「前端工程化」該怎么理解?

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一.什么是前端工程?
一個(gè)類似的術(shù)語是軟件工程(Software Engineering):
Software engineering is the systematic application of engineering approaches to the development of software.
將工程方法系統(tǒng)化地應(yīng)用到軟件開發(fā)中,就叫軟件工程。那么,緊接著又有兩個(gè)問題:
工程方法是什么?
系統(tǒng)化怎么理解?
工程是指使用科學(xué)原理設(shè)計(jì)和制造機(jī)器、結(jié)構(gòu)等,比如修橋、鋪路、建隧道、造車、蓋房子:
Engineering is the use of scientific principles to design and build machines, structures, and other items, including bridges, tunnels, roads, vehicles, and buildings.
具體到軟件領(lǐng)域,指的是以系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)、可量化的方法開發(fā)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)軟件,軟件工程包括對(duì)這些方法的應(yīng)用和研究:
Software engineering the application of a systematic, disciplined, quantifiable approach to the development, operation and maintenance of software and the study of these approaches.
所謂系統(tǒng)化,可以理解為軟件生命周期中用到的這些工程方法是互補(bǔ)的,各自解決一部分問題,聯(lián)合起來保障軟件的質(zhì)量、交付速度等
綜上所述,前端工程可以定義為,將工程方法系統(tǒng)化地應(yīng)用到前端開發(fā)中,以系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)、可量化的方法開發(fā)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)前端應(yīng)用程序
二.前端工程的演進(jìn)歷程
同樣先看軟件工程,其發(fā)展歷程經(jīng)歷了這些關(guān)鍵點(diǎn):
將計(jì)算機(jī)硬件抽象成馮·諾依曼架構(gòu),進(jìn)而有了軟、硬件之分
隨著軟件復(fù)雜度的上升,模塊化和信息隱藏的理念被提出來
為了理解和管理軟件開發(fā)過程,軟件工程變成了一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域
為了評(píng)估軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)的能力,成熟度衡量標(biāo)準(zhǔn)(CMMI-DEV)形成
基于現(xiàn)代軟件工程最佳實(shí)踐,建立起了人們普遍接受的軟件工程知識(shí)體系
前端工程也經(jīng)歷了類似的過程:
B/S 架構(gòu)興起,進(jìn)而有了前端、后端之分
隨著前端復(fù)雜度的上升,模塊復(fù)用、實(shí)踐規(guī)范越來越重要
為了管理和簡(jiǎn)化前端開發(fā)過程,前端框架、自動(dòng)化、構(gòu)建系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生并發(fā)展迅猛
基于行業(yè)最佳實(shí)踐,開箱即用的框架(如dva)、工具體系等逐漸建立起來
前端越來越重,復(fù)雜度越來越高,配套的前端工程體系也在不斷發(fā)展和完善,可簡(jiǎn)單分為開發(fā)、構(gòu)建、發(fā)布 3 條主線:
前端框架:插件化(jQuery) -> 模塊化(RequireJS) -> 組件化(React)
構(gòu)建工具:任務(wù)化(grunt/gulp) -> 系統(tǒng)化(webpack)
CI/CD:工具化(Jenkins) -> 自動(dòng)化(Web Hook)
三大主線撐起了前端工程體系,系統(tǒng)地覆蓋了前端開發(fā)的主流程,其中的工程方法也彼此互補(bǔ)、相互影響,體現(xiàn)在:
構(gòu)建工具讓百花齊放前端框架、類庫(kù)能夠無縫合作
前端框架、類庫(kù)也在一定程度上影響著構(gòu)建工具(如模塊加載、CSS 預(yù)處理)、甚至 CI/CD(如 SSR)
三.面向過程視角下的前端工程體系

(摘自Book of Modern Front-end Tooling)
典型的前端工作流分為 5 個(gè)步驟:
開發(fā)
測(cè)試
構(gòu)建
部署
監(jiān)控
從腳手架到監(jiān)控系統(tǒng),配套的前端工程體系已經(jīng)融入到了前端工作流的每個(gè)環(huán)節(jié),很大程度上決定著前端生產(chǎn)效率
P.S.開發(fā)環(huán)節(jié)之前的分析、設(shè)計(jì)階段這里不展開,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的軟件工程方法同樣適用,前端項(xiàng)目在這個(gè)階段并沒有太大的特殊性
開發(fā)階段
開發(fā)階段的首要任務(wù)是創(chuàng)建樣板項(xiàng)目(一并選擇前端框架、類庫(kù)),接著開始修改-驗(yàn)證的主循環(huán),主要涉及這些工程化設(shè)施:
腳手架:創(chuàng)建前端應(yīng)用的目錄結(jié)構(gòu),并生成樣板代碼
公共庫(kù):維護(hù)著可復(fù)用的 UI 組件、工具模塊等公共資源
包管理器:引入第三方庫(kù)/組件,并跟蹤管理這些依賴項(xiàng)
編輯器:提供語法高亮、智能提示、引用跳轉(zhuǎn)等功能,提升開發(fā)體驗(yàn)
構(gòu)建工具:提供語法校驗(yàn)、編譯、打包、DevServer 等功能,簡(jiǎn)化工作流
調(diào)試套件:提供預(yù)覽、DevTools、Mock、性能分析診斷等調(diào)試功能,加速修改-驗(yàn)證的主循環(huán)
測(cè)試階段
開發(fā)完成,進(jìn)入測(cè)試階段,先要對(duì)整體功能進(jìn)行充分自測(cè),再移交專業(yè)的測(cè)試人員驗(yàn)證,過程中需要用到工程化設(shè)施有:
單元測(cè)試框架:提供針對(duì)組件、邏輯的測(cè)試支持
靜態(tài)掃描工具:從代碼質(zhì)量、構(gòu)建產(chǎn)物質(zhì)量、最佳實(shí)踐/開發(fā)規(guī)約等多個(gè)維度做靜態(tài)檢查
自動(dòng)化測(cè)試工具:針對(duì) UI 效果和業(yè)務(wù)流程,提供測(cè)試支持
性能測(cè)試工具:監(jiān)測(cè)并統(tǒng)計(jì)出相對(duì)準(zhǔn)確的性能數(shù)據(jù)
構(gòu)建階段
不同于開發(fā)階段,在構(gòu)建階段要做更多的極限優(yōu)化和流程聯(lián)動(dòng),涉及:
部署階段
最后將經(jīng)過充分測(cè)試的前端應(yīng)用程序部署到生產(chǎn)環(huán)境,需要這些工程化工具:
發(fā)布平臺(tái):將前端資源上傳至 CDN 或 SSR 渲染服務(wù),或者以離線包的形式集成到移動(dòng)客戶端
迭代管理平臺(tái):提供 CI/CD 支持
監(jiān)控階段
前端應(yīng)用程序上線之后,還需要持續(xù)關(guān)注線上的實(shí)際效果和異常情況,依賴這些工程設(shè)施:
埋點(diǎn)平臺(tái):統(tǒng)計(jì)、分析業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),跟蹤性能指標(biāo)
監(jiān)控平臺(tái):觀察線上的異常信息,包括報(bào)錯(cuò)、白屏、流量異常等
四.過程之間的銜接
除工作流各階段的工程設(shè)施之外,前端工程的另一部分是過程之間的銜接。前者旨在提高生產(chǎn)效率,后者要解決的是體驗(yàn)問題
總的來看,前端工程的演進(jìn)體現(xiàn)在 2 方面:
協(xié)作模式:多表現(xiàn)為新的理念、新的架構(gòu),如BFF/SFF
開發(fā)模式:體現(xiàn)在新的抽象層、新的工作流上,如Sass、React、webpack、甚至Cloud IDE
無論是職責(zé)分工的變化還是具體工作內(nèi)容的變化,對(duì)開發(fā)者而言,都意味著更多的學(xué)習(xí)、理解成本,并最終表現(xiàn)在開發(fā)體驗(yàn)上。而面向過程間銜接的工程設(shè)施正是為了緩解這些變化帶來的升級(jí)適配成本,更平滑地走出過渡期
例如:
codemod:銜接新舊前端框架,降低升級(jí)適配成本
dva:銜接 React 生態(tài)中的各種優(yōu)秀理念(redux、redux-saga 等),降低學(xué)習(xí)成本
IDE:一方面打包全套工程設(shè)施,降低上手成本,另一方面銜接工作流的各個(gè)階段,提升開發(fā)體驗(yàn)
理想的,前端工程不僅要持續(xù)優(yōu)化協(xié)作模式、提升開發(fā)效率,還應(yīng)該保障開箱即用的上手體驗(yàn)、一氣呵成的銜接體驗(yàn)、無縫切換的升級(jí)體驗(yàn)
五.總結(jié)
從面向過程的角度來看,前端工程是貫穿前端應(yīng)用生命周期的一系列工程設(shè)施,用來保障前端應(yīng)用的開發(fā)體驗(yàn)、質(zhì)量和交付速度
具體的,前端工程圍繞開發(fā)、構(gòu)建、發(fā)布 3 條主線展開,以工具化、自動(dòng)化等手段解決各個(gè)環(huán)節(jié)所遇到的問題。一方面控制前端開發(fā)的復(fù)雜度,提高前端生產(chǎn)效率,另一方面降低架構(gòu)升級(jí)、協(xié)作模式變化等帶來的遷移、適配成本,提升開發(fā)體驗(yàn)
參考資料
大公司里怎樣開發(fā)和部署前端代碼?
如何推動(dòng)前端團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
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