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Node.js 前后端分離開發(fā)新思路

Lionad-Morotar / 919人閱讀

摘要：從事開發(fā)的程序員，對于前后端分離模式多半不陌生，這也是目前主流的開發(fā)模式，具體關(guān)于前后端分離的模式可以參看文章你不得不了解的前后端分離原理，在這里寫者不進行說明。原理圖如下，前后端在一個進程同一個端口中，通過熱替換更新的，而不是全量重啟。

從事 Web 開發(fā)的程序員，對于前后端分離模式多半不陌生，這也是目前主流的 Web 開發(fā)模式，具體關(guān)于前后端分離的模式可以參看文章《你不得不了解的前后端分離原理!》，在這里寫者不進行說明。

好了，讓我們進入主題 —— Node.js 前后端分離開發(fā)新思路
在進入新思路之前，我們現(xiàn)需要了解“老思路”是什么？（注意：后面的案例都是以全棧工程師為例，即前后端代碼在一起）

前后端分離開發(fā)常規(guī)思路

以一種具體情景為例：小牛是一名全棧工程師，喜歡前端后端全干，前端使用目前主流的 Webpack + React 全家桶（或 Vue 全家桶），后端使用 express（或 Koa），小牛在同時開發(fā)前后端過程中，開啟兩個進程（前后端各一個），同時使用 nodemon 熱重啟后臺服務(wù)，使用 Webpack Proxy 轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)跨域請求，然后哼哧哼哧開發(fā)。
如例子：一個前后端分離的簡單案例

 Process 1                Process 2
 ___________          ____________________
|           | Proxy  |          |         |
| FrontEnd  | <----> | Nodemon  | BackEnd |
|           |        |          | (cp 1)  |
-------------        ----------------------

如上示意，該模式啟動需要啟動兩個進程（前端 和 Nodemon），其中 BackEnd 程序作為子進程掛載在 Nodemon 進程，而且前端和 Nodemon 進程通過 Proxy 轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)通信。

乍看一下這樣挺美好的，但是這種模式的缺陷也很容易暴露出來

傳統(tǒng)思路的缺陷

BackEnd 程序復雜度提升后，啟動時間也變得不可控，每次熱啟動后臺服務(wù)時間過長；

需要同時開啟兩個進程，一定程度提高了開發(fā)成本

那么對于上述的問題，需要介紹一下我們今天的主角！

前后端分離開發(fā)新思路

依舊是小牛的例子，大牛同樣使用小牛相同的前后端技術(shù)棧，但不同的是，大牛不使用 Nodemon 實現(xiàn)后端程序的熱重啟，而是使用類似 Webpack HMR（Hot Module Replacement） 的思路，熱更新 Node.js 中的 module，具體實現(xiàn)使用 hot-module-require。

原理圖如下，前后端在一個進程（同一個端口）中，通過 Fs Watcher 熱替換更新的 Module，而不是全量重啟。

          Process
 _________________________
|          | File Watcher |
| Frontend |       +      |
|          |    Backend   |
---------------------------

其中核心的 Node.js 端 HMR 實現(xiàn)思路如下

Node.js 端 HMR 實現(xiàn)思路

首先我們來看看一個程序的依賴圖關(guān)系

得到程序依賴圖
index.js 為程序入口，可以通過靜態(tài)代碼分析，得到 index.js 的直接依賴 express/index.js 和 lib/middleware.js，然后遞歸地進行，依次得到一個完整的依賴圖，算法具體實現(xiàn)參看 detect-dep。

監(jiān)聽依賴圖中涉及到的文件
需要熱更新，那就離不開文件改動的監(jiān)聽，所以進行依賴圖中文件的監(jiān)聽（實際上只需要監(jiān)聽本地的文件，排除 node builtin modules 和第三方模塊）

某個時候，lib/to-array.js 文件發(fā)生改動！

刪除更新模塊 A 緩存 (delete require.caches[modulePath])

以 A 為入口，更新依賴圖

發(fā)出 A 更新的信號

根據(jù)依賴圖，得到依賴 A 的模塊集合 B

向上回溯 B，再次從 0. 開始執(zhí)行

其中這一步需要注意環(huán)狀依賴的處理，需要保證一條依賴路徑，不進行重復的依賴更新。
如 lib/to-array.js，存在兩條路徑：lib/to-array.js -> lib/middleware.js -> index/js 和 lib/to-array.js -> lib/express-utils.js -> lib/middleware.js -> index/js

以上算法的具體實現(xiàn)參看 hot-module-require，
具體的應(yīng)用代碼可以參看這里

相比與傳統(tǒng)模式，新思路的優(yōu)點十分突出。

優(yōu)勢

細化 Module 更新的顆粒度，避免不必要的更新開銷，大大縮減服務(wù)更新時間

只有一個進程，一定程度上縮減了進程調(diào)度，進程切換的開銷

用一個具體的場景對比舉例，如后端使用內(nèi)存存儲用戶 session 數(shù)據(jù)。如使用傳統(tǒng)方式開發(fā)，則每一次更新后臺代碼，都會丟失內(nèi)存中的用戶數(shù)據(jù)，所以每次都需要重新進行登錄；但是在新方式，只需要不修改用戶登錄模塊代碼，則不會重置用戶 session 數(shù)據(jù)，即不需重新登錄。

      Backend 入口
  /                
 -                   -
登錄 --> Common <-- 某業(yè)務(wù)邏輯

如上簡易模塊依賴圖，A -> B 表示 A 依賴 B，所以上圖中，Backend 入口直接依賴 “登錄”和“某業(yè)務(wù)邏輯”，間接依賴“Common”；這時候我們只有在修改了“登錄”或“Common”的代碼，才會觸發(fā)登錄模塊的熱更新。

但是新方法也不是無缺陷

缺陷

如代碼模塊中包含全局副作用代碼，可能會有各種奇怪問題出現(xiàn)

擴展

使用 Node.js HMR 可以實現(xiàn)各種各樣的熱更新體驗，如熱更新 proxy，熱更新 mock 數(shù)據(jù)，熱更新配置文件...，非常 Cool！

相關(guān)材料

靜態(tài)依賴分析

Node.js HMR 實現(xiàn)

Node.js HMR 在開發(fā)環(huán)境中的使用

Node.js 環(huán)狀依賴

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