python web 前后端分离_前后端分离篇

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# 什么是前后端分离

## 传统开发模式

相信很多做过Web开发童鞋应该都会经历这样一种开发模式，利用后端语言提供的模版引擎编写HTML／XML页面，比如：

* PHP 开发有 Smarty模板引擎

* Java web工程有jsp页面

* Python 各个Web框架都有各自的模板引擎

* NodeJS 的express你懂得

都有一个共同的特点，服务器端后台语言生成解析后的HTML/XML格式返回给客户端，例如浏览器端访问直接返回解析好的HTML，浏览器直接就解释执行。

在传统的像ASP，JSP和PHP等开发模式中，前端是处在一个混沌的状态中，可以说是没有独立的“人格”可言。

前端负责切图和编写静态页面模板，后端将数据渲染到前端提供的页面模板中，最后将页面渲染到浏览器展示。

这个过程中，前端只提供页面模板或者写一些JavaScript脚本，有的甚至JS脚本都是后端来写，前端的作用只局限于切图和样式模板文件，这种角色就是传说中的“切图仔”。

前后端分离，不只是简单的代码的分离。

首先是要**架构上分离解耦**，逐渐摆脱前后端在架构上的依赖，前后端各司其职，分开部署在不同的服务器上，通过RESTful接口传递数据。减轻后端服务器的压力，后端服务器不再负责页面渲染，只负责输入数据，吞吐量提升了好几倍。

其次是逻辑分离，不分离的时候，对于业务代码的界限很不明确，业务逻辑基本都放在后端，分离之后，前端也承担了一部分不该后端来写的业务逻辑，数据处理更加清晰。

最后是系统分离，同一个后端系统，可以将同样的接口数据提供给PC端、Mobile端和Native端等不同的前端终端，不需要为每一种终端提供一套接口。同样，对于前端应用来说，可以更方便的调用多个后端服务器的接口，处理和展示多个系统间的数据。

# 为什么要前后端分离

前后端分离，让软件开发的流程更加清晰，解决了开发阶段的痛点。

从前，前端不止要学习后端的模板渲染语法，还要配置后端的开发环境，并不断同步后端的代码，这对于前端来说是非常痛苦的。

而现在，前端有自己的服务器，不需要再依靠后端服务器来支持项目运行，如果在开发阶段，还可以使用mock数据(要先和后端确定接口数据结构)，摆脱对后端接口的依赖，这样极大的提高了开发效率，系统分工也更加明确。

# 前后端分离后，需要考虑哪些事情

分离后的前端，不再是一个简单的HTML文件，已经是一个独立的应用系统。除了要考虑页面的数据渲染展示，还要用工程化的思想来考虑前端的架构，前后端的交互和数据安全等事情。

## 架构

**前端应用部署在 Nodejs、Nginx 或者 Nodejs Nginx 组合的服务器上，通过反向代理转发页面请求到后端服务器，相当于在传统的流程中加了 Nodejs 这一层**。

当然，也可以用Nodejs服务器来承担一部分负载均衡的工作，业务逻辑也可以放在Nodejs这一层来处理，例如：通过判断请求是来自 PC 还是 APP ，将请求发到不同的后端服务器。

Nodejs的架构中，分层如下：


让我们来回想一下软件开发流程中的几个关键环节：

(1)产品经理提需求，画原型；

(2)UI设计师根据原型出设计图；

(3)测试团队根据产品原型编写测试用例，制定测试计划；

(4)架构师根据原型编写API文档；

(5)前后端工程师基于API文档完成业务开发；

(6)测试、改BUG、发布。

API文档环节直接关系到了前端和后端两个开发团队，也是整个软件开发流程中耗时最大的环节。


## RESTful接口交互

前后端分离之后，更多的是采用 RESTful 风格的接口与后端进行数据交互。(如果你们的项目还在使用静态的API文档，比如word文档，那你们必定经历着巨大的痛苦)

REST是“呈现状态转移(REpresentational State Transfer)”的缩写，一种API的架构风格，在客户端和服务端之间通过呈现状态的转移来驱动应用状态的演进。

在 REST 样式的 Web 服务中，每个资源都有一个地址。资源本身都是方法调用的目标，方法列表对所有资源都是一样的。这些方法都是标准方法，包括 HTTP GET、POST、PUT、DELETE，还可能包括 HEADER 和 OPTIONS。

RESTful的API设计，使得后端通过接口向前端传递数据，数据的格式通常是JSON这种通用的格式。对前端来说，只要后端返回过来的是RESTful的数据就行，不管后端是用Java写，还是用python或PHP，拜托对后端的依赖，做到前端系统的独立。

REST服务的调试：[Postman](http://www.getpostman.com/) 和 [Insomnia](https://insomnia.rest/)

## 使用模板引擎

前后端分离之后，前端工程师需要将通过API获取的数据呈现到页面上，虽然也可以通过jQuery对页面一个一个赋值，但是这种效率太低了，或者也可通过在JavaScript中拼接HTML，但是这种方式太难维护HTML代码了，也很难阅读。因此最好的方式就是使用模板引擎。

前端的模板引擎跟后端模板引擎很相似，比如JSP或cshtml(razor)，他们的语法都非常相似，他们所实现的功能也几乎一样：将数据绑定到HTML模板。VueJs和react都可以充当这样的模板引擎。我们最终没有选用react而是选用了VueJs的原因只有一个，那就是VueJs是真正的响应式，而react改变model之后需要手工调用setState才会更新UI，这是完全无法忍受的。

因为这个原因，我们只能选择VueJS作为模板引擎。

## 工程化构建

Nodejs不止可以用来做前端服务器，在开发阶段，它也能发挥很大的作用。

前端生态的发展，是围绕着Nodejs进行的。用npm来管理项目依赖，可以很好的维护和运行在Nodejs环境上。

打包工具grunt、gulp、webpack和rollup等，都是运行在nodejs上，再结合语法编译、打包部署等插件，将应用输入成一个完整的应用。

如果你使用了Angular、React或Vue框架，或者你使用浏览器暂时还不兼容的ES6语法，还需要在应用打包前用babel将语法编译成浏览器可识别的ES5的语法。

## SPA

SPA是单页Web应用(single page web application，SPA)的简写，就是只有一张Web页面的应用，是加载单个HTML 页面并在用户与应用程序交互时动态更新该页面的Web应用程序。

像Angular、React或Vue就是为了SPA而设计的，结合前端路由库(react-router、vue-router)和状态热存储(redux、vuex)等，可以开发出一个媲美Native APP的Web APP，用户体验得到了很大的提升。

当然，SPA也不是完美的，也不是适合所有的web应用，需要结合项目和场景来选择。

SPA有如下缺点：

* 初次加载耗时增加。可以通过代码拆分、懒加载来提升性能，减少初次加载耗时。

* SEO不友好，现在可以通过 **Prerender** 或 **Server render** 来解决一部分。

* 页面的前进和后端需要开发者自己写，不过现在一些路由库已经帮助我们基本解决了。

* 对开发者要求高，由于做SPA需要了解一整套技术栈，所以，要考虑后期是否有合适的人选进行维护。

## mock(模拟数据)

前后端分离框架中的API mock思路

想要实现真正的前后端分离，那就必须得用好API mock(模拟数据)。使用mock数据的好处有两个：

1. 前端开发人员可以基于API文档生成mock数据，在后端开发人员将API发布出来之前就可以完成整个业务流程的开发；

2. 使用mock数据能够更低成本、更快速地，通过直接修改mock数据的方式，调试页面样式、调试页面功能。

### 全局的mock开关

为什么要设置这样一个全局的mock开关呢？主要基于以下两点考虑：

1. 设置全局的mock开关之后就不再需要针对每一个页面设置mock开关，更容易维护，避免项目中有多个mock开关而难以统一开关状态；

2. 如果发布时忘记将mock开关给关掉，那么发布之后一运行发布者就会发现mock开关忘了关，然后可以快速修复之后再重新发布，从而避免不小心将正式服更新为mock数据源。

正是由于以上两点考虑，我们的全局mock开关可以帮助程序开发者和发布者更不容易犯错。

# 解决请求问题

前后端分离后，我们只需要Server端告诉我们Api URL即可，那么这会产生一个问题：Ajax跨域。这里就不能使用一般的跨域解决方法去解决，比如jsonp,iframe信使等等，因为我们还有POST请求。

于是Http Proxy类工具就有用了，比如我就会在BrowserSync加入中间件判断每一个请求，如果是/api前缀就会代理到API Server端，API Server端收到数据后再返回给BrowserSync，BrowserSync再返回给浏览器端。这样就解决跨域请求的问题

生产环境有两种部署，一种是放到后台项目里，这就没啥说的，另外一种就是前后端分开部署，那就在前端WebServer处理端写点转发规则就好，如Nginx，Apache都支持。

# 静态资源路径问题

如果你的项目有上传资源功能，那自然就会产生用户资源，那前后端分离后，如何来处理这个问题呢？得先看模式。

资源与后台项目放一起，后台处理完后需要返回前台一个相对路径，如果资源时一台单独的服务器，那就需要返回资源的绝对URL即可。

# 会话

Web项目最头疼的就是无状态导致会话问题，传统的Web项目都使用Session/Cookie，但在前后端分离，集群部署模式下这Session明显缺陷太多。token方式已经是当前Web端解决会话的主流，并且有很多开源好用的token生成管理程序，基本上拿来就能用。

# 参考

[WebAPI 实现前后端分离的示例](https://www.jb51.net/article/133131.htm)

# 其他

https://segmentfault.com/a/1190000003969465

[解析前端开发中的缓存优化](http://blog.sina.com.cn/s/blog_14eda87f50102wsmo.html)

在前端性能优化中应用HTTP缓存的三部曲

[前端开发中，对图片的优化技巧有哪些？](https://www.zhihu.com/question/21815101)

[HTML5缓存机制浅析：移动端Web加载性能优化](http://www.csdn.net/article/1970-01-01/2826489)

[web项目发布 客户端 js css文件缓存的解决办法有哪些，如何做更合理呢？](https://www.zhihu.com/question/30771729)

[前端工程精粹(一)：静态资源版本更新与缓存](http://www.infoq.com/cn/articles/front-end-engineering-and-performance-optimization-part1/)

http://www.infoq.com/cn/profile/%E5%BC%A0%E4%BA%91%E9%BE%99

http://www.cnblogs.com/dojo-lzz/p/5515839.html

http://www.cnblogs.com/justTheOne-bin/category/554127.html

http://blog.fens.me/series-nodejs/

https://segmentfault.com/a/1190000006741200

# 调试和部署

监听文件变动，自动刷新浏览器 (LiveReload)

文件指纹，hash 值生成

FTP 发布部署

ZIP 项目打包