、開發。2周時間,憑着這套方案,項目按期開發完成,而且還提前完成了,預留出一天多的時間測試了一遍。

雖然開發任務是完成了,但是回頭看一下整個方案,並不是很優雅也沒有什么技術含量,文章開頭提到的幾個問題都沒有解決。所以命題為簡單粗暴的方案,都是為了趕工期啊。

最后,如果給我再來一次的機會,並且時間充足,我一定要嘗試用mv*方案來搞一下,或angular,或avalon。


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