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团队协作工具Worktile技术架构揭秘

[日期:2015-07-02] 来源:CSDN  作者:李会军 [字体: ]

  Worktile自上线两年多以来,以良好的用户体验和稳定的服务,获得了用户的认可和喜爱。截止笔者写这篇文章的时候,已经有超过10万家团队在使用Worktile。作为团队协作工具,从技术上分析首先要解决如下几个问题:

  1. 基于Web的跨平台设计,让用户在任何地方都可以随时通过浏览器访问

  2. Web形态的产品要具有原生客户端的体验,如任务的拖拽等

  3. 具有高效的实时消息系统,每个团队成员在Worktile中所做的任何操作,都要实时在其他成员的客户端中自动刷新

  4. 服务要稳定,稳定压倒一切

  那么Worktile是如何做到这几点的?今天笔者在这篇文章里一一为大家揭秘。

  SPA设计

  先来说说Worktile中SPA(单页应用程序)设计,作为团队协作工具,需要尽可能减少用户在不同页面之间的跳转,所以从一开始我们就决定Worktile必须是单页应用程序,当时面临的选择有很多,首先我们考虑使用大名鼎鼎的Backbone.js,但是很快又抛弃了,因为在实际使用中Backbone.js太复杂,另一方面开发效率太低,最终我们选择了Google出品的AngularJs,下面这幅图是AngularJS的结构图:

  选择它主要基于以下几点考虑:

  1. 自动化双向数据绑定功能,这一点在Worktile中非常重要,如任务的状态变化都要实时变更到其他成员,如果具有自动化双向数据绑定功能,只需要绑定到UI的数据源发生变化,UI会自动发生改变,不需要工程师再通过代码去修改UI元素的改变,如下面这段代码:

  ng-class="{1:'task-completed-style'}[task.completed]">

  id="task_check_{{ task.tid }}"

  wt-click="js_complete_task($event, entry, task)">

  {{task.name}}

  2. 语义化标签,AngularJS在设计之初信奉的理念就是:当编写UI的同时又需要编写业务逻辑时,声明式的代码远比命令式代码要好,命令式的代码更适合写业务逻辑,AngularJS在设计上就通过语义化的标签把对DOM元素的操作和逻辑代码分离,如我们需要展现一个任务列表,只需要下面这段代码即可:

  class="slide-trigger"

  hide_action="true"

  ng-click="locator.openTask(task.pid, task.tid)">

  3. 模块化设计,AngularJS堪称模块化设计方面的典范,通过模块化设计我们可以非常好的实现Worktile的工程化,在Worktile中涉及的元素非常多,如有项目、任务、日程、文件、话题、文档等等,而这每一个元素都可以设计为一个模块,如下所示:

  (function () {

  'use strict';

  angular.module('wtApp', [

  'wt.project.ctrl',

  'wt.team.ctrl',

  'wt.task.ctrl',

  'wt.event.ctrl',

  'wt.post.ctrl',

  'wt.file.ctrl',

  'wt.page.ctrl',

  'wt.mail.ctrl'

  ]);

  }());

  4. 引入依赖注入,依赖注入是面向对象中比较成熟的设计模式之一,为了解决面向对象中依赖问题,得到了广泛的应用,AngularJS中大胆使用了依赖注入,极大的减少了各个模块之间的依赖问题:

  taskListCtrl.$inject = ['$scope', '$stateParams',

  '$rootScope', '$popbox',

  '$location', '$timeout',

  'bus', 'globalDataContext',

  'locator'];

  结合以上特点,我们最终决定了前端框架使用AngularJS来实现,从Worktile上线两年多的表现来看,我们的选择无疑是正确的。当然AngularJS也有一些缺点,在实际使用中还是要根据具体的产品类型来选择使用,另外AngularJS 2.0也已经初见端倪,和AngularJS 1.0有很大的不同,感兴趣的同学可以先去尝鲜一下。

  服务设计

  我们再来看看Worktile的后台服务设计,Worktile的整体服务架构设计如下图所示:

  其中前端部分在上面的SPA一节中我们已经说过了,下面一一分析下其他的服务:

  1. API服务,包括Web API、Mobile API、Open API,这些都运行于NodeJS之上,选用NodeJS的原因主要是它的异步事件驱动,对于高并发的支持比较好,另外一个原因是使用简单,对于前后端可以使用同一门语言去开发。

  2. 缓存和队列服务,Worktile中的缓存和队列服务都是基于Redis来实现,Redis是一款非常优秀的开源缓存服务,并且可以选择基于内存还是进行数据持久化,它提供的pub/sub模型对于Worktile来说非常重要,对于一些实时性要求不高的处理,我们都是在Redis中pub一条消息,告知其他服务有数据发生了变化,那些服务在接收到Redis中的消息后,根据消息的类型决定应该如何做出处理。

  3. 数据库服务,Worktile产品本身的特点决定了它是一个对实时性和性能的要求,远超过对事务性要求的产品,所以在选择数据库时,我们选用了MongoDB数据库,性能高,集群方便,数据以BSON结构存储,和Node.js天生完美结合。

  4. 文件预览服务,使用Worktile的同学肯定知道在Worktile中所有的文件都可以做到无需下载到本地,而直接在线查看,这一切都是预览服务的功劳,因为文件类型的各种各样,在实现文件预览时也要根据文件的类型做出不同的处理,针对txt、pdf、代码片段等文本型的文件,我们只需要读取文件中的内容,然后再前端用相应的视图展现出来即可,相对比较简单。但是对于Office类型的文件,如ppt、doc、xls等文件,就不能这么简单的处理,我们希望文件在Worktile中查看的效果和用户在本地使用Word、Excel、PowerPoint查看的效果差不多,经过我们的调研,最终选用了微软官方提供的Office Web App服务。

  消息推送

  消息推送服务是Worktile最核心的服务之一,前面提到过作为一款团队协作工具,要能够实现非常好的实时性,任何数据的变化都需要及时变更到团队所有成员当前所在的视图,如下面这幅图,是一个典型的任务看板,团队所有成员可能同时在操作当前项目中的任务,每个操作引起看板的变化都会实时更新,不需要用户做任何刷新操作:

  为了达到这种效果,需要在Web客户端和服务器之间维持一个长连接,当有任何改变发生时,给客户端发送不同的消息,告知客户端哪些数据发生了变化,如下面是我们为任务定义的消息中的其中几个:

  实现实时消息推送,有以下几种方式可供选择:

  on_task_trash : "on_task_trash",

  on_task_complete : "on_task_complete",

  on_task_move : "on_task_move",

  on_task_update : "on_task_update",

  on_task_comment : "on_task_comment",

  on_task_badges_file : "on_task_badges_file",

  on_task_unarchived : "on_task_unarchived",

  on_task_badges_check : "on_task_badges_check"

  1. 短轮询,页面端通过js定时异步刷新,这种方式优点在于实现简单,但实时效果较差。

  2. 长轮询。页面端通过js异步请求服务端,服务端在接收到请求后,如果该次请求没有数据,则挂起这次请求,直到有数据到达或时间片(服务端设定)到,则返回本次请求,客户端接着下一次请求,这种方式对于服务的要求较高,尤其在并发量很大的情况下,对服务端的压力很大。

  3. Websocket。浏览器通过websocket协议连接服务端,实现了浏览器和服务器端的全双工通信。需要服务端和浏览器都支持websocket协议。

  在Worktile一开始我们选用了Socket.IO作为消息服务,但是随着访问量的增大,需要做集群化的时候感觉到力不从心,尤其对于Socket.IO状态数据的存储,由于并没有官方的解决方案,当时我们采用了一个第三方的开源项目,使用Redis来存储,引起了一些性能上的问题,在后来重构时选用了基于Erlang语言的开源XMPP服务ejabberd作为我们的消息服务。

  ejabberd是xmpp协议的一种实现, xmpp广泛应用于即时通信领域。Xmpp协议的实现有很多种,比如java的openfire,但相较其他实现,ejabberd的并发性能无疑使最优秀的。Xmpp协议的前身是jabber协议,早期的jabber协议主要包括在线状态(presence)、好友花名册(roster)、IQ(Info/Query)几个部分。现在jabber已经成为rfc的官方标准,如rfc2799, rfc4622, rfc6121,以及xmpp的扩展协议(xep)。Worktile就是基于XEP-0124、XEP-0206定义的BOSH扩展协议。

  由于自身业务的需要,我们对ejabberd的用户认证和好友列表模块的源码进行修改,通过redis保存用户的在线状态,而不是mnesia和mysql。另外好友这块我们是从已有的数据库中(mongodb)中获取Worktile中项目或团队的成员。Web端通过strophe.js来连接(http-bind),strophe.js可以以长轮询和websocket两种方式来连接,由于ejabberd还没有好的websocket的实现,就采用了BOSH的方式模拟长连接。整个系统的结构如下:

  后记

  关于Worktile整个的技术架构就揭秘到这里,通过上面的介绍,相信大家也能看到Worktile本身就是典型的MEAN(MongoDB、Express、AngularJS、NodeJS)架构,外加上ejabberd作为实时消息推送服务,建议大家在自己的产品中,根据产品自身的特点和团队的技术背景,来选择具体使用哪种技术。

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