阿里数据中台核心产品揭秘

编者按：作为阿里数据中台的核心产品，Quick BI 单一代码仓库源码已经突破了 100万行，正在向1000万行迈进。本文重点分享了单一代码仓库Monorepo选用前的思考，以及具体应用中的开发体验和经验。内容转载自「Alibaba F2E」。

近年来，阿里数据中台产品发展迅速。核心产品之 Quick BI 连续 2 年成为国内唯一入选 Gartner 魔力象限的国产 BI。Quick BI 单一代码仓库源码突破了 100万行。整个开发过程涉及到的人员和模块都很多，因为下文讲的一些原则，产品能一直保持在快速的开发状态。
先分享几个关键数据：

代码：TypeScript 82万行，样式 Sass+Less+CSS 18万行。（cloc 统计，去除自动生成代码）

协同：Code Review 12,111 次，Commit 53,026 次。

很多人会问，这么多代码，为什么不切分代码库？还不赶快引入微前端、Serverless 框架？你们就不担心无法维护，启动龟速吗？
实际情况是，从第一天开始，就预估到会有这么大的代码量。启动时间也从最初的几秒钟到后面越来越慢5～10分钟，再优化到近期的5秒钟。整个过程下来，团队更感受到 Monorepo（单一代码仓库）的优势。

这个实践想说明：

大的 Codebase 可能是好事情，大道至简。用极其“简单”的架构更容易支持复杂灵活的业务

要做到简单的架构，内部需要更明确的规范，更密切的协同，更高效的执行

能通过工程化解决的问题，就不要通过开发规范，能通过规范来解决的不要靠自由发挥

开工

2019年4月30号，晴朗的下午，刚好是喜迎五一的前一天，发挥集体智慧，投票选出满意的仓库名。同时借 Quick BI 和 FBI 底座融合的契机，项目开启。后来底座代码转正，把上层业务代码也吸纳进来。

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Date:   Tue Apr 30 17:48:52 2019 +0800A New Era of BI Begins

Why Monorepo？

在开工之前，对单一仓库（Monorepo）和多仓库（Polyrepo）团队内做了很多的讨论。
曾经我也很喜欢 Polyrepo，为每个组件建立独立 repo 独立 npm，比如2019年前，单是表单类的编辑器组件就有 43 个：

本以为这样可以做到完美的解耦、极致的复用，但实际上：
每次 Babel、React 等依赖整体升级能让人脱层皮，所以自研了脚手架。造轮子都是被逼出来的，事情做了一点点，但写脚本能力直线上升。

每次调试组件，npm link 一下。后来组件跨级，可以做 3 层 npm link，使用过的都知道这是多么糟糕的体验。

版本难对齐，每次主仓库发布前，组件间版本对齐更是考验眼力，稍有不慎触发线上故障。

方便别人复用的优势呢？最终支持自己业务都捉襟见肘，哪还敢让别人复用……

最终我们把所有这些组件都合并到一个仓库，其实像 Google/Facebook/Microsoft 这些公司内部都很推崇 Monorepo。

但我们不是原教旨主义的 Monorepo，没必要把不相关的产品代码硬放到一起。在实线团队内部，单个产品可以使用 Monorepo，会极大降低协同成本。但开始的时候，团队内还是有很多疑问。

关于 Monorepo 的几个核心疑问

单一仓库，体积会很大吧？
100 万行代码的体积有多大？

先来猜一下：1GB？10GB？还是更多？

首先，按照公式计算一下：

代码的体积 = 源码的体积 + .git 的体积 + 资源文件（音视频、图片、其他文件）

我们一起来算一下源码的体积：

一般建议每行小于 120 字符，我们取每行 100 个字符来算，100 万行就是：

100 * 1000,000 = 100,000,000 B
转换之后就是 100 MB！

那我们的仓库实际多大呢？

只有 85 MB！也就是平均每行 85 个字符。

再来算一下 .git的体积：

.git里记录了所有代码的提交历史、branch 和 tag 信息。会很大体积吧？

实际上 Git 底层做了很多的优化：1. 所有 branch 和 tag 都是引用；2. 对变更是增量存储；3. 变更对象存储的时候会使用 zlib 压缩。（对于重复出现的样板代码只会存储一次，对于规范化的代码压缩比例极高）。

按照我们的经验，.git记录 10,000 次 commit 提交只需要额外的 1～3 个代码体积即可。

资源文件大小

Git 做了很多针对源码的优化，但视频和音频这类资源文件除外。我们最近使用 BFG 把另一个产品的仓库从 22GB 优化到 200MB，降低 99%！而且优化后代码的提交历史和分支都得到了保留（因为 BFG 会编辑 Git 提交记录，部分 commit id 会变化）。

以前 22 GB 是因为仓库里存放视频、发布的 build 文件和 sourcemap 文件，这些都不应该放到源码仓库。

小结一下，百万行代码体积一般在 200MB ～ 400MB 之间。那来估算下 1000 万行代码占用体积是多少？

乘以十也就是 2GB ~ 4GB 之间。这对比 node_modules随随便便几个 G 来说，并不算什么，很容易管理。补充个案例，Linux 内核有 2800 万行，使用 Monorepo，数千人协同。据说当时 Linus 就是为了管理 Linux 的源码而开发出 Git。

启动很慢吧？5分钟还是10分钟？
听到有些团队讲，代码十几万行，启动 10+分钟，典型的“巨石”项目，已经很难维护了。赶紧拆包、或者改微前端。可能团队才 3 个人却拆了 5 个项目，协同起来非常麻烦。

我们做法有3个：

按照页面来拆分多 Entry，每次只需启动一个 Entry

梳理子包间的依赖关系，追求极致的 Lazy loading，Tree-Shaking

Webpack 切换到 Vite

尤其是 Webpack 切换到 Vite 以后，最终项目冷启动时间由 2-5分钟优化到 5秒内。热编译时间由原来 5秒优化到 1秒内，Apple M1 电脑基本都是 500ms 以内。

代码复用怎么办？Monorepo 复用的时候是否要引入全部？
传统的软件工程思想追求 DRY，但并不是越 DRY 越好。

每写一行代码，都产生了相应代价：维护的成本。为了减少代码，我们有了可复用的模块。但是代码复用有一个问题：当你以后想要修改的时候它就会成为一个障碍。

对于像 Quick BI 这样长期迭代的产品，绝大部分需求都是对原有功能的扩展，所以写出易维护的代码最重要。因此，团队不鼓励使用 magic 的特技写法；不单纯追求代码复用率，而是追求更易于修改；鼓励在未来模块下线的时候易于删除的编码方式。

对于确实存在复用的场景，我们做了拆包。Monorepo 内部我们拆了多个 package（后面有截图），比如其他产品需要 BI 搭建，可以复用 @alife/bi-designer，并借助于 Tree-Shaking 做到依赖引入的最小化。

目前的开发体验

冷启动 5秒，热编译 1秒内。以前是 5~10分钟。
改一行代码能解决的问题，真正改一行且发布一次。而不是改 10+ 个项目，按依赖发布 N 次。
新人 10分钟搭建好环境，上手开发。以前每个组件一个 Repo，包赋权都要搞很久。
避免了版本不对齐的问题

对于 2C 产品，不需要多版本多主干分支，但多个 npm 依赖对齐版本也不容易

对于 2B 产品，由于多环境、多版本，会更加复杂，复杂度极高。Monorepo 通过分支来统一内部依赖的版本

工程化升级只需要一次。目前是基于 Lerna 开发的 Pri Monorepo 方案。

当然，这里提及的体验要保持并不容易，开发中还有很多问题要解决。

真正需要解决的问题

并不是把代码放到一起就完了，背后复杂的问题是协同、技术方案、稳定性。比如，如何避免一个人提交代码导致整个产品崩溃？

包依赖管理
内部拆分多个子包，每个子包是子文件，可以单独发布 npm，见下图：

内部包管理的核心原则是：

从左向右单向依赖，只能右边引用左边，避免循环依赖

规范还不够，开发插件来自动检测，如果左边依赖右边直接报错

对于开源 npm 的引入，应该更慎重。大部分 npm 的维护时长不超过x年，即使像 Moment.js 这样曾经标配的工具库也会终止维护。可能有 20% 的 npm 是没人维护。但未来如果你的线上用户遇到问题，你就需要靠自己啃源码，陷入被动。所以我们的原则是，引入开源 npm 要三人线下评审通过才行。

Code Review 文化
互相 Code Review 能帮助新人快速成长，同时也是打造团队技术文化的方式。

过去几年一直在团队内推行 100% CR，但这还不够。机械的执行很容易把 CR 流于形式，还要分场景来做。

Monorepo 有个风险是一旦有问题就可能是整体的问题。

目前我们的 Code Review 主要分为3个场景：

线上 MR Code Review【1对1】

主题式 Code Review【3-5个人】

大版本发布前集体 Code Review【All】

12,111 次 Code Review 的经验很多，主要是：

及时 Review，鼓励小颗粒度的 MR，不必等整个功能开发完成

代码是写给人看的，鼓励白话文一样的代码，而不是文言文

建立最佳实践（目录树结构、命名规范、数据流规范）。开发一个功能可以有 10 种方法，但团队需要选 1 种并推广

不鼓励炫技，为了未来可维护性。能用简单技术实现，不要用“高深”冷门的技术

强调开发洁癖，追求优雅代码的文化（命名是否易于理解、注释是否完整、是否有性能隐患等）

工程化建设
这个过程首先要感谢淘系前端 DEF 工程化团队的支持，在这么多代码的情况下，不断挑战极限升级 DEF 支持我们。

除了制定文档的规范之外，能够自动化工具检查的规范才是好规范。

检查器：ESLint、TS 类型校验、Prettier
语法检查器是推动规范落地的重要方法，ESLint 可以做增量，优化后 git commit 的 pre-hooks 依旧很快。但 TS type check 因为不支持增量就比较慢了，需要搭配 CI/CD 来使用。

Webpack vs Vite
发布使用 Webpack，开发使用 Vite。

开发环境使用 Vite 快速调试，生产环境依旧使用 Webpack 打包。

风险是开发和生产编译产物不一致，这一块需要上线前回归测试避免。

性能优化
对于数据产品而言，性能的挑战除了来自于 Monorepo 后资源包的变大，还有大数据量对渲染计算带来的挑战。

性能优化可以分为3个环节：

资源加载：精细化 Tree Shaking，难在精细。Webpack 本身的 Tree-Shaking 做的并不好，不支持 Class method 做 Tree Shaking，所以有时候需要修改代码。Lazy Loading 模块做到按需加载，尤其是图表、SQL 编辑器这类大组件。合理的接口预加载，不要让网络闲下来。

视图渲染：让组件渲染次数降到最低，表格类组件虚拟滚动优化，闲时预加载预渲染。

取数请求：资源本地化缓冲方案，移动端使用 PWA 将 JS 等资源文件和数据缓存到本地。

另外还有性能检测工具，定位性能卡点。计划做代码性能门闩，代码提交前如果发现包体积增大发出提醒。

数据化驱动架构优化
身在数据中台，我对数据的业务价值深信不疑。但对于开发本身而言，很少深度使用过数据。

所以 S1 重点探索了开发体验的数字化。通过采集大家的开发环境和启动耗时数据来做分析【不统计其他数据避免内卷】。发现很多有意思的事情，比如有个同学热编译 3～5 分钟，他以为别人也是这样慢，严重影响了开发效率，当从报表发现数据异常后十分钟帮他解决。

另外一个例子，为了保持线上打包产物的一致性，推动团队做 Node.js 版本统一，以前都是靠钉，钉多少次都无法知道效果如何。有了报表以后就一目了然。

目前整个数据化的流程跑通，初步尝到甜头。未来还有很多好玩的分析可以做。

更深层的经验

效率最高的方式就是一次做好
每行代码都会留下成本。长远考虑，效率最高的方法就是一次做好。

苏世民说“做大事和做小事的难度是一样的，两者都会消耗你的时间和精力。”既然如此，不妨把代码一次写好。代码中如果遗留 “TODO” 可能就永远 TO DO。客观来讲，一次做好比较难，首先是每个人认为的“好”标准不同，背后是个人的技术能力、体验的追求、业务的理解。

组织文化技术，相辅相成
技术架构和组织结构有很大关系，选择适合组织的技术架构更重要。

如果一个组织是分散的，使用 Monorepo 会有很大的协同成本。但组织如果是内聚的，Monorepo 能极大提效。

工程化和架构底座是团队的事情，靠个人很难去推动。

短期可以靠战役靠照搬，长期要形成文化才能持续迭代。

组织沟通成本高应该通过组织来解，通过技术来解的力量是渺小的。技术可以做的是充分发挥工具的优势，让变化快速发生。

简单不先于复杂，而是在复杂之后
对于一个简单的架构，总有人会想办法把它做复杂。踩了坑，下决心重构，成功则回归简单，失败就会被新的简单模式颠覆。踩坑本身也是有价值的，不然新人总是按捺不住还会再踩一次。做复杂很容易，但保持简单需要远见和克制。没有经历过过程的磨练，别人的解药对你可能是毒药。

架构不可能一成不变的，我们的图表最开始直接使用 D3、ECharts 很简单，后来定制很多逐渐复杂到难以维护，于是基于 G2 自研 bi-charts 后架构又一次变简单，前后的开发体验可能是差不多的，但背后的技术完全变了。

总结与展望

百万行代码没什么可怕，是一个正常的节点，仍然可以像几万行代码那样敏捷。

现在 Quick BI 已经向千万行迈进，向世界一流 BI 的目标迈进。以上内容更多是工程化相关，把工程化做好目的是想让开发者更专注于业务，没讲的业务挑战其实更多，因为数据分析天生就要与海量数据打交道，性能优化有长期的实践；洞察丰富异样的数据，有很多可视化及复杂表格方面的沉淀，可视化不仅是技术，也是业务本身；手机平板电视等多端展示，跨端适配的挑战。

未来还希望能够把数据分析打造成一个引擎，能够快速集成到办公和商业流程中。

目前的开发模式并不完美，在迭代的过程中，不可避免会产生技术债，架构的优化本质就是在保持可维护性和减少技术债。最近团队在酝酿一次 Redux-Toolkit 的引入，会对取数和数据流有大的升级，有进展再分享。（完）
阿里数据中台核心产品揭秘