189 狼叔:2019年前端和Node的未来-Node.js篇(上)

你好,我是阿里巴巴前端技术专家狼叔,前两篇文章,我分享了大前端的现状和未来,接下来的两篇文章,我将会注重分享一些跟Node.js结合比较密切的点。

Node.js

Node.js在大前端布局里意义重大,除了基本构建和Web服务外,这里我还想讲2点。首先它打破了原有的前端边界,之前应用开发只分前端和API开发。但通过引入Node.js做BFF这样的API proxy中间层,使得API开发也成了前端的工作范围,让后端同学专注于开发RPC服务,很明显这样明确的分工是极好的。其次,在前端开发过程中,有很多问题不依赖服务器端是做不到的,比如场景的性能优化,在使用React后,导致bundle过大,首屏渲染时间过长,而且存在SEO问题,这时候使用Node.js做SSR就是非常好的。当然,前端开发Node.js还是存在一些成本,要了解运维等,会略微复杂一些,不过也有解决方案,比如Servlerless就可以降级运维成本,又能完成前端开发。直白点讲,在已有Node.js拓展的边界内,降级运维成本,提高开发的灵活性,这一定会是一个大趋势。

2018 年Node.js发展的非常好,InfoQ曾翻译过一篇文章《2018 Node.js 用户调查报告显示社区仍然在快速成长》。2018 年 5 月 31 日,Node.js 基金会发布了2018 年用户调查报告,涵盖了来自 100 多个国家 1600 多名参与者的意见。报告显示,Node.js的使用量仍然在快速增长,超过¾的参与者期望在来年扩展他们的使用场景,另外和2017 年的报告相比,Node 的易学程度有了大幅提升。

该调查远非 Node 快速增长的唯一指征。根据ModuleCounts.com的数据,Node 的包注册中心 NPM 每天会增加 507 个包,相比下一名要多 4 倍多。2018 年 Stack Overflow 调查也有类似的结果,JavaScript 是使用最广泛的语言,Node.js 是使用最广泛的框架。

本节我会主要分享一些跟Node.js结合比较密切的点:首先介绍一下 API演进与GraphQL,然后讲一下SSR如何结合API落地,构建出具有Node.js特色的服务,然后再简要介绍下Node.js的新特性、新书等,最后聊聊我对 Deno的一点看法。

API演进与看起来较火的GraphQL

书本上的软件工程在互联网高速发展的今天已经不那么适用了,尤其是移动开发火起来之后,所有企业都崇尚敏捷开发,快鱼吃慢鱼,甚至觉得2周发一个迭代版本都慢,后面组件化和热更新就是这样产生的。综上种种,我们对传统的软件工程势必要重新思考,如何提高开发和产品迭代效率成为重中之重。

先反思一下,开发为什么不那么高效?

从传统软件开发过程中,可以看到,需求提出后,先要设计出ui/ue,然后后端写接口,再然后APP、H5和前端这3端才能开始开发,所以串行的流程效率极低。

img

于是就有了mock api的概念。通过静态API模拟,使得需求和ue出来之后,就能确定静态API,造一些模拟数据,这样3端+后端就可以同时开发了。这曾经是提效的非常简单直接的方式。

img

静态API实现有很多种方式,比如简单的基于 Express / Koa 这样的成熟框架,也可以采用专门的静态API框架,比如著名的 typicode/json-server,想实现REST API,你只需要编辑db.json,放入你的数据即可。

{
  "posts": [
    { "id": 1, "title": "json-server", "author": "typicode" }
  ],
  "comments": [
    { "id": 1, "body": "some comment", "postId": 1 }
  ],
  "profile": { "name": "typicode" }
}

启动服务器

$ json-server --watch db.json

此时访问网址 http://localhost:3000/posts/1,即我们刚才仿造的静态API 接口,返回数据如下:

{ "id": 1, "title": "json-server", "author": "typicode" }

还有更好的解决方案,比如YApi ,它是一个可本地部署的、打通前后端及QA的、可视化的接口管理平台(http://yapi.demo.qunar.com/ )。

其实,围绕API我们可以做非常多的事儿,比如根据API生成请求,对服务器进行反向压测,甚至是check后端接口是否异常等。很明显,这对前端来说是极其友好的。下面是我几年前画的图,列出了我们能围绕API做的事儿,至今也不算过时。

img

通过社区,我们可以了解到当下主流的API演进过程。

1.GitHub v3的restful api,经典rest; 2.微博API,非常传统的json约定方式; 3.在GitHub的v4版本里,使用GraphQL来构建API,这也是个趋势。

GraphQL目前看起来比较火,那GitHub使用GraphQL到底解决的是什么问题呢?

GraphQL 既是一种用于 API 的查询语言也是一个满足你数据查询的运行时

下面看一个最简单的例子:

很明显,这和静态API模拟是一样的流程。但GraphQL要更强大一些,它可以将这些模型和定义好的API和后端很好的集成。于是GraphQL就统一了静态API模拟和和后端集成。

img

开发者要做的,只是约定模型和API查询方法。前后端开发者都遵守一样的模型开发约定,这样就可以简化沟通过程,让开发更高效。

img

如上图所示,GraphQL Server前面部分,就是静态API模拟。GraphQL Server后面部分就是与各种数据源进行集成,无论是API、数据还是微服务。是不是很强大?

下面我们总结一下API的演进过程。

传统方式:Fe模拟静态API,后端参照静态API去实习rpc服务。

时髦的方式:有了GraphQL之后,直接在GraphQL上编写模型,通过GraphQL提供静态API,省去了之前开发者自己模拟API的问题。有了GraphQL模型和查询,使用GraphQL提供的后端集成方式,后端集成更简单,于是GraphQL成了前后端解耦的桥梁。集成使用的就是基于Apollo 团队的 GraphQL 全栈解决方案,从后端到前端提供了对应的 lib ,使得前后端开发者使用 GraphQL 更加的方便。

img

GraphQL本身是好东西,和Rest一样,我的担心是落地不一定那么容易,毕竟接受约定和规范是很麻烦的一件事儿。可是不做,又怎么能进步呢?

构建具有Node.js特色的服务

img

2018年,有一个出乎意料的一个实践,就是在浏览器可以直接调用grpc服务。RPC服务暴漏 HTTP 接口,这事儿API网关就可以做到。事实上,gRPC-Web也是这样做的。

如果只是简单透传,意义不大。大多数情况,我们还是要在Node.js端做服务聚合,继而为不同端提供不一样的API。这是比较典型的API Proxy用法,当然也可以叫BFF(backend for frontend)。

从前端角度看,渲染和API是两大部分,API部分前端自己做有两点好处:1.前端更了解前端需求,尤其是根据ui/ue设计API;2.让后端更专注于服务,而非API。需求变更,能不折腾后端就尽量不要去折腾后端。这也是应变的最好办法。

构建具有Node.js特色的微服务,也主要从API和渲染两部分着手为主。如果说能算得上创新的,那就是API和渲染如何无缝结合,让前端开发有更好的效率和体验。

img

Server Side Render

尽管Node.js中间层可以将 RPC 服务聚合成 API,但前端还是前端,API还是API。那么如何能够让它们连接到一起呢?比较好的方式就是通过SSR进行同构开发。服务端创新有限,搞来搞去就是不断的升v8,提升性能,新东西不多。今天我最头疼的是,被Vue/React/Angular三大框架绑定,喜忧参半,既想用组件化和双向绑定(或者说不得不用),又希望保留足够的灵活性。大家都知道SSR因为事件/timer和过长的响应时间而无法有很高的QPS(够用,优化难),而且对API聚合处理也不是很爽。更尴尬的是SSR下做前后端分离难受,不做也难受,到底想让人咋样?

对于任何新技术都是一样的,不上是等死,上了是找死。目前是在找死的路上努力的找一种更舒服的死法。

img

目前,我们主要采用React做SSR开发,上图中的5个步骤都经历过了(留到QCon广州场分享),这里简单介绍一下React SSR。React 16现在支持直接渲染到节点流。渲染到流可以减少你内容的第一个字节(TTFB)的时间,在文档的下一部分生成之前,将文档的开头至结尾发送到浏览器。当内容从服务器流式传输时,浏览器将开始解析HTML文档。渲染到流的另一个好处是能够响应背压。 实际上,这意味着如果网络被备份并且不能接受更多的字节,那么渲染器会获得信号并暂停渲染,直到堵塞清除。这意味着你的服务器会使用更少的内存,并更加适应I / O条件,这两者都可以帮助你的服务器拥有具有挑战性的条件。

在Node.js里,HTTP是采用Stream实现的,React SSR可以很好的和Stream结合。比如下面这个例子,分3步向浏览器进行响应。首先向浏览器写入基本布局HTML,然后写入React组件<MyPage/>,然后写入</div></body></html>

// 服务器端
// using Express
import { renderToNodeStream } from "react-dom/server"
import MyPage from "./MyPage"
app.get("/", (req, res) => {
  res.write("<!DOCTYPE html><html><head><title>My Page</title></head><body>");
  res.write("<div id='content'>"); 
  const stream = renderToNodeStream(<MyPage/>);
  stream.pipe(res, { end: false });
  stream.on('end', () => {
    res.write("</div></body></html>");
    res.end();
  });
});

这段代码里需要注意stream.pipe(res, { end: false }),res本身是Stream,通过pipe和<MyPage/>返回的stream进行绑定,继而达到React组件嵌入到HTTP流的目的。

上面是服务器端的做法,与此同时,你还需要在浏览器端完成组件绑定工作。react-dom里有2个方法,分别是render和hydrate。由于这里采用renderToNodeStream,和hydrate结合使用会更好。当MyPage组件的html片段写到浏览器里,你需要通过hydrate进行绑定,代码如下。

// 浏览器端
import { hydrate } from "react-dom"
import MyPage from "./MyPage"
hydrate(<MyPage/>, document.getElementById("content"))

可是,如果有多个组件,需要写入多次流呢?使用renderToString就简单很多,普通模板的方式,流却使得这种玩法变得很麻烦。

伪代码

const stream1 = renderToNodeStream(<MyPage/>);
const stream2 = renderToNodeStream(<MyTab/>);

res.write(stream1)
res.write(stream2)
res.end()

核心设计是先写入布局,然后写入核心模块,然后再写入其他模块。

于是

class MyComponent extends React.Component {

  fetch(){
    //获取数据
  }

  parse(){
    //解析,更新state
  }

  render(){
    ...
  }
}

在调用组件渲染之前,先获得renderToNodeStream,然后执行fetch和parse方法,取到结果之后再将Stream写入到浏览器。当前端接收到这个组件编译后的html片段后,就可以根据containerID直接写入,当然如果需要,你也可以根据服务器端传过来的data进行定制。

前后端如何通信、服务端代码如何打包、css如何直接插入、和eggjs如何集成,这是目前我主要做的事儿。对于API端已经很成熟,对于SSR简单的做法也是有的,比如next.js通过静态方法getInitialProps完成接口请求,但只适用比较简单的应用场景(一键切换CSR和SSR,这点设计的确实是非常巧妙的)。但是如果想更灵活,处理更负责的项目,还是很有挑战的,需要实现上面更为复杂的模块抽象。在2019年,应该会补齐这块,为构建具有Node.js特色的服务再拿下一块高地。

小结一下,本文主要分享了API演进与GraphQL,SSR如何结合API落地,以及如何构建出具有Node.js特色的服务等前端与Node.js紧密相关的内容,下一篇文章中,我将主要分享一些Node.js的新特性,以及我对大前端、Node.js未来的一点看法,欢迎继续关注,也欢迎留言与我多多交流。

作者简介

狼叔(网名i5ting),现为阿里巴巴前端技术专家,Node.js 技术布道者,Node全栈公众号运营者。曾就职于去哪儿、新浪、网秦,做过前端、后端、数据分析,是一名全栈技术的实践者,目前主要关注技术架构和团队梯队建设方向。即将出版《狼书》3卷。