微信团队分享:微信支付代码重构带来的移动端软件架构上的思考

1、引言

作为一个重要业务,微信支付在客户端上面临着各种问题。

其中最核心问题就是分平台实现导致的问题:

1)iOS 和安卓实现不一致:容易出 Bug、通过沟通保证不了质量;

2)扩展性差且无法快速响应业务需求:需求变更迭代周期长、数据上 不全面;

3)质量保障体系不完善:缺少业务及设计知识沉淀、协议管理松散、缺少统一的自动化测试;

4)用户体验不一致:比如下图就是之前安卓和 iOS 没有统一前的收银台。

以核心支付流程代码为例,跨平台需要 3512 行,iOS 原生需要 6328 行。减少了近 45% 的代码。

以新需求开发为例:

1)7.0.4 版本需求一:收银台改版;

2)7.0.4 版本需求二:简化版本收银台。

重构后的软件架构对开发效率的提升对比:

跨平台实现:iOS + 安卓 共计 3 人日,在封板时间前完成;

原生实现:iOS, 安卓封板时间后一周才基本完成;

跨平台实现:iOS + 安卓共计 5 人日,在封板时间前完成;

原生实现:iOS, 安卓封板时间后一周才基本完成。

那么支付跨平台软件架构怎么样有效进行质量保障,并且提升生产力呢是这篇文章的主要内容。

对基于 C++ 如何从零到一构建跨平台框架感兴趣的同学,可以看看我在2019 QCon 广州站的演讲 《基于 C++ 构建微信客户端跨平台开发框架》PPT原稿。

4、什么是软件架构

什么是软件架构如 Ivar Jacobson (UML 之父)说过的一样,找五个人来回答这个问题,五个人可能都有各自不同的答案。

Ivar Jacobson博士:

▲ 软件工程不朽的经典《人月神话》书籍(中文版)封面

而管理复杂性,最根本的手段就是职责分离。为了实现职责分离,代码重用,架构慢慢地复现出来。架构的本质是管理复杂性。

没有架构,我们所有的代码都耦合在一起,人类的心智模型不擅长处理这种复杂性,架构的设立,和图书馆的图书分类,公司的组织划分等,本质都是一样的。是为了管理复杂性,以取得更高的生产力。

5、从0到1:构建微信支付跨平台软件架构

在移动客户端领域,业界基于 C++ 来编写业务代码,并没有成熟的架构。即使使用 C++ 编写业务逻辑,但都不涉及 UI,不涉及界面的跳转流程。

既然业界没有一个成熟的架构可借鉴,那么是不是直接把业界通用的架构简单套用一下就好/p>

5.1 抽象业务流程

现在业界通用的有 MVC , MVP, MVVM 。这些大家都熟悉的软件架构。但是这些软件架构都存在一个问题: 那就是没有处理好业务流程, 界面转场。

微信支付的流程多。而流程就是由一个个的界面(ViewController,Activity)和相关的业务逻辑组合而成。

上面的 MV(X) 模式忽略了一个非常重要的一点,那就是业务流程,界面的转场究竟由谁负责。也即 ViewController 与 ViewController 之间的关系由谁维护,业务流程的逻辑写在哪里。如果还按照传统的 MVC 模式,那么 ViewController 自己负责和不同的 ViewController 通讯。那么 ViewController 得不到复用,更致命的是业务流程的代码非常不清晰,业务流程的代码都被分散到各个 Controller 中, 而一个 Controller 又可能耦合了多个业务的代码。

举个例子:一个普通的转账流程,可能会涉及风控拦截,实名验证, 收银台, 绑卡,支付成功页等等。如果是基于 MVC 这种架构的话,很快代码会变得难以维护。

 

和刚才基于 MVC 混乱的架构相比:

1)业务流程的代码能够聚合到 UseCase 中,而不是分散到原来 iOS, 安卓的各个 ViewController,Activity 中;

2)业务流程和界面得到了复用;

3)契合微信支付多流程,界面跳转复杂的业务特点。

5.2 加入路由机制

既然流程得到了抽象,这个时候需要针对业务流程做更深的思考。在开发支付业务流程时,开发者不可绕过的问题有下面这些。

流程之间,页面之间的流传:

 

支付业务流程还有个特殊的地方,那就是在正常流程的中间,往往很多时候要需要插入一些特殊流程。比如有些地方要跳转 Webview, 有些地方要跳转小程序,有些地方要弹窗告知用户风险,或者终止当前流程,等等。我们经常需要在业务代码里面不断重复增加这样的处理。

这些问题,引导我想到,微信支付需要一个路由机制。

首先了解一下路由机制: 

那么怎么建立这个支付领域模型的呢/p>

建模,就是建立映射。领域知识 + 建模方法 = 领域建模。那么这里的领域知识,就是对支付业务流程的理解。建模方法,我采用了 UML 建模。最终会落地为 Proto 协议供客户端和后台一起使用。

 

建立支付领域模型后,我们路由的解析就变得非常清晰了。路由解析之后,会根据路由类型,触发不同的动作。

比如流程,界面流转,会交给 UseCase 处理。

而特殊流程,比如打开小程序,打开 webview, 弹窗这些行为会统一进行处理。

我们在第一步把业务流程抽象为 UseCase。第二步则加入了路由机制。

加入路由机制后,支付跨平台的软件架构演进为这个样子: 

再来看一下,加入路由机制后,对生产力的提升。以支付流程打开 WebView,、小程序为例,减少将近 83% 的代码。更重要的是,这里的特殊流程,是在路由机制里面统一处理的,没有耦合到业务代码中,并且是可复用的。

5.3 管理 络请求

首先看看原来 iOS 处理支付 络请求的缺陷: 

如上图所示,钱包发起的 Cgi 的回包会覆盖收付款页面的数据。之前在 iOS 只能通过修修补补,增加场景值,增加些标记位来解决。可能某一天就会又出现新的坑。

具体的问题流程是:

a. 进入钱包页面后,发起了一个 Cgi;

b. 然后进入收付款页面也发起同一个 Cgi;

c. 如果收付款发起的回包先到;

d. 然后钱包首页的回包再到。

 

2)CGI 生命周期问题:

 

2)划分职责,明确生命周期:

关于 Cgi 由谁发起,之前安卓和 iOS 都没有一个统一的做法。有些人会放到 Activity,ViewController,和 UI 代码耦合起来。

因此,在跨平台软件架构中,我们统一由业务流程 UseCase 进行发起。并且生命周期是一对一的,一个 Cgi 只会有一个 UseCase 处理, UseCase 销毁后,Cgi 也随之销毁。

 

在上述第a步和第b步,我们抽象了业务流程,加入了路由机制: 

5.4 规范数据传递

iOS 和安卓的旧架构都存在信息传递不当和数据污染问题。这个问题最严重。iOS 和 安卓都出过不少 bug。

首先我们来看看最近现 出现过的问题:

之前 iOS 出现,不少内部同事,外部的用户都在反馈:进行零钱页后,会无故弹空白框。而支付又和金钱有关,引起用户的恐慌(见下面的演示视频所示)。

 

具体原因就是:

1)进入支付首页时,后台返回了数据,然后被写入到一个公共的 Model;

2)然后进入钱包页,再进入零钱页。这个公共 model 一路被传递过去;

3)然后零钱页读取了公共 Model 的数据,但是代码无法处理,导致出现了这个让用户恐慌的问题。

除此之外,之前还有有很多发生在安卓,iOS ,像钱包页零钱展示错误。付款的时候。银行卡失效等等问题。

这些问题五花八门,看起来发生的地方,场景都不一样。每次遇到这类问题的时候,就只能去修修补补。

但是深究下去,会发现真正的原因,是软件架构上存在的问题:

具体的思路是:

1)去掉公共读写的数据类型;

2)传递值类型(Value Type)的数据, 后面流程修改数据时,不影响前面的流程;

3)单向传递数据,只依赖注入必要数据;

4)如果数据修改需要通知前序流程,使用代理模式通讯。

上述的前面三步,我们抽象了业务流程,加入了路由机制,统一管理 络请求:

规范数据传递后,对比旧架构:

1)从架构上根本解决了困扰微信支付已久的数据污染的问题;

2)数据的流动变为单向,数据流动变得可追溯。

软件的本质复杂性存在于复杂的业务需求中。而软件架构的本质就是管理复杂性,因此真正的好的架构,正是在复杂的业务需求中反复提炼和总结归纳而来,解决了真正的业务问题,不是空谈。

软件架构除了清理历史旧架构的缺陷,是我们业务开发的基石之外。还能够赋能业务,为业务带来价值。在建立软件架构的基础上,还围绕着软件架构建立起微信支付的跨平台自动化数据上 机制,防重复支付,安全横切等带来巨大业务收益的能力。有机会的话,后面也会进一步编写相关文章和大家交流探讨。

架构是一个不断演进的过程,随着新的支付业务基于跨平台软件架构的不断编写, 我也会对这个架构进行持续的更新迭代。让这个软件架构更贴合微信支付,更加健壮和完整。

 

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