Už mě nebaví diskuze o frontendových architekturách. I od základního MVC existuje nekonečné množství variant a specializací, které se liší nuancemi v tom, odkud kam vedou jakým stylem malované šipky. Diskuze o tom končí na argumentech typu kam co “patří”, kde je co “přehlednější”, v čem je “nejmíň duplicity” a dalších subjektivních pocitech jejichž reálný dopad je přinejmenším diskutabilní.

V některých architekturách se ale vyskytuje jeden aspekt o kterém bych tady chtěl psát, protože z mé zkušenosti praktický význam má a to zásadní. Je to možnost definovat model stavu view nezávisle na view frameworku tak, aby byl normalizovaný podle analytické abstrakce dané stránky. Celé view pak může být jen pure funkcí takového stavu, což ve světě JavaScriptu skvěle zpopularizoval React a Redux, ale do server side frameworků tento trend moc nepronikl.

Server side frameworky, zvlášť ty z objektově orientovaných jazyků, jdou cestou s úplně opačným výsledkem. Jsou většinou založeny na konceptu stavových zapouzdřených komponent. To svádí k tomu, že celkový stav stránky je rozdrobený mezi jednotlivé komponenty a strukturou kopíruje vzhled UI místo analytické abstrakce stránky nebo use case. Navíc je takhle strukturovaný stav většinou hodně denormalizovaný.

Zatím to vypadá jako stejné plané teoretizování, o kterém jsem říkal, že ho nemám rád, takže už radši přejdu k praktické ukázce důsledků. Začnu s typickým lakmusovým papírkem dobré architektury - testy.

Musí být testování web frontendu složité?

Většina webových frontendových aplikací se musí testovat molochy typu Selenium. Proč? Jednoduše proto, že view komponenty většinou nedokážou existovat mimo svůj standardní kontext serveru, prohlížeče atd. a zároveň jsou jako držitelé stavu nedílnou součástí byznys logiky.

I když se povede pomocí nějaké černé magie typu Arquillian provozovat komponenty v rámci unit testovacího frameworku je tu hned další problém. Ke stavu komponent je většinou potřeba se dostat hledáním v komponentovém stromu, což je každou chvíli rozbité, protože to často závisí na vizuální podobě a/nebo textových identifikátorech.

A jestli jste to ještě nevzdali, je tu ten největší problém: co vlastně v testech assertovat? I základní komponenta má několik stavových atributů (visible, enabled, value…) a typická stránka má mnoho základních komponent. Stavový prostor takového view je kombinatoricky z praktického pohledu nekonečný a integritu v něm neuhlídá ani pánbůh.

Často si architekti tento problém nepřipouští, protože si představují, že stránka se “jen” skládá z komplexních komponent, které představují hermeticky uzavřený celek testovatelný samostatně. To je v praxi utopie přímo z definice - komponenta jakékoli velikosti musí být otevřená mnoha různým scénářům použití, jinak by reálně nebyla přepoužitelná. To vynucuje kontrolu vnitřního stavu komponenty v každém konkrétním scénáři zvlášť. Stránka složená z komponent je vždy mnohem víc, než pouhý součet svých částí!

Abych to uzavřel: hodně lidí tomu asi nebude věřit, ale i frontend se dá automaticky testovat bez Selenia, pokud má dobrou architekturu. Opravdu jsem zažil celou web aplikaci naostro spuštěnou jen v JUnit. Jeden z klíčových prvků, který to umožňuje, je klasický příklad základního architekturního úkonu inverze závislostí: stav view nesmí být závislý na použité view technologii, ale naopak view musí být závislé na byznysovém modelu svého stavu.

Jak pomůže model stavu?

Na příkladu testů se ukazuje důsledek denormalizovaného stavu v tom, že vlastně není jasné, jak ověřit testovanou skutečnost. Příklad:

  • Byznys požadavek: formulář bude za nějakých podmínek read only
  • Kontrola: projít všechny prvky daného formuláře a ověřit, že jsou ve stavu disabled.

Jedna jednoduchá informace se bude složitě ověřovat na mnoha místech. Z těchto míst ale zároveň žádné nemá autoritativní postavení vůči ostatním. Pokud po nějaké sekvenci událostí jedna z komponent nebude disabled, co to znamená? Že je v programu chyba, nebo že naopak program správně pamatuje na jiný byznys požadavek, který také manipuluje s tímto atributem?

To je otázka, která není zásadní jen v testech, ale obecně pro celý quality assurance proces a údržbovou fázi života software. To, co model stavu dovoluje, je explicitně a deklarativně vyjmenovat skutečnosti ze zadání a vybrat tím z nekonečného stavového prostoru vizuální reprezentace většinou překvapivě malou množinu atomických faktů. Ve výše uvedeném příkladu by to znamenalo mít v modelu stavu view jednu boolean proměnnou “enabled”.

Tohle je klíčové pro analytiky, architekty i programátory a komunikaci mezi nimi podobně jako například rozhraní služeb.

Další důsledky

Existence modelu stavu view má zásadní dopad i na další oblasti:

Debugging/Logging

Když je stav na jednom místě, je jednoduché jej vypisovat při každé události, výjimce atd. Když je v logu kompletní a normalizovaný (takže čitelný) stav aplikace v každém důležitém okamžiku, je jednoduché hledat chyby i bez přímého přístupu k danému prostředí a/nebo post mortem.

Web Flow

Jak jsem nedávno psal:

Problém je, že hranice odpovědnosti mezi abstrakcí stavového automatu pro přechod mezi stránkami a komponentového modelu jedné stránky je velmi neurčitá a zároveň je zasahování jedné abstrakce do druhé technicky většinou náročné. Použití modelu stavu view jako neutrálního prostředku spolupráce je elegantní řešení tohoto problému.

Závěr

Model stavu view není sám o sobě kompletní předpis architektury, ale spíše obecný aspekt, který je možné realizovat napříč různými kombinacemi architektur a technologií. Problém ale je, že všechny ty abstraktní myšlenky nakonec znamenají v kódu pro každého něco úplně jiného. Tak jsem třeba zažil to, že stavem aplikace se myslela jen data, která zadal uživatel. Nebo se udělá pár výjimek z technických důvodů, např. data v dynamických grafech se načítají přímo ze služby místo z modelu. Někdy jde o pár drobností, jindy to vypadá jako dort od Čapkova pejska a kočičky.

Reálné projekty z mnoha důvodů nějaké kompromisy dělat musí. Jak ale hodnotit kompromisy v tak abstraktní věci, jako je architektura a nezapadnout do svatých válek? Právě kvůli tomu je potřeba mít jasně definované praktické důsledky, které od volby architektury a technologie očekáváme. Kompromis je pak možné posuzovat třeba proti výše uvedeným příkladům: jsou tyto výhody zachované? Pokud ano, pak ok. Pokud ne, opravdu vám ten kompromis stojí za to?

Pro ty, kdo hledají jednoduché poučky: používejte architekturu MVVM, protože okolo modelu stavu view staví kompletní architekturu a její doslovnost nedovoluje příliš mnoho “kreativních” odchylek.

Pro ty, kdo hledají hlubší pochopení: Nic v článku není nijak objevné. Staří mazáci dobře vědí, že stav je asi jediná opravdu těžká věc na programování a většina inženýrských konstrukcí se nějak týká jeho zkrocení (immutabilita, monády atd.). Centralizovat aplikační stav a všechno ostatní postavit okolo něj je z tohoto pohledu vlastně nejzákladnější opatření pro jakýkoli druh aplikace a je obecně platné napříč architekturami i programovacími paradigmaty.