前后端分离架构，超全面详解~

此文通俗易懂，全面讲解前后端分离架构核心思想与作用，对学习微服务、开发企业项目大有裨益，建议收藏细品，好好领悟！~

一、简介

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。

核心思想是前端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。

二、术业有专攻（开发人员分离）

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，又搞后端。

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，一个人如果什么都会，那么他毕竟什么都不精。

大中型公司需要专业人才，小公司需要全才，但是对于个人职业发展来说，我建议是分开。

1、对于后端java工程师：

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，弹性计算架构，微服务架构，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。

2、对于前端工程师：

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。

术业有专攻，这样你的核心竞争力才会越来越高，正所谓你往生活中投入什么，生活就会反馈给你什么。并且两端的发展都越来越高深，你想什么都会，那你毕竟什么都不精。

通过将team分成前后端team，让两边的工程师更加专注各自的领域，独立治理，然后构建出一个全栈式的精益求精的team。

三、原始人时代（各种耦合）

几曾何时，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，业务层，持久层。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。

我们先看这种情况：需求定完了，代码写完了，测试测完了，然后呢？要发布了吧？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（假设你是个网站）。那我们来看，你的前后端代码是不是全都在那个war包里？包括你的js，css，图片，各种第三方的库，对吧？

好，下面在浏览器中输入你的网站域名（www.xxx.com），之后发生了什么？（这个问题也是很多公司的面试题）我捡干的说了啊，基础不好的童鞋请自己去搜。

浏览器在通过域名通过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。

那么我们来看，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四、JSP的痛点

四、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，因此原始的前后端耦合在一起的架构模式已经逐渐不能满足我们，因此我们需要需找一种解耦的方式，来大幅度提升我们的负载能力。

1、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。

2、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（因为页面中经常会出现大量的js代码），修改问题时需要双方协同开发，效率低下。

3、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。

4、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。

5、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（是每次哟，亲~）。

6、jsp内有较多标签和表达式，前端工程师在修改页面时会捉襟见肘，遇到很多痛点。

7、如果jsp中的内容很多，页面响应会很慢，因为是同步加载。

8、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的开发权重往前移，实现前后端真正的解耦！

五、开发模式

以前老的方式是：

1、产品经历/领导/客户提出需求

2、UI做出设计图

3、前端工程师做html页面

4、后端工程师将html页面套成jsp页面（前后端强依赖，后端必须要等前端的html做好才能套jsp。如果html发生变更，就更痛了，开发效率低）

5、集成出现问题

6、前端返工

7、后端返工

8、二次集成

9、集成成功

10、交付

新的方式是：

1、产品经历/领导/客户提出需求

2、UI做出设计图

3、前后端约定接口&数据&参数

4、前后端并行开发（无强依赖，可前后端并行开发，如果需求变求变更，只要接口&参数不变，就不用两边都修改代码，开发效率高）

5、前后端集成

6、前端页面调整

7、集成成功

8、交付

六、请求方式

以前老的方式是：

1、客户端请求

2、服务端的servlet或controller接收请求（后端控制路由与渲染页面，整个项目开发的权重大部分在后端）

3、调用service,dao代码完成业务逻辑

4、返回jsp

5、jsp展现一些动态的代码

新的方式是：

1、浏览器发送请求

2、直接到达html页面（前端控制路由与渲染页面，整个项目开发的权重前移）

3、html页面负责调用服务端接口产生数据（通过ajax等等，后台返回json格式数据，json数据格式因为简洁高效而取代xml）

4、填充html，展现动态效果，在页面上进行解析并操作DOM。

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。

七、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，我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。（去参加阿里的技术峰会，听他们说他们的web容器都是自己写的，就算他单实例抗10万http并发，2000台是2亿http并发，并且他们还可以根据预知洪峰来无限拓展，很恐怖，就一个首页。。。）

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，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。系统性地掌握上述内容是有技巧的，而我是到程序源码论坛提升，里面的知识点是资深架构师精挑细选，告诉我该学什么，什么值得学。不仅让我知道怎么用，还知道为什么是这样，深入底层，太爽了！少走弯路（我当然知道其他地方，可乱七八糟的，分分钟晕头转向抓不住重点）。

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！

八、注意事项

1、在开需求会议的时候，前后端工程师必须全部参加，并且需要制定好接口文档，后端工程师要写好测试用例（2个维度），不要让前端工程师充当你的专职测试，推荐使用chrome的插件postman或soapui或jmeter，service层的测试用例拿junit写。ps：前端也可以玩单元测试吗？

2、上述的接口并不是java里的interface，说白了调用接口就是调用你controler里的方法。

3、加重了前端团队的工作量，减轻了后端团队的工作量，提高了性能和可扩展性。

4、我们需要一些前端的框架来解决类似于页面嵌套，分页，页面跳转控制等功能。（上面提到的那些前端框架）。

5、如果你的项目很小，或者是一个单纯的内网项目，那你大可放心，不用任何架构而言，但是如果你的项目是外网项目，呵呵哒。

6、以前还有人在使用类似于velocity/freemarker等模板框架来生成静态页面，仁者见仁智者见智。

7、jsp在大型外网java web项目中被淘汰掉，可没说jsp可以完全不学，对于一些学生朋友来说，jsp/servlet等相关的java web基础还是要掌握牢的，不然你以为springmvc这种框架是基于什么来写的？

8、如果页面上有一些权限等等相关的校验，那么这些相关的数据也可以通过ajax从接口里拿。

9、对于既可以前端做也可以后端做的逻辑，我建议是放到前端，为什么？因为你的逻辑需要计算资源进行计算，如果放到后端去run逻辑，则会消耗带宽&内存&cpu等等计算资源，你要记住一点就是服务端的计算资源是有限的，而如果放到前端，使用的是客户端的计算资源，这样你的服务端负载就会下降（高并发场景）。类似于数据校验这种，前后端都需要做！

10、前端需要有机制应对后端请求超时以及后端服务宕机的情况，友好的展示给用户。

九、扩展阅读

1、其实对于js，css，图片这类的静态资源可以考虑放到类似于阿里云的oss这类文件服务器上（如果是普通的服务器&操作系统，存储在到达pb级的文件后，或者单个文件夹内的文件数量达到3-5万，io会有很严重的性能问题），再在oss上配cdn（全国子节点加速），这样你页面打开的速度像飞一样，无论你在全国的哪个地方，并且你的nginx的负载会进一步降低。

2、如果你要玩轻量级微服务架构，要使用nodejs做网关，用nodejs的好处还有利于seo优化，因为nginx只是向浏览器返回页面静态资源，而国内的搜索引擎爬虫只会抓取静态数据，不会解析页面中的js，这使得应用得不到良好的搜索引擎支持。同时因为nginx不会进行页面的组装渲染，需要把静态页面返回到浏览器，然后完成渲染工作，这加重了浏览器的渲染负担。浏览器发起的请求经过nginx进行分发，URL请求统一分发到nodejs，在nodejs中进行页面组装渲染；API请求则直接发送到后端服务器，完成响应。

3、如果遇到跨域问题，spring4的CORS可以完美解决，但一般使用nginx反向代理都不会有跨域问题，除非你把前端服务和后端服务分成两个域名。JSONP的方式也被淘汰掉了。

4、如果想玩多端应用，注意要去掉tomcat原生的session机制，要使用token机制，使用缓存（因为是分布式系统），做单点，对于token机制的安全性问题，可以搜一下jwt。

5、前端项目中可以加入mock测试（构造虚拟测试对象来模拟后端，可以独立开发和测试），后端需要有详细的测试用例，保证服务的可用性与稳定性。