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

  

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

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：

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
2. 用性能换取顺序正确——基于回执

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。

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