前后端分离已成为互联网项目开发的业界标准使用方式,通过nginx+tomcat的方式(也可以中间加一个nodejs)有效的进行解耦,并且前后端分离会为以后的大型分布式架构、弹性计算架构、微服务架构、多端化服务(多种客户端,例如:浏览器,车载终端,安卓,IOS等等)打下坚实的基础。这个步骤是系统架构从猿进化成人的必经之路

核心思想:前端html页面通过ajax调用后端的restuful api接口并使用json数据进行交互

在互联网架构中服务器的分类如下:

  • web服务器:一般指像nginx,apache这类的服务器,他们一般只能解析静态资源。
  • 应用服务器:一般指像tomcat,jetty,resin这类的服务器可以解析动态资源也可以解析静态资源,但解析静态资源的能力没有web服务器好。

注意:一般都是只有web服务器才能被外网访问,应用服务器只能内网访问

以前的JavaWeb项目大多数都是Java程序员又当爹又当妈又搞前端(ajax/jquery/js/html/css等等),又搞后端(java/mysql/oracle等等)

随着时代的发展,渐渐的许多大中小公司开始把前后端的界限分的越来越明确,前端工程师只管前端的事情,后端工程师只管后端的事情。正所谓术业有专攻

对于后端Java工程师的工作职责(技术路线):

  • 把精力放在java基础,设计模式,jvm原理,spring+springmvc原理及源码,linux,mysql事务隔离与锁机制,mongodb,http/tcp,多线程,分布式架构(dubbo,dubbox,spring cloud),弹性计算架构,微服务架构(springboot+zookeeper+docker+jenkins),java性能优化,以及相关的项目管理等等
  • 后端追求的是:三高(高并发,高可用,高性能),安全,存储,业务等等

对于前端工程师的工作职责(技术路线):

  • 把精力放在html5,css3,jquery,angularjs,bootstrap,reactjs,vuejs,webpack,less/sass,gulp,nodejs,Google V8引擎,javascript多线程,模块化,面向切面编程,设计模式,浏览器兼容性,性能优化等等。
  • 前端追求的是:页面表现,速度流畅,兼容性,用户体验等等

通常我们的JavaWeb项目都是使用了若干后台框架,springmvc/struts + spring + spring jdbc/hibernate/mybatis 等等。大多数项目在java后端都是分了三层,控制层(controller/action),业务层(service/manage),持久层(dao)。控制层负责接收参数,调用相关业务层,封装数据,以及路由&渲染到jsp页面。然后jsp页面上使用各种标签(jstl/el/struts标签等)或者手写java表达式(<%=%>)将后台的数据展现出来,玩的是MVC那套思路。紧接着系统发布,你需要用maven或者eclipse等工具把你的代码打成一个war包,然后把这个war包发布到你的生产环境下的web容器(tomcat/jboss/weblogic/websphere/jetty/resin)里,对吧?发布完了之后,你要启动你的web容器,开始提供服务,这时候你通过配置域名,dns等等相关,你的网站就可以访问了。这样一来,你的前后端代码全都在那个war包里了,包括你的js,css,图片,各种第三方的库

在浏览器中输入你的网站域名(www.xxx.com),之后发生了什么?浏览器通过域名,再通过dns服务器找到你的服务器外网ip,将http请求发送到你的服务器,在tcp3次握手之后(http下面是tcp/ip),通过tcp协议开始传输数据,你的服务器得到请求后,开始提供服务,接收参数,之后返回你的应答给浏览器,浏览器再通过content-type来解析你返回的内容,呈现给用户

我们先假设你的首页中有100张图片,此时,用户的看似一次http请求,其实并不是一次,用户在第一次访问的时候,浏览器中不会有缓存,你的100张图片,浏览器要连着请求100次http请求(有人会跟我说http长连短连的问题,不在这里讨论),你的服务器接收这些请求,都需要耗费内存去创建socket来玩tcp传输(消耗你服务器上的计算资源)。这样的话,你的服务器的压力会非常大,因为页面中的所有请求都是只请求到你这台服务器上,如果1个人还好,如果10000个人并发访问呢(先不聊服务器集群,这里就说是单实例服务器),那你的服务器能扛住多少个tcp连接?你的带宽有多大?你的服务器的内存有多大?你的硬盘是高性能的吗?你能抗住多少IO?你给web服务器分的内存有多大?会不会宕机?

这就是为什么,越是大中型的web应用,他们越是要解耦。理论上你可以把你的数据库+应用服务+消息队列+缓存+用户上传的文件+日志+等等都扔在一台服务器上,你也不用玩什么服务治理,也不用做什么性能监控,什么报警机制等等。但是这样把鸡蛋都放在一个篮子里,隐患非常大。如果因为一个子应用的内存不稳定导致整个服务器内存溢出而hung住,那你的整个网站就挂掉了

JSP的痛点:

以前的javaWeb项目大多数使用jsp作为页面层展示数据给用户,因为流量不高,因此也没有那么苛刻的性能要求,但现在是大数据时代,对于互联网项目的性能要求是越来越高

  • 动态资源和静态资源全部耦合在一起,服务器压力大,因为服务器会收到各种http请求,例如css的http请求,js的,图片的等等。一旦服务器出现状况,前后台一起玩完,用户体验极差。
  • UI出好设计图后,前端工程师只负责将设计图切成html,需要由java工程师来将html套成jsp页面,出错率较高,修改问题时需要双方协同开发,效率低下。
  • jsp必须要在支持java的web服务器里运行(例如tomcat,jetty,resin等),无法使用nginx等(nginx据说单实例http并发高达5w,这个优势要用上),性能提不上来。
  • 第一次请求jsp,必须要在web服务器中编译成servlet,第一次运行会较慢。
  • 每次请求jsp都是访问servlet再用输出流输出的html页面,效率没有直接使用html高。
  • jsp内有较多标签和表达式,前端工程师在修改页面时会遇到很多痛点。
  • 如果jsp中的内容很多,页面响应会很慢,因为是同步加载。
  • 需要前端工程师使用java的ide(例如eclipse),以及需要配置各种后端的开发环境,你们有考虑过前端工程师的感受吗

基于上述的一些痛点,我们应该把整个项目实现前后端真正的解耦!

前后分离的优势:

1.可以实现真正的前后端解耦,前端服务器使用nginx。

前端/WEB服务器放的是css,js,图片等等一系列静态资源(甚至你还可以css,js,图片等资源放到特定的文件服务器,例如阿里云的oss,并使用cdn加速),前端服务器负责控制页面引用&跳转&路由,前端页面异步调用后端的接口,后端/应用服务器使用tomcat(把tomcat想象成一个数据提供者),加快整体响应速度。 (这里需要使用一些前端工程化的框架比如nodejs,react,router,react,redux,webpack)

2.发现bug,可以快速定位是谁的问题,不会出现互相踢皮球的现象。

页面逻辑,跳转错误,浏览器兼容性问题,脚本错误,页面样式等问题,全部由前端工程师来负责。 接口数据出错,数据没有提交成功,应答超时等问题,全部由后端工程师来解决。 双方互不干扰,前端与后端是相亲相爱的一家人。

3.在大并发情况下,可以同时水平扩展前后端服务器,比如淘宝的一个首页就需要2000+台前端服务器做集群来抗住日均多少亿+的日均pv。

4.减少后端服务器的并发/负载压力 除了接口以外的其他所有http请求全部转移到前端nginx上,接口的请求调用tomcat,参考nginx反向代理tomcat。 且除了第一次页面请求外,浏览器会大量调用本地缓存。

5.即使后端服务暂时超时或者宕机了,前端页面也会正常访问,只不过数据刷不出来而已。

6.也许你也需要有微信相关的轻应用,那样你的接口完全可以共用,如果也有app相关的服务, 那么只要通过一些代码重构,也可以大量复用接口,提升效率。(多端应用)

7.页面显示的东西再多也不怕,因为是异步加载。

8.nginx支持页面热部署,不用重启服务器,前端升级更无缝。

9.增加代码的维护性&易读性(前后端耦在一起的代码读起来相当费劲)。

10.提升开发效率,因为可以前后端并行开发,而不是像以前的强依赖。

11.在nginx中部署证书,外网使用https访问,并且只开放443和80端口,其他端口一律关闭(防止黑客端口扫描),内网使用http,性能和安全都有保障。

12.前端大量的组件代码得以复用,组件化,提升开发效率,抽出来!

总结一下新的方式的请求步骤: 大量并发浏览器请求--->web服务器集群(nginx)--->应用服务器集群(tomcat)--->文件/数据库/缓存/消息队列服务器集群 同时又可以玩分模块,还可以按业务拆成一个个的小集群,为后面的架构升级做准备

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