使用 Node.js 构建 BFF 层(一)

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前言

我们开发一个简单的应用的业务架构如下:

image.png

最开始的时候前端只需要调用一个服务就可以完成对应的业务。
后来,业务逻辑逐渐复杂。后端将复杂的业务分离成一个新的服务出来了:

image.png

这时前端需要调用两个不同的业务接口才可以满足业务的需要。
随着业务越来越复杂,后端需要拆分的业务也越来越多(微服务化),这时候前端需要满足业务需求,一个功能不得不调用两个或多个微服务接口才能完成业务:

image.png

这样的架构前端的代码实现必然会变得非常臃肿和繁杂,同时过多的请求可能也会导致网络性能瓶颈。所以为了解决这个问题,有人提出了BFF层

BFF层

BFF层是什么

在构建BFF层之前,首先要了解BFF层是什么。
BFF(Backend For FrontEnd),简单地来说BFF就是:给前端服务的后端。他并不是技术,而是一种逻辑的分层。它位于后端微服务与前端之间,最直接的作用就是对接处理前端的请求

image.png

通过BFF层,前端在调用接口时,只需要调用业务的BFF层接口,BFF层将业务中需要请求的微服务整合起来。这样,即使我们在后端改动微服务时,也只需改动BFF层,无需修改前端代码。

BFF能做什么

  • 服务聚合
    上文提到,BFF层可以将业务中的多个微服务整合起来,对外只暴露一个接口点,前端只需调用一个接口和关注数据的传输,无需关注微服务复杂的调用。

  • 缓存数据
    BFF层对接的是前端请求,作为业务请求微服务的处理点,它还可以做数据的缓存。

  • 访问控制
    服务中的权限控制,将所有服务中的权限控制集中在 BFF 层,使下层服务更加纯粹和独立。

使用Node构建BFF层

了解完BFF层是什么,接下来我们使用Node.js构建一个用于服务聚合BFF层的demo。

业务场景

后端中有两个微服务:

  • 一个是管理大数据系统的微服务,提供记录大数据信息和推送功能。
  • 一个则是管理订单信息的微服务,提供订单的增删改查功能。
  • 前端在下单的同时也需要调用大数据信息录入的功能。

系统类图

后端提供服务的系统类图如下

image.png

调用时序图

BFF层接收到WEB请求后,向Order serviceData Service发送请求,两个服务处理完成后,BFF层向前端返回消息,时序图如下:

image.png

构建一个简单的BFF层

系统设计完了,现在开始实现代码,首先实现订单微服务数据微服务

const http = require('http');

// 订单服务
const orderApp = http.createServer((req, res) => {
  handleOrderInput(req, res);
});

orderApp.listen(8081, () => {
  console.log('Order Server is running at 8081 port');
});

// 数据服务
const dataApp = http.createServer((req, res) => {
  handleDataInput(req, res);
});

dataApp.listen(8082, () => {
  console.log('Data Server is running at 8082 port');
});

function handleOrderInput(req, res) {
  switch (req.url) {
    case '/order/add':
      res.end('{ code: 200, msg: "success", data: "" }');
      break;
    default:
      res.end('{ code: 500, msg: "route not found", data: "" }');
      break;
  }
}

function handleDataInput(req, res) {
  switch (req.url) {
    case '/data/add':
      res.end('{ code: 200, msg: "success", data: "" }');
      break;
    default:
      res.end('{ code: 500, msg: "route not found", data: "" }');
      break;
  }
}

上面代码中,我们创建了订单服务和数据服务,分别占用80818082端口。接下来创建BFF层

const http = require('http');
const BFF = http.createServer((req, res) => {
  handleBFF(req, res);
});

BFF.listen(8080, () => {
  console.log('BFF Server is running at 8080 port');
});

function handleBFF(req, res) {
  switch (req.url) {
    case '/order/add':
      addOrder(req, res);
      break;
    default:
      res.end('{ code: 500, msg: "route not found", data: "" }');
      break;
  }
}

// 处理添加订单方法
function addOrder(req, res) {
  if (req.method !== 'POST') {
    res.end('{ code: 500, msg: "route not found", data: "" }');
    return;
  }

  let data = '';
  req.on('data', (chunk) => {
    data += chunk;
  });

  req.on('end', async () => {
    const orderResult = await publicRequest(
      'http://localhost:8081/order/add',
      data
    );
    const dataResult = await publicRequest(
      'http://localhost:8082/data/add',
      data
    );
    res.end(JSON.stringify({ orderResult, dataResult }));
  });
}

// 公共请求方法
async function publicRequest(url, data) {
  return new Promise((resolve) => {
    const request = http.request(url, (response) => {
      let resData = '';
      response.on('data', (chunk) => {
        resData += chunk;
      });
      response.on('end', () => {
        resolve(resData.toString());
      });
    });

    request.write(data);
    request.end();
  });
}

在BFF层中,创建了一个用户请求服务的公共请求方法。请求中将添加订单并且调用数据服务接口添加数据。测试一下:
运行服务
image.png

发起一个http请求

POST http://localhost:8080/order/add HTTP/1.1
Content-Type: application-json
{
  "productId": 1,
  "type": "toy"
}

返回

HTTP/1.1 200 OK 
Date: Mon, 16 Aug 2021 06:20:19 GMT 
Connection: close 
Content-Length: 120 
{"orderResult":"{ code: 200, msg: \"success\", data: \"\" }","dataResult":"{ code: 200, msg: \"success\", data: \"\" }"}

到这里,一个最简单的BFF层就实现了。
可以注意到,在BFF层中调用其他服务接口时,现在使用的是HTTP请求,内网之间相当于做了一次请求的转发,由于是基于HTTP协议,所以网络性能上可能也会有不太好的体验。
有没有一种方法可以在传输层上传输请求信息呢?答案是使用RPC(远程过程调用)

优化BFF层

  • RPC远程过程调用
    简单的理解是一个节点请求另一个节点提供的服务,他是基于TCP的数据传输,数据会直接在传输层完成传输。服务端与客户端基于socket链接。数据传输的图如下:

image.png

  • node中的实现

    实现一个RPC框架是一个系统的工程,下一节中将使用node.js实现一个RPC。

小结

本文介绍了BFF的概念以及如何使用Node.js构建一个BFF层

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参考