我所理解的前端工程化
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前端工程化这个词出现的频率越来越高,一直没有明确的定义,有些人认为是模块化和自动化的工具,比如 Webpack/Gulp、脚手架、组件化等,但工具只是一些辅助手段,并不能作为工程化来理解。
个人认为,前端工程化致力于提升工程的开发效率、协作效率、项目质量,贯穿项目设计、开发、测试、上线、维护的整个过程。
那么,工程化要解决的问题,便是我们在这些过程中遇到的一些问题了。
前端项目开发常见问题
相信大家的日常工作中也能感受到,相比于从 0 到 1 搭建项目,我们的大部分工作都是在维护项目,基于现有的项目上进行迭代和开发。正所谓铁打的营盘流水的兵,每个项目都会经历很多开发的参与、协作和交接,在这个过程中常常会遇到很多的问题,这些问题可以分为两类:系统质量的下降,以及开发效率的下降。
系统质量
“没有 BUG 的系统是不存在的。” – 《被删的开发手册》
系统质量的下降
BUG 的出现有很多的可能性,比如需求设计不严谨、代码实现的逻辑有漏洞、不在预期之内的异常逻辑分支,等等。除了方案设计和思考的经验不足,BUG 很多时候也会因为对项目的不熟悉、对系统的理解不深入引入,这意味着以下的过程会导致 BUG 的增加:
- 项目频繁地调整(新增或者更换)开发人员,由于不熟悉项目,每个新加入的小伙伴都可能会埋下新的 BUG。
- 系统功能新增和迭代、不断壮大,各个模块间的耦合增加、复杂度增加。如果没法掌握系统的所有细节,很可能牵一发而动全身,产生自己认知以外的 BUG。
对于处于快速迭代、不断拓展阶段的项目来说,不管是人员的变动、还是项目的拓展都是无法避免的。除此之外,为了降低系统的复杂度,当项目发展到一定阶段的时候,会对系统进行局部或是整体的架构调整,比如模块的拆分、各个模块间的依赖解耦、引入新的状态管理工具、重复逻辑进行抽象和封装等等。
新技术的引入会缓解系统复杂度带来的稳定性问题,但同时也可能会引入新的问题,比如:
- 部分功能无法与新技术兼容,成为历史遗留问题
- 较大范围的架构调整影响面很广,可能埋下难以发现的 BUG
可见,一个项目不断发展的过程中,都会面临系统质量下降的问题。
提升系统质量
为了提升系统质量,我们需要对项目进行合理的架构调整,提升系统的可读性、可维护性、可测试行、稳定性,从而提升系统发布的稳定性。
我们在进行架构设计时,需要根据项目的预期和现状来设计,保留拓展性的同时,避免过度设计。因此,随着项目不断发展,原有的架构设计可能不再适合,此时我们需要进行优化和调整,比如:
- 引入新的技术和工具
- 团队成员增加,沟通成本和对规范的理解出现差异
- 项目代码量和文件数的增加
- 进行自动化测试能力的覆盖
- 搭建完善的监控和告警体系
在这个过程中,我们可能分别引入了新的代码构建、代码规范和自动化测试工具,搭建了新的监控系统、发布系统、流程控制等,这些都属于前端工程化的一部分。
但是对于开发来说,开发流程变得繁琐,意味着工作内容更复杂,同时还增加了很多新工具和系统的熟悉成本。那么,我们还可以通过优化项目的研发和发布流程,来提升项目的开发效率。
开发效率
“今天又要加班了,因为今天的代码还没开始写。” – 《被删的开发手册》
开发效率的下降
系统上线之后,开发的工作内容重心,会从功能开发逐渐转向其它内容。除了新功能的评审和设计以外,还会包括:
- 用户反馈问题跟进和定位
- 线上 BUG 修复和紧急发布
- 处理系统的监控告警,排查异常问题
- 新功能灰度发布过程,自测、产品验证功能、提测、修复 BUG、灰度发布等各个流程都需要人工操作和主动关注
- 为了保证系统质量,需要完善自动化测试能力,包括单元测试、UI 测试、集成测试等
- 项目成员的调整,需要进行工作的交接、指导对方的工作内容等
开发的工作内容变得复杂,需要关注的事情也更多,对于各个系统(监控告警系统、日志系统、测试系统、发布系统等)也都需要熟悉成本和操作成本。在各个工作内容之间切换,也常常容易出现步骤的遗漏,导致一些流程上的问题,比如:
- 系统灰度到一半,处理其它事情忘了全量。
- 系统发布之后,去处理紧急 BUG、忘记看监控,直到收到大量的用户反馈。
- 线上紧急 BUG 修复了,急着发布忘了进行自动化测试。
随着项目规模变大,系统的复杂度也随之上升,上面所提到的工作量也都会增加,开发效率会肉眼可见地受到影响。以前一天工作量的功能开发,如今需要三天时间才能完成,因为每天只有三分之一的时间(甚至更少)可以用来开发新功能。
在这个项目阶段,开发每天的杂事太多、效率太低、浑浑噩噩不知道都做了些什么,团队面临着项目复杂度上升、系统质量不稳定、技术债务越来越多、团队工作效率下降等问题。
提升开发效率
项目研发和发布流程优化的核心点在于:将一切需要手动操作和关注的内容自动化。
那么,我们先来梳理下项目开发和发布过程中,到底有多少繁琐的工作可以进行自动化。一般来说,开发在接到产品需求单后,会涉及到分支管理、代码构建、环境部署、测试/验证、问题修复、灰度发布、监控告警、需求单状态扭转等各个流程。
每一次功能发布,都需要花费很多的精力在各个流程步骤上。我们可以将这些步骤都转为自动化,就可以让开发的精力聚焦在功能的设计和实现上。对于流程自动化,业界比较成熟的解决方案是使用持续集成(continuous integration,简称 CI)和持续部署(continuous deployment,简称 CD):
- 持续集成(CI):目的是让产品可以快速迭代,同时还能保持高质量
- 持续部署(CD):目的是代码在任何时刻都是可部署、可进入生产阶段
CI 在项目中的实践,指团队成员频繁(一天多次)地提交代码到主干分支,每次提交后会自动触发自动化验证的任务集合,以便尽可能地提前发现问题;CD 在项目中的实践,指代码通过评审以后,可自动化、可控、多批次地部署到生产环境,CD 的前提是能自动化完成测试、构建、部署等步骤。
CI/CD 在项目中的落地,很多时候会表现为流水线的开发模式:通过建立完整的 CI/CD 流水线,涵盖整个研发流程,可有效地提高效率。一般来说,我们可以搭建这样的 CI/CD 流水线:
- 需求单分配:分配并自动拉取相应 Git 分支
- 代码提交:代码规范检查 + 自动化测试 + 部署测试环境 + 根据需求单配置通知相应的产品和测试
- 产品验证/功能测试:BUG 单自动关联需求单和分支 + 验证完成后,根据需求单通知开发侧
- BUG 修复:代码规范检查 + 自动化测试 + 部署测试环境 + 根据分支 BUG 单和需求单通知测试 + 验证完成后,根据需求单通知开发侧
- 代码合入主干:向团队成员发起代码 Review + Review 通过后代码合入主干
- 日常发布:定时器发起发布流程 + 预发布环境部署 + 进行自动化测试 + 测试通过后进入灰度过程
- 灰度发布:根据配置比例进行灰度 + 灰度过程中自动化进行监控 + 可选择性进入快速回滚流程
- 全量发布:自动扭转需求单状态,并将版本进行归档(Git Tag)
通过将以上流程自动化,可以节省开发的很多人工操作时间、提升开发效率的同时,也避免了人工操作容易出现的遗漏和失误。将自动化流水线与通知/告警机器人、工作群、需求单系统、BUG 系统、代码管理系统、发布系统、监控系统结合,实现全研发和发布流程的自动化,开发可从各种杂事中释放,专注于功能开发的实现。
越是大规模、系统建设完备的团队,开发流程中消耗在多人协作和各个系统的操作中的精力越多,搭建 CI/CD 后更能体会到自动化流程带来的便利。
当然,搭建 CI/CD 的过程中,也需要投入不少的人力精力。因此,很多时候我们可以考虑性价比,从对研发效能影响最大的痛点开始进行建设,可以最快速和有效地提升团队的开发效率,让更多的人愿意参与到 CI/CD 的建设中。
结束语
“能用机器解决的问题,就不要依赖人。” – 《被删的开发手册》
项目维护阶段的最大痛点,其实在于开发无法聚焦自身的工作内容,常常需要在各种系统中进行操作和切换,从而带来开发效率的下降,以及注意力分散、无法更全面的思考导致了不合理的设计、新的 BUG 引入,而影响了系统的质量。
前端工程化的出现,正是为了解决系统质量和效率低下的问题。但前端工程化并不只是局限于代码构建和流水线,可以将其理解为解决项目开发过程中遇到的所有问题,目的在于提升系统质量和开发效率。
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