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如何实现可多人协作的“在线excel”系统?

2019.12.09 21:52 4016浏览

多人协作在线文档的概念,最早由Google Docs带入中国。但实际上,在日常工作中,与团队的其他人进行协作是一种在常见不过的工作方式。

由于工作分工、工作进展的不同,团队内部的信息往往需要及时同步,然而伴随着团队经营规模的不断扩大,在线协同、多人协作,以及软件项目管理等问题将会接踵而至,成为制约企业高效发展的瓶颈。

这些问题,通常表现为:

  1. 跨部门、地区协作不便
  2. 过度依赖文件夹共享的形式,不能确保文档的安全性
  3. 没法纪录和体现职工对文本文档的意见和评价
  4. 文档记录发生变更时,无法及时通知到相关部门和员工
  5. 文档无法在线协同编辑,缺失必要的流程管控
  6. 多人共同编辑一个文档,无法留存修改记录和历史版本

针对上述问题,目前最佳的解决方案是:使用一款可多人在线协同办公的软件或工具。市面上,这类软件有很多,比如国外的Google Docs、Office365,以及国内的腾讯文档、石墨文档、有道云协作等。

本文将不再过多赘述这类成品软件,而是深入协同办公系统的实现原理,从企业IT管理者的角度出发,深入研究多人协作的形式、基础和难点,分析一款开发工具应具备怎样的特点,才是实现多人协作“在线excel”系统的关键。

以下内容,节选自葡萄城公开课《如何实现可多人协作的“在线excel”系统?》,欢迎大家提前预约,届时观看:https://live.vhall.com/483759540

多人协作的形式:历史与发展

多人协作的历史十分悠久,起源于静态的多人协作模式,即每个人先完成自己的工作,然后再进行汇总。

静态的多人协作模式

  • 递增式协作

    • 邮件:你来我往
    • 论坛:跟帖回复
  • 独占式协作

    • 文档传递
    • 微软VSS
  • 合并式协作

    • SVN
    • Git
    • diff,patch,merge指令

    常见的静态多人协作方式

从静态到动态

  • 静态协作的比喻
    • 拼接画
    • 积木
  • 静态协作的特点
    • 多版本
    • 块操作
    • 有协作动作
  • 静态协作的缺点
    • 版本碎片化
    • 缺乏时效性
    • 协作动作成本高

静态多人协作的成本,会随着加入人数和项目的复杂度呈几何级数的增长。因此,对于企业来说,急需一种无协作动作、唯一版本、版本可控的无协作成本模式,即动态多人协作模式。

动态的多人协作

  • 动态协作的比喻
    • 一起画黑板
  • 动态协作的特点
    • 唯一版本
    • 原子操作
    • 无协作动作
  • 动态协作的优点
    • 版本可控
    • 实时
    • 无协作成本
  • 典型产品
    • Office Online
    • 石墨
    • OnlyOffice

多人协作的基础:原理与架构

任何信息,无论其是什么展现形式,如果要做到多人实时编辑与展现,只需要实现以下三步而已:

  1. 操作化
  2. 可传输
  3. 可还原

举例说明多人协作的实现方式

操作化

操作化,指任何信息都可以转换为一组操作的集合。很容易理解,但它仍有不少值得思考的点:

1. 分割与组合

  • 如何保证:信息的所有变化都可以分解为操作的集合?反之,操作如何覆盖出信息的所有变化?
  • 分割的颗粒度如何决定?
    • 粗一点?
    • 细一点?
  • 如何兼顾解释性与扩展性?

2. 绝对操作与相对操作

  • 绝对操作
    • 针孔打印机的完美世界
    • 打印机时代的编辑噩梦
  • 相对操作
    • 4K电视不是梦
    • 为什么数字电视稳定性不如模拟电视
  • 绝对操作与相对操作比喻:时间与空间的互换

3. 使用一款开发工具:SpreadJS,实现操作化的优势:

  • 好用的指令集,保证覆盖信息的全部变化与操作的集合
  • 经过实践验证的颗粒度,完美兼顾解释性与扩展性平衡

可传输

可传输,就是指操作有办法通过网络传输给其他终端。实现动态多人协作,需要考虑以下几点:

1. 传输内容

  • 原始文本
    • 清晰
    • 冗余
  • 压缩技术
    • 逻辑压缩
    • 协议压缩
    • 手动压缩

2. 网络协议

  • Socket
    • TCP
    • UDP
  • HTTP
  • WebSocket

3. QoS(Quality of Service,服务质量)

  • 快速失败
  • 自动回滚
  • 自动重连
  • 自动恢复

可还原

可还原,就是指接收到来自网络的操作消息后,可以在本地完全一致地再次执行该操作。可还原包括了:

1. 绝对操作的还原

  • 控制体积
  • 合理的提示

2. 相对操作的还原

  • 严格的顺序性
  • 从源头保障顺序性
  • 顺序性的补救

3. 本地操作的还原

  • 过滤收到的操作集合
  • 从源头细化操作颗粒
  • 本地保存本地执行

4. 无入侵的还原

  • 定义入侵
  • 排除入侵
  • 千人千面

多人协作的难点:乱序与冲突

乱序

乱序的表现形式如下图,小明在客户端执行了一系列操作,传递到服务器时发生乱序,导致小花看到了截然不同的信息: 在这里插入图片描述

为了解决乱序问题,可以尝试以下方法:

  1. 用性能换取顺序正确——基于协议 在这里插入图片描述
  2. 用性能换取顺序正确——基于回执 在这里插入图片描述

两种方法的优缺点

1. 基于协议

  • 优点
    • 可靠,历经考验
    • 简单,无需开发
  • 缺点
    • 资源开销高
    • 必须整套使用

2. 基于回执

  • 优点
    • 自主可控,按需开发
    • 资源开销可控
  • 缺点
    • 需要自己投入开发
    • 应用层逻辑控制使得网络复杂度向外蔓延
    • 复杂度带来维护成本

基于乱序处理方法的总结

网络不是绝对可靠的,为了实现相对可靠,需要付出一定的代价,企业需要考虑的是:如何衡量所付出的代价与产出成正比。

冲突

比乱序更高级的一种表现形式,存在多向、多维度等问题。 在这里插入图片描述

如何避免错误的蔓延?

原则:任何一次不一致,都会导致后续的操作基于错误的信息进行,从而不断扩大错误,造成无法收拾的结果。因此,不一致是不能被容忍的。 解决办法:

  1. 严格一致性:独占
  2. 最终一致性:检查与修复
  3. 非技术手段:设计与提示

严格的一致性

独占就是同一时间同一范围只能由一人操作。

1. 范围(以SpreadJS为例)

  • 整个表格,类似VSS
  • 工作表
  • 单元格范围

2. 排他性

  • 独占冲突时,必有一方被弹开
  • 直到占有者解开,不然无法占用
  • 占用前无法操作
  • 原理和锁基本一致

3. 优点

  • 可以确保严格一致性,不会产生多版本的错误累积
  • 比起修复恢复这类弥补手段,一开始就不出错的成本最低
  • 逻辑清楚简单,开发维护成本低

4. 缺点

  • 静态协作的味道
  • 独占动作严重影响体验
  • 大幅降低协作效率

5. SpreadJS提供的支持

  • 锁定工作表
  • 锁定单元格

最终一致性

基于唯一正确顺序,察觉客户端的错误,撤销错误操作后重新执行正确的操作。

1. 唯一正确

  • 服务器到达顺序
  • 协作边界分流
  • P2P+选举算法

2. 察觉错误

  • 服务器回执id
  • 服务器回执操作,MS

3. 撤销错误

  • 撤销到错误发生前的一步操作的结果
  • 利用SpreadJS的撤销功能
  • 利用操作版本快照

4. 重新执行

  • 操作队列需保存
  • 区分好无感知执行与显式执行

非技术手段

技术手段追求错误0发生,而非技术手段则可以降低错误发生的可能性。

1. 选中框

  • 非常重要但不显眼
  • 人性化的独占
  • 操作的预期
  • 协作感
  • SpreadJS提供高度可自定义的边框

2. 协作设计

  • 设计协作区域与合并手段
  • 设置权限
  • SpreadJS提供几乎Excel的所有公式
  • SpreadJS提供了工作表和单元格锁定功能

3. 单向协作

  • 区分单向与双向协作的场景
  • 对单向协作尽量放开
  • 对双向协作严谨设计

针对多人协作难点的总结

首先,可以明确一点:SpreadJS完全可以用作多人协作系统开发的组件。原因在于:

  • SpreadJS的产品质量是毋庸置疑的
  • SpreadJS在设计之初,便考虑到了多人协作的可能,而除此之外,绝大多数的前端产品都不是为了多人协作而设计的
  • 多人协作需要中心系统的支持,SpreadJS基于纯前端的体系架构可以很容易的嵌入系统开发,而无需过多考虑与原生系统的兼容性,这是常规组件是无法做到的
  • 要实现多人协作,需要投入一定的开发成本,SpreadJS作为一款开发工具,可以有效帮助开发人员减轻代码量

多人协作表格的本质:

  • Server – Clients 中心系统,类似数值敏感的小型网游
  • 任何这类系统都是在体验和正确性中寻求平衡

多人协作表格的特点:

  • 表格的数值敏感性高于网游,数据操作和存储的挑战更大
  • 表格的计算复杂度更高,尤其涉及复杂公式嵌套与全量统计筛选
  • Web存在天花板,所以复杂的页游并不多见,端游较多

对SpreadJS这类开发工具/组件的展望与期待

  1. SpreadJS 已经可以很好地支持多人协作的最终一致性。如果能支持多人多撤销队列,或者撤销重做自定义,那么就可以给用户提供更加易用且多样化的体验效果,从此丝般顺滑不是梦。
  2. SpreadJS的绝大部分功能是支持命令的,这使得操作化变得更简单。如果SpreadJS能开放命令自定义,便可以让自主控制颗粒度成为可能,用户可以针对具体的业务逻辑做出更加精细化的操作转换,大幅提高协作效率。
  3. SpreadJS不仅在数据录入、数据填报等方面表现出强大的功能,其各类统计分析与图形化手段也是一个不少,一旦明年的透视表功能上线,使用SpreadJS开发在线协同系统的数据商业价值将更易体现,用户将体验到“表格”无限的魅力与威力。
  4. 表格在多人协作中的数据量增长速度比单人使用时快得多,希望SpreadJS可以支持更大的数据量,尤其是在大数据量情况下仍旧保持操作的性能与体验。

以上就是本期公开课《如何实现可多人协作的“在线excel”系统?》的部分摘要,如果您对在线协作系统的开发感兴趣,欢迎点击预约,届时收看:https://live.vhall.com/483759540

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