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多人協作的形式：歷史與發展

多人協作的歷史十分悠久，起源于靜態的多人協作模式，即每個人先完成自己的工作，然后再進行匯總。

靜態的多人協作模式

• 遞增式協作
  • 郵件：你來我往
  • 論壇：跟帖回復
• 獨占式協作
  • 文檔傳遞
  • 微軟VSS
• 合并式協作
  • SVN
  • Git
  • diff，patch，merge指令

常見的靜態多人協作方式

從靜態到動態

• 靜態協作的比喻
  • 拼接畫
  • 積木
• 靜態協作的特點
  • 多版本
  • 塊操作
  • 有協作動作
• 靜態協作的缺點
  • 版本碎片化
  • 缺乏時效性
  • 協作動作成本高

 靜態多人協作的成本，會隨著加入人數和項目的復雜度呈幾何級數的增長。因此，對于企業來說，急需一種無協作動作、唯一版本、版本可控的無協作成本模式，即動態多人協作模式。

動態的多人協作

• 動態協作的比喻
  • 一起畫黑板
• 動態協作的特點
  • 唯一版本
  • 原子操作
  • 無協作動作
• 動態協作的優點
  • 版本可控
  • 實時
  • 無協作成本
• 典型產品
  • Office Online
  • 石墨
  • OnlyOffice

多人協作的基礎：原理與架構

任何信息，無論其是什么展現形式，如果要做到多人實時編輯與展現，只需要實現以下三步而已：

1. 操作化
2. 可傳輸
3. 可還原

舉例說明多人協作的實現方式

操作化

操作化，指任何信息都可以轉換為一組操作的集合。很容易理解，但它仍有不少值得思考的點：

• 分割與組合
  • 如何保證：信息的所有變化都可以分解為操作的集合？反之，操作如何覆蓋出信息的所有變化？
  • 分割的顆粒度如何決定？
    • 粗一點？
    • 細一點？
    • 如何兼顧解釋性與擴展性？
• 絕對操作與相對操作
  • 絕對操作
    • 針孔打印機的完美世界
    • 打印機時代的編輯噩夢
  • 相對操作
    • 4K電視不是夢
    • 為什么數字電視穩定性不如模擬電視
  • 絕對操作與相對操作比喻：時間與空間的互換
• 使用一款開發工具：實現操作化的優勢：
  • 好用的指令集，保證覆蓋信息的全部變化與操作的集合
  • 經過實踐驗證的顆粒度，完美兼顧解釋性與擴展性平衡

可傳輸

可傳輸，就是指操作有辦法通過網絡傳輸給其他終端。實現動態多人協作，需要考慮以下幾點：

• 傳輸內容
  • 原始文本
    • 清晰
    • 冗余
  • 壓縮技術
    • 邏輯壓縮
    • 協議壓縮
    • 手動壓縮
• 網絡協議
  • Socket
    • TCP
    • UDP
  • HTTP
  • WebSocket
• QoS（Quality of Service，服務質量）
  • 快速失敗
  • 自動回滾
  • 自動重連
  • 自動恢復

可還原

可還原，就是指接收到來自網絡的操作消息后，可以在本地完全一致地再次執行該操作。可還原包括了：

• 絕對操作的還原
  • 控制體積
  • 合理的提示
• 相對操作的還原
  • 嚴格的順序性
  • 從源頭保障順序性
  • 順序性的補救
• 本地操作的還原
  • 過濾收到的操作集合
  • 從源頭細化操作顆粒
  • 本地保存本地執行
• 無入侵的還原
  • 定義入侵
  • 排除入侵
  • 千人千面

多人協作的難點：亂序與沖突

亂序

 亂序的表現形式如下圖，小明在客戶端執行了一系列操作，傳遞到服務器時發生亂序，導致小花看到了截然不同的信息：

為了解決亂序問題，可以嘗試以下方法：

1. 用性能換取順序正確——基于協議

2. 用性能換取順序正確——基于回執

兩種方法的優缺點

• 基于協議
  • 優點
    • 可靠，歷經考驗
    • 簡單，無需開發
  • 缺點
    • 資源開銷高
    • 必須整套使用
• 基于回執
  • 優點
    • 自主可控，按需開發
    • 資源開銷可控
  • 缺點
    • 需要自己投入開發
    • 應用層邏輯控制使得網絡復雜度向外蔓延
    • 復雜度帶來維護成本

基于亂序處理方法的總結

 網絡不是絕對可靠的，為了實現相對可靠，需要付出一定的代價，企業需要考慮的是：如何衡量所付出的代價與產出成正比。

沖突

比亂序更高級的一種表現形式，存在多向、多維度等問題。

如何避免錯誤的蔓延？

原則：任何一次不一致，都會導致后續的操作基于錯誤的信息進行，從而不斷擴大錯誤，造成無法收拾的結果。因此，不一致是不能被容忍的。

解決辦法：

1. 嚴格一致性：獨占
2. 最終一致性：檢查與修復
3. 非技術手段：設計與提示

嚴格的一致性

獨占就是同一時間同一范圍只能由一人操作。

1. 范圍（以SpreadJS為例）
   1. 整個表格，類似VSS
   2. 工作表
   3. 單元格范圍
2. 排他性
   1. 獨占沖突時，必有一方被彈開
   2. 直到占有者解開，不然無法占用
   3. 占用前無法操作
   4. 原理和鎖基本一致
3. 優點
   1. 可以確保嚴格一致性，不會產生多版本的錯誤累積
   2. 比起修復恢復這類彌補手段，一開始就不出錯的成本最低
   3. 邏輯清楚簡單，開發維護成本低
4. 缺點
   1. 靜態協作的味道
   2. 獨占動作嚴重影響體驗
   3. 大幅降低協作效率
5. SpreadJS提供的支持
   1. 鎖定工作表
   2. 鎖定單元格

最終一致性
基于唯一正確順序，察覺客戶端的錯誤，撤銷錯誤操作后重新執行正確的操作。

1. 唯一正確
   1. 服務器到達順序
   2. 協作邊界分流
   3. P2P+選舉算法
2. 察覺錯誤
   1. 服務器回執id
   2. 服務器回執操作，MS
3. 撤銷錯誤
   1. 撤銷到錯誤發生前的一步操作的結果
   2. 利用SpreadJS的撤銷功能
   3. 利用操作版本快照
4. 重新執行
   1. 操作隊列需保存
   2. 區分好無感知執行與顯式執行

非技術手段
技術手段追求錯誤0發生，而非技術手段則可以降低錯誤發生的可能性。

1. 選中框
   1. 非常重要但不顯眼
   2. 人性化的獨占
   3. 操作的預期
   4. 協作感
   5. SpreadJS提供高度可自定義的邊框
2. 協作設計
   1. 設計協作區域與合并手段
   2. 設置權限
   3. SpreadJS提供幾乎Excel的所有公式
   4. SpreadJS提供了工作表和單元格鎖定功能
3. 單向協作
   1. 區分單向與雙向協作的場景
   2. 對單向協作盡量放開
   3. 對雙向協作嚴謹設計

SpreadJS作為實現多人協作“在線excel”系統的巨大優勢是什么？

首先，可以明確一點：SpreadJS完全可以用作多人協作系統開發的組件。原因在于：

• SpreadJS的產品質量是毋庸置疑的
• SpreadJS在設計之初，便考慮到了多人協作的可能，而除此之外，絕大多數的前端產品都不是為了多人協作而設計的
• 多人協作需要中心系統的支持，SpreadJS基于純前端的體系架構可以很容易的嵌入系統開發，而無需過多考慮與原生系統的兼容性，這是常規組件是無法做到的
• 要實現多人協作，需要投入一定的開發成本，SpreadJS作為一款開發工具，可以有效幫助開發人員減輕代碼量多人協作表格的本質：
• Server – Clients 中心系統，類似數值敏感的小型網游
• 任何這類系統都是在體驗和正確性中尋求平衡

多人協作表格的特點：

• 表格的數值敏感性高于網游，數據操作和存儲的挑戰更大
• 表格的計算復雜度更高，尤其涉及復雜公式嵌套與全量統計篩選
• Web存在天花板，所以復雜的頁游并不多見，端游較多

對SpreadJS這類開發工具/組件的展望與期待

1. SpreadJS已經可以很好地支持多人協作的最終一致性。如果能支持多人多撤銷隊列，或者撤銷重做自定義，那么就可以給用戶提供更加易用且多樣化的體驗效果，從此絲般順滑不是夢。
2. SpreadJS的絕大部分功能是支持命令的，這使得操作化變得更簡單。如果SpreadJS能開放命令自定義，便可以讓自主控制顆粒度成為可能，用戶可以針對具體的業務邏輯做出更加精細化的操作轉換，大幅提高協作效率。
3. SpreadJS不僅在數據錄入、數據填報等方面表現出強大的功能，其各類統計分析與圖形化手段也是一個不少，一旦明年的透視表功能上線，使用SpreadJS開發在線協同系統的數據商業價值將更易體現，用戶將體驗到“表格”無限的魅力與威力。
4. 表格在多人協作中的數據量增長速度比單人使用時快得多，希望SpreadJS可以支持更大的數據量，尤其是在大數據量情況下仍舊保持操作的性能與體驗。

SpreadJS | 下載試用

 純前端表格控件SpreadJS，可滿足 .NET、Java、App 等應用程序中的 Web Excel 組件開發、數據填報、在線文檔、圖表公式聯動、類 Excel UI 設計等業務場景，并在數據可視化、Excel 導入導出、公式引用、數據綁定、框架集成中無需大量代碼開發和測試，極大降低了企業研發成本和項目交付風險。

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