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何為系統架構師？

• 系統架構師是一個最終確認和評估系統需求，給出開發規范，搭建系統實現的核心構架，并澄清技術細節、掃清主要難點的技術人員。主要著眼于系統的“技術實現”。因此他/她應該是特定的開發平臺、語言、工具的大師，對常見應用場景能給出最恰當的解決方案，同時要對所屬的開發團隊有足夠的了解，能夠評估自己的團隊實現特定的功能需求需要的代價。系統架構師負責設計系統整體架構，從需求到設計的每個細節都要考慮到，把握整個項目，使設計的項目盡量效率高，開發容易，維護方便，升級簡單等

這是百度百科的答案

大多數人的問題

如何成為一名前端架構師？

• 其實，前端架構師不應該是一個頭銜，而應該是一個過程。我記得掘金上有人寫過一篇文章： 《我在一個小公司，我把我們公司前端給架構了》 , (我當時還看成 《我把我們公司架構師給上了》 )
• 我面試過很多人，從小公司出來（我也是從一個很小很小的公司出來，現在也沒在什么 BATJ ）,最大的問題在于，覺得自己不是 leader ，就沒有想過如何去提升、優化項目，而是去研究一些花里胡哨的東西，卻沒有真正使用在項目中。（自然很少會有深度）
• 在一個兩至三人的前端團隊小公司，你去不斷優化、提升項目體驗，更新迭代替換技術棧，那么你就是 前端架構師

正式開始

我們從一個比較不錯的項目入手，談談一個前端架構師要做什么

• SpaceX-API
• SpaceX-API 是什么？
• SpaceX-API 是一個用于火箭、核心艙、太空艙、發射臺和發射數據的開源 REST API（并且是使用Node.js編寫,我們用這個項目借鑒無可厚非）

 為了閱讀的舒適度，我把下面的正文盡量口語化一點

先把代碼搞下來

git clone https://github.com/r-spacex/SpaceX-API.git 

• 一個優秀的開源項目搞下來以后，怎么分析它？大部分時候,你應該先看它的目錄結構以及依賴的第三方庫（ package.json 文件）

找到 package.json 文件的幾個關鍵點:

• main 字段(項目入口)
• scripts 字段(執行命令腳本)
• dependencies和devDependencies字段（項目的依賴,區分線上依賴和開發依賴，我本人是非常看中這個點，SpaceX-API也符合我的觀念,嚴格的區分依賴按照）

"main": "server.js", 
   "scripts": { 
    "test": "npm run lint && npm run check-dependencies && jest --silent --verbose", 
    "start": "node server.js", 
    "worker": "node jobs/worker.js", 
    "lint": "eslint .", 
    "check-dependencies": "npx depcheck --ignores=\"pino-pretty\"" 
  }, 

• 通過上面可以看到,項目入口為 server.js
• 項目啟動命令為 npm run start

• 幾個主要的依賴:

"koa": "^2.13.0", 
    "koa-bodyparser": "^4.3.0", 
    "koa-conditional-get": "^3.0.0", 
    "koa-etag": "^4.0.0", 
    "koa-helmet": "^6.0.0", 
    "koa-pino-logger": "^3.0.0", 
    "koa-router": "^10.0.0", 
    "koa2-cors": "^2.0.6", 
    "lodash": "^4.17.20", 
    "moment-range": "^4.0.2", 
    "moment-timezone": "^0.5.32", 
    "mongoose": "^5.11.8", 
    "mongoose-id": "^0.1.3", 
    "mongoose-paginate-v2": "^1.3.12", 
    "eslint": "^7.16.0", 
    "eslint-config-airbnb-base": "^14.2.1", 
    "eslint-plugin-import": "^2.22.1", 
    "eslint-plugin-jest": "^24.1.3", 
    "eslint-plugin-mongodb": "^1.0.0", 
    "eslint-plugin-no-secrets": "^0.6.8", 
    "eslint-plugin-security": "^1.4.0", 
    "jest": "^26.6.3", 
    "pino-pretty": "^4.3.0" 

• 都是一些通用主流庫: 主要是koa框架,以及一些koa的一些中間件，monggose(連接使用mongoDB)，eslint（代碼質量檢查）


這里強調一點,如果你的代碼需要兩人及以上維護，我就強烈建議你不要使用任何黑魔法,以及不使用非主流的庫，除非你編寫核心底層邏輯時候非用不可(這個時候應該只有你維護)

項目目錄 

• 這是一套標準的 REST API， 嚴格分層

• 幾個重點目錄 ：

  • server.js 項目入口

  • app.js 入口文件

  • services 文件夾 => 項目提供服務層

  • scripts 文件夾 => 項目腳本

  • middleware 文件夾 => 中間件

  • docs 文件夾 =>文檔存放

  • tests 文件夾 => 單元測試代碼存放

  • .dockerignore docker的忽略文件

  • Dockerfile 執行docker build命令讀取配置的文件

  • .eslintrc eslint配置文件

  • jobs 文件夾 => 我想應該是對應檢查他們api服務的代碼，里面都是準備的一些參數然后直接調服務

逐個分析

從項目依賴安裝說起

• 安裝環境嚴格區分開發依賴和線上依賴，讓閱讀代碼者一目了然哪些依賴是線上需要的

"dependencies": { 
    "blake3": "^2.1.4", 
    "cheerio": "^1.0.0-rc.3", 
    "cron": "^1.8.2", 
    "fuzzball": "^1.3.0", 
    "got": "^11.8.1", 
    "ioredis": "^4.19.4", 
    "koa": "^2.13.0", 
    "koa-bodyparser": "^4.3.0", 
    "koa-conditional-get": "^3.0.0", 
    "koa-etag": "^4.0.0", 
    "koa-helmet": "^6.0.0", 
    "koa-pino-logger": "^3.0.0", 
    "koa-router": "^10.0.0", 
    "koa2-cors": "^2.0.6", 
    "lodash": "^4.17.20", 
    "moment-range": "^4.0.2", 
    "moment-timezone": "^0.5.32", 
    "mongoose": "^5.11.8", 
    "mongoose-id": "^0.1.3", 
    "mongoose-paginate-v2": "^1.3.12", 
    "pino": "^6.8.0", 
    "tle.js": "^4.2.8", 
    "tough-cookie": "^4.0.0" 
  }, 
  "devDependencies": { 
    "eslint": "^7.16.0", 
    "eslint-config-airbnb-base": "^14.2.1", 
    "eslint-plugin-import": "^2.22.1", 
    "eslint-plugin-jest": "^24.1.3", 
    "eslint-plugin-mongodb": "^1.0.0", 
    "eslint-plugin-no-secrets": "^0.6.8", 
    "eslint-plugin-security": "^1.4.0", 
    "jest": "^26.6.3", 
    "pino-pretty": "^4.3.0" 
  }, 

項目目錄劃分

• 目錄劃分，嚴格分層

• 通用，清晰簡介明了，讓人一看就懂

正式開始看代碼

• 入口文件， server.js 開始
  


const http = require('http'); 
const mongoose = require('mongoose'); 
const { logger } = require('./middleware/logger'); 
const app = require('./app'); 
 
const PORT = process.env.PORT || 6673; 
const SERVER = http.createServer(app.callback()); 
 
// Gracefully close Mongo connection 
const gracefulShutdown = () => { 
  mongoose.connection.close(false, () => { 
    logger.info('Mongo closed'); 
    SERVER.close(() => { 
      logger.info('Shutting down...'); 
      process.exit(); 
    }); 
  }); 
}; 
 
// Server start 
SERVER.listen(PORT, '0.0.0.0', () => { 
  logger.info(`Running on port: ${PORT}`); 
 
  // Handle kill commands 
  process.on('SIGTERM', gracefulShutdown); 
 
  // Prevent dirty exit on code-fault crashes: 
  process.on('uncaughtException', gracefulShutdown); 
 
  // Prevent promise rejection exits 
  process.on('unhandledRejection', gracefulShutdown); 
}); 

• 幾個優秀的地方

  • 每個回調函數都會有聲明功能注釋

  • 像 SERVER.listen 的host參數也會傳入,這里是為了避免產生不必要的麻煩。至于這個麻煩，我這就不解釋了（一定要有能看到的默認值，而不是去靠猜）
  • 對于監聽端口啟動服務以后一些異常統一捕獲，并且統一日志記錄， process 進程退出，防止出現僵死線程、端口占用等(因為node部署時候可能會用pm2等方式，在 Worker 線程中，process.exit()將停止當前線程而不是當前進程)

app.js入口文件

• 這里是由 koa 提供基礎服務
• monggose 負責連接 mongoDB 數據庫

• 若干中間件負責跨域、日志、錯誤、數據處理等

const conditional = require('koa-conditional-get'); 
const etag = require('koa-etag'); 
const cors = require('koa2-cors'); 
const helmet = require('koa-helmet'); 
const Koa = require('koa'); 
const bodyParser = require('koa-bodyparser'); 
const mongoose = require('mongoose'); 
const { requestLogger, logger } = require('./middleware/logger'); 
const { responseTime, errors } = require('./middleware'); 
const { v4 } = require('./services'); 
 
const app = new Koa(); 
 
mongoose.connect(process.env.SPACEX_MONGO, { 
  useFindAndModify: false, 
  useNewUrlParser: true, 
  useUnifiedTopology: true, 
  useCreateIndex: true, 
}); 
 
const db = mongoose.connection; 
 
db.on('error', (err) => { 
  logger.error(err); 
}); 
db.once('connected', () => { 
  logger.info('Mongo connected'); 
  app.emit('ready'); 
}); 
db.on('reconnected', () => { 
  logger.info('Mongo re-connected'); 
}); 
db.on('disconnected', () => { 
  logger.info('Mongo disconnected'); 
}); 
 
// disable console.errors for pino 
app.silent = true; 
 
// Error handler 
app.use(errors); 
 
app.use(conditional()); 
 
app.use(etag()); 
 
app.use(bodyParser()); 
 
// HTTP header security 
app.use(helmet()); 
 
// Enable CORS for all routes 
app.use(cors({ 
  origin: '*', 
  allowMethods: ['GET', 'POST', 'PATCH', 'DELETE'], 
  allowHeaders: ['Content-Type', 'Accept'], 
  exposeHeaders: ['spacex-api-cache', 'spacex-api-response-time'], 
})); 
 
// Set header with API response time 
app.use(responseTime); 
 
// Request logging 
app.use(requestLogger); 
 
// V4 routes 
app.use(v4.routes()); 
 
module.exports = app; 

• 邏輯清晰，自上而下，首先連接db數據庫，掛載各種事件后，經由koa各種中間件，而后真正使用koa路由提供api服務（代碼編寫順序，即代碼運行后的業務邏輯，我們寫前端的react等的時候，也提倡由生命周期運行順序去編寫組件代碼,而不是先編寫unmount生命周期，再編寫mount），例如應該這樣：


//組件掛載 
componentDidmount(){ 
 
} 
//組件需要更新時 
shouldComponentUpdate(){ 
 
} 
//組件將要卸載 
componentWillUnmount(){ 
 
} 
... 
render(){} 

router的代碼，簡介明了

const Router = require('koa-router'); 
const admin = require('./admin/routes'); 
const capsules = require('./capsules/routes'); 
const cores = require('./cores/routes'); 
const crew = require('./crew/routes'); 
const dragons = require('./dragons/routes'); 
const landpads = require('./landpads/routes'); 
const launches = require('./launches/routes'); 
const launchpads = require('./launchpads/routes'); 
const payloads = require('./payloads/routes'); 
const rockets = require('./rockets/routes'); 
const ships = require('./ships/routes'); 
const users = require('./users/routes'); 
const company = require('./company/routes'); 
const roadster = require('./roadster/routes'); 
const starlink = require('./starlink/routes'); 
const history = require('./history/routes'); 
const fairings = require('./fairings/routes'); 
 
const v4 = new Router({ 
  prefix: '/v4', 
}); 
 
v4.use(admin.routes()); 
v4.use(capsules.routes()); 
v4.use(cores.routes()); 
v4.use(crew.routes()); 
v4.use(dragons.routes()); 
v4.use(landpads.routes()); 
v4.use(launches.routes()); 
v4.use(launchpads.routes()); 
v4.use(payloads.routes()); 
v4.use(rockets.routes()); 
v4.use(ships.routes()); 
v4.use(users.routes()); 
v4.use(company.routes()); 
v4.use(roadster.routes()); 
v4.use(starlink.routes()); 
v4.use(history.routes()); 
v4.use(fairings.routes()); 
 
module.exports = v4; 

模塊眾多，找幾個代表性的模塊

• admin 模塊

const Router = require('koa-router'); 
const { auth, authz, cache } = require('../../../middleware'); 
 
const router = new Router({ 
  prefix: '/admin', 
}); 
 
// Clear redis cache 
router.delete('/cache', auth, authz('cache:clear'), async (ctx) => { 
  try { 
    await cache.redis.flushall(); 
    ctx.status = 200; 
  } catch (error) { 
    ctx.throw(400, error.message); 
  } 
}); 
 
// Healthcheck 
router.get('/health', async (ctx) => { 
  ctx.status = 200; 
}); 
 
module.exports = router; 

• 分析代碼

•  這是一套標準的restful API ，提供的/admin/cache接口，請求方式為delete，請求這個接口，首先要經過auth和authz兩個中間件處理

這里補充一個小細節

• 一個用戶訪問一套系統，有兩種狀態,未登陸和已登陸,如果你未登陸去執行一些操作，后端應該返回 401 。但是登錄后，你只能做你權限內的事情，例如你只是一個打工人，你說你要關閉這個公司，那么對不起，你的狀態碼此時應該是 403

回到admin

• 此刻的你，想要清空這個緩存,調用/admin/cache接口,那么首先要經過 auth 中間件判斷你是否有登錄

/** 
 * Authentication middleware 
 */ 
module.exports = async (ctx, next) => { 
  const key = ctx.request.headers['spacex-key']; 
  if (key) { 
    const user = await db.collection('users').findOne({ key }); 
    if (user?.key === key) { 
      ctx.state.roles = user.roles; 
      await next(); 
      return; 
    } 
  } 
  ctx.status = 401; 
  ctx.body = 'https://youtu.be/RfiQYRn7fBg'; 
}; 

• 如果沒有登錄過，那么意味著你沒有權限，此時為401狀態碼，你應該去登錄.如果登錄過，那么應該前往下一個中間件 authz 。 (所以redux的中間件源碼是多么重要。它可以說貫穿了我們整個前端生涯，我以前些過它的分析，有興趣的可以翻一翻公眾號)
  


/** 
 * Authorization middleware 
 * 
 * @param   {String}   role   Role for protected route 
 * @returns {void} 
 */ 
module.exports = (role) => async (ctx, next) => { 
  const { roles } = ctx.state; 
  const allowed = roles.includes(role); 
  if (allowed) { 
    await next(); 
    return; 
  } 
  ctx.status = 403; 
}; 

•  在authz這里會根據你傳入的操作類型（這里是'cache:clear'），看你的對應所有權限roles里面是否包含傳入的操作類型role 。如果沒有，就返回403，如果有，就繼續下一個中間件 - 即真正的/admin/cache接口

// Clear redis cache 
router.delete('/cache', auth, authz('cache:clear'), async (ctx) => { 
  try { 
    await cache.redis.flushall(); 
    ctx.status = 200; 
  } catch (error) { 
    ctx.throw(400, error.message); 
  } 
}); 

• 此時此刻，使用try catch包裹邏輯代碼，當redis清除所有緩存成功即會返回狀態碼400，如果報錯，就會拋出錯誤碼和原因。接由洋蔥圈外層的 error 中間件處理

/** 
 * Error handler middleware 
 * 
 * @param   {Object}    ctx       Koa context 
 * @param   {function}  next      Koa next function 
 * @returns {void} 
 */ 
module.exports = async (ctx, next) => { 
  try { 
    await next(); 
  } catch (err) { 
    if (err?.kind === 'ObjectId') { 
      err.status = 404; 
    } else { 
      ctx.status = err.status || 500; 
      ctx.body = err.message; 
    } 
  } 
}; 

• 這樣只要任意的 server 層內部出現異常，只要拋出，就會被 error 中間件處理，直接返回狀態碼和錯誤信息. 如果沒有傳入狀態碼，那么默認是500(所以我之前說過，代碼要穩定，一定要有顯示的指定默認值，要關注代碼異常的邏輯，例如前端setLoading，請求失敗也要取消loading，不然用戶就沒法重試了，有可能這一瞬間只是用戶網絡出錯呢)

補一張koa洋蔥圈的圖

再接下來看其他的services

• 現在，都非常輕松就能理解了

// Get one history event 
router.get('/:id', cache(300), async (ctx) => { 
  const result = await History.findById(ctx.params.id); 
  if (!result) { 
    ctx.throw(404); 
  } 
  ctx.status = 200; 
  ctx.body = result; 
}); 
 
// Query history events 
router.post('/query', cache(300), async (ctx) => { 
  const { query = {}, options = {} } = ctx.request.body; 
  try { 
    const result = await History.paginate(query, options); 
    ctx.status = 200; 
    ctx.body = result; 
  } catch (error) { 
    ctx.throw(400, error.message); 
  } 
}); 


通過這個項目，我們能學到什么

• 一個能上天的項目，必然是非常穩定、高可用的，我們首先要學習它的優秀點：用最簡單的技術加上最簡單的實現方式，讓人一眼就能看懂它的代碼和分層

• 再者：簡潔的注釋是必要的

• 從業務角度去抽象公共層，例如鑒權、錯誤處理、日志等為公共模塊（中間件，前端可能是一個工具函數或組件）

• 多考慮錯誤異常的處理，前端也是如此，js大多錯誤發生來源于a.b.c這種代碼(如果a.b為undefined那么就會報錯了)

• 顯示的指定默認值,不讓代碼閱讀者去猜測

• 目錄分區必定要簡潔明了,分層清晰,易于維護和拓展

成為一個優秀前端架構師的幾個技能點

• 原生JavaScript、CSS、HTML基礎扎實（系統學習過）

• 原生Node.js基礎扎實（系統學習過），Node.js不僅提供服務，更多的是用于制作工具，以及現在serverless場景也會用到，還有SSR

• 熟悉框架和類庫原理，能手寫簡易的常用類庫，例如promise redux 等

• 數據結構基礎扎實，了解常用、常見算法

• linux基礎扎實（做工具，搭環境，編寫構建腳本等有會用到）

• 熟悉TCP和http等通信協議

• 熟悉操作系統linux Mac windows iOS 安卓等（在跨平臺產品時候會遇到）

• 會使用docker（部署相關）

• 會一些c++最佳（在addon場景等，再者Node.js和JavaScript本質上是基于 C++ ）

• 懂基本數據庫、redis、nginxs操作，像跨平臺產品，基本前端都會有個sqlite之類的,像如果是node自身提供服務，數據庫和redis一般少不了

• 再者是要多閱讀優秀的開源項目源碼，不用太多，但是一定要精