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微信小程序架构分析(下)

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[前端(javascript) 所属分类 前端(javascript) | 发布者 店小二03 | 时间 2016 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

微信小程序架构分析(下)

这一篇拖了一段时间,原因是实现一个可以运行微信小程序的 web 环境比我想象中要困难一些, 这一方面是因为微信对于代码进行了压缩混淆,另一方面主要原因是开发者工具内部逻辑调用相当混乱 (难怪一堆 bug),完全无法拿出来重用。

小程序实时运行工具 wept 的开发已经基本完成了, 你可以通过我的代码对小程序的 web 环境实现有更全面的认识。下面我将介绍它的实现过程以及实时更新的原理。

小程序 web 服务实现

我在 wept 的开发中使用 koa 提供 web 服务,以及 et-improve 提供模板渲染。

第一步: 准备页面模板

我们需要三个页面,一个做为控制层 index.html,一个做为 service 层service.html,还有一个做为 view 层的 view.html

index.html:

<div class="head"> </div> <div class="scrollable"> </div> <div class="tabbar-root"> </div> <script> var __wxConfig__ = {{= _.config}} var __root__ = '{{= _.root}}' </script> <script src="/script/build.js"></script>

service.html:

<head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /> <link href="https://res.wx.qq.com/mpres/htmledition/images/favicon218877.ico" rel="Shortcut Icon"> <script> var __wxAppData = {} var __wxRoute var __wxRouteBegin global = {} var __wxConfig = {{= _.config}} </script> <script src="/script/bridge.js" type="text/javascript"></script> <script src="/script/service.js" type="text/javascript"></script> {{each _.utils as util}} <script src="/app/{{= util}}" type="text/javascript"></script> {{/}} <script src="/app/app.js" type="text/javascript"></script> {{each _.routes as route}} <script> var __wxRoute = '{{= route | noext}}', __wxRouteBegin = true;</script> <script src="/app/{{= route}}" type="text/javascript"></script> {{/}} </head> <body> <script> window._____sendMsgToNW({ sdkName: 'APP_SERVICE_COMPLETE' }) </script> </body>

view.html:

<head> <link href="https://res.wx.qq.com/mpres/htmledition/images/favicon218877.ico" rel="Shortcut Icon"> <meta charset="UTF-8" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="/css/default.css"> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="/app/app.wxss"> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="/app/{{= _.path}}.wxss"> <script> var __path__ = '{{= _.path}}'</script> <script src="/script/ViewBridge.js" async type="text/javascript"></script> <script src="/script/view.js" type="text/javascript"></script> <script> {{= _.inject_js}} </script> <script> document.dispatchEvent(new CustomEvent("generateFuncReady", { detail: { generateFunc: $gwx('./{{= _.path}}.wxml') } })) </script> </head> <body> <div></div> </body> 第二步: 实现 http 服务

用 koa 实现的代码逻辑非常简单:

server.js

// 日志中间件 app.use(logger()) // gzip app.use(compress({ threshold: 2048, flush: require('zlib').Z_SYNC_FLUSH })) // 错误提醒中间件 app.use(notifyError) // 使用当前目录下文件处理 404 请求 app.use(staticFallback) // 各种 route 实现 app.use(router.routes()) app.use(router.allowedMethods()) // 对于 public 目录启用静态文件服务 app.use(require('koa-static')(path.resolve(__dirname, '../public'))) // 创建启动服务 let server = http.createServer(app.callback()) server.listen(3000)

router.js

router.get('/', function *() { // 加载 index.html 模板和数据,输出 index 页面 }) router.get('/appservice', function *() { // 加载 service.html 模板和数据,输出 service 页面 }) // 让 `/app/**` 加载小程序所在目录文件 router.get('/app/(.*)', function* () { if (/\.(wxss|js)$/.test(file)) { // 动态编译为 css 和相应 js } else if (/\.wxml/.test(file)) { // 动态编译为 html } else { // 查找其它类型文件, 存在则返回 let exists = util.exists(file) if (exists) { yield send(this, file) } else { this.status = 404 throw new Error(`File: ${file} not found`) } } }) 第三步:实现控制层功能

实现完上面两步,就可以访问 view 页面了,但是你会发现它只能渲染,并不会有任何功能,因为 view 层功能依赖于控制层进行的通讯, 如果控制层收不到消息,它不会响应任何事件。

控制层是整个实现过程中最复杂的一块,因为官方工具的代码与 nwjs 以及 react 等第三方组件耦合过高,所以无法拿来直接使用。 你可以在 wept 项目的 src 目录下找到控制层逻辑的所有代码,总体上控制层要负责以下几个功能:

实现 service 层,view 层以及控制层之间的通讯逻辑 依据路由指令动态创建 view (wept 使用 iframe 实现) 根据当前页面动态渲染 header 和 tabbar 实现原生 API 调用,返回结果给 service 层

wept 里面 iframe 之间的通讯是通过 message.js 模块实现的,控制页面(index.html)代码如下:

window.addEventListener('message', function (e) { let data = e.data let cmd = data.command let msg = data.msg // 没有跟 contentscript 握手阶段,不需要处理 if (data.to == 'contentscript') return // 这是个遗留方法,基本废弃掉了 if (data.command == 'EXEC_JSSDK') { sdk(data) // 直接转发 view 层消息到 service,主要是各种事件通知 } else if (cmd == 'TO_APP_SERVICE') { toAppService(data) // 除了 publish 发送消息给 view 层以及控制层可以处理的逻辑(例如设置标题), // 其它全部转发 service 处理,所有控制层的处理结果统一先返回 service } else if (cmd == 'COMMAND_FROM_ASJS') { let sdkName = data.sdkName if (command.hasOwnProperty(sdkName)) { command[sdkName](data) } else { console.warn(`Method ${sdkName} not implemented for command!`) } } else { console.warn(`Command ${cmd} not recognized!`) } })

具体实现逻辑可以查看 src/command.js src/service.jssrc/sdk/*.js。对于 view/service 页面只需把原来 bridge.js 的window.postMessage 改为 window.top.postMessage 即可。

view 层的控制逻辑由 src/view.js 以及 src/viewManage.js 实现,viewManage 实现了 navigateTo, redirectTo 以及 navigateBack 来响应 service 层通过名为 publish 的 command 传来的对应页面路由事件。

header.js 和 tabbar.js 包含了基于 react 实现的 header 和 tabbar 模块(原计划是使用 vue,但是没找到与原生 js 模块通讯的 API)

sdk 目录下包含了 storage,录音,罗盘模块,其它比较简单一些的原生底层调用我直接写在 command.js 里面了。

以上就是实现运行小程序所需 webserver 的全部逻辑了,其实现并不复杂,主要困难在与理解微信这一整套通讯方式。

实现小程序实时更新 第一步: 监视文件变化并通知前端

wept 使用了 chokidar 模块监视文件变化,变化后使用 WebSocket 告知所有客户端进行更新操作。 具体实现位于 lib/watcher.js 和 lib/socket.js, 发送内容是 json 格式的字符串。

前端控制层收到 WebSocket 消息后再通过 postMessage 接口转发消息给 view/service 层:

view.postMessage({ msg: { data: { data: { path } }, eventName: 'reload' }, command: 'CUSTOM' })

view/service 层监听 reload 事件:

WeixinJSBridge.subscribe('reload', function(data) { // data 即为上面的 msg.data }) 第二步: 前端响应不同文件变化

前端需要对 4 种(wxml wxss json javascript)不同类型文件进行 4 种不同的热更新处理,其中 wxss 和 json 相对简单。

wxss 文件变化后前端控制层通知(postMessage 接口)对应页面(如果是 app.wxss 则是所有 view 页面)进行刷新,view 层收到消息后只需要更改对应 css 文件的时间戳就可以了,代码如下:

o.subscribe('reload', function(data) { if (/\.wxss$/.test(data.path)) { var p = '/app/' + data.path var els = document.getElementsByTagName('link') ;[].slice.call(els).forEach(function(el) { var href = el.getAttribute('href').replace(/\?(.*)$/, '') if (p == href) { console.info('Reload: ' + data.path) el.setAttribute('href', href + '?id=' + Date.now()) } }) } })

json 文件变化首先需要判断,如果是 app.json 我们无法热更新,所以目前做法是刷新页面,对于页面的 json, 我们只需要在控制层上对 header 设置相应状态就可以了 (渲染工作由 react 帮我们处理):

socket.onmessage = function (e) { let data = JSON.parse(e.data) let p = data.path if (data.type == 'reload'){ if (p == 'app.json') { redirectToHome() } else if (/\.json$/.test(p)) { let win = window.__wxConfig__['window'] win.pages[p.replace(/\.json$/, '')] = data.content // header 通过全局 __wxConfig__ 获取 state 进行渲染 header.reset() console.info(`Reset header for ${p.replace(/\.json$/, '')}`) } } }

wxml 使用 VirtualDom API 提供的 diff apply 进行处理。首先需要一个接口获取新的 generateFunc 函数(用于生成 VirtualDom), 添加 koa 的 router:

router.get('/generateFunc', function* () { this.body = yield loadFile(this.query.path + '.wxml') this.type = 'text' }) function loadFile(p, throwErr = true) { return new Promise((resolve, reject) => { fs.stat(`./${p}`, (err, stats) => { if (err) { if (throwErr) return reject(new Error(`file ${p} not found`)) // 文件不存在有可能是文件被删除,所以不能使用 reject return resolve('') } if (stats && stats.isFile()) { // parer 函数调用 exec 命令执行 wcsc 文件生成 wxml 对应的 javascript 代码 return parser(`${p}`).then(resolve, reject) } else { return resolve('') } }) }) }

有了接口就可以请求接口,然后执行返回函数进行 diff apply:

// curr 为当前的 VirtualDom 树 if (!curr) return var xhr = new XMLHttpRequest() xhr.onreadystatechange = function() { if (xhr.readyState === 4) { if (xhr.status === 200) { var text = xhr.responseText var func = new Function(text + '\n return $gwx("./' +__path__+ '.wxml")') window.__generateFunc__ = func() var oldTree = curr // 获取当前 data 生成新的树 var o = m(p.default.getData(), false), // 进行 diff apply a = oldTree.diff(o); a.apply(x); document.dispatchEvent(new CustomEvent("pageReRender", {})); console.info('Hot apply: ' + __path__ + '.wxml') } } } xhr.open('GET', '/generateFunc?path=' + encodeURIComponent(__path__)) xhr.send()

javascript 更新逻辑相对复杂一些, 首先依然是一个接口来获取新的 javascript 代码:

router.get('/generateJavascript', function* () { this.body = yield loadFile(this.query.path) this.type = 'text' })

然后我们在 window 对象上加入 Reload 函数执行具体的更换逻辑:

window.Reload = function (e) { var pages = __wxConfig.pages; if (pages.indexOf(window.__wxRoute) == -1) return // 替换原来的构造函数 f[window.__wxRoute] = e var keys = Object.keys(p) // 判定是否当前使用中页面 var isCurr = s.route == window.__wxRoute keys.forEach(function (key) { var o = p[key]; key = Number(key) var query = o.__query__ var page = o.page var route = o.route // 页面已经被创建 if (route == window.__wxRoute) { // 执行封装后的 onHide 和 onUnload isCurr && page.onHide() page.onUnload() // 创建新 page 对象 var newPage = new a.default(e, key, route) newPage.__query__ = query // 重新绑定当前页面 if (isCurr) s.page = newPage o.page = newPage // 执行 onLoad 和 onShow newPage.onLoad() if (isCurr) newPage.onShow() // 更新 data 数据 window.__wxAppData[route] = newPage.data window.__wxAppData[route].__webviewId__ = key // 发送更新事件, 通知 view 层 u.publish(c.UPDATE_APP_DATA) u.info("Update view with init data") u.info(newPage.data) // 发送 appDataChange 事件 u.publish("appDataChange", { data: { data: newPage.data }, option: { timestamp: Date.now() } }) newPage.__webviewReady__ = true } }) u.info("Reload page: " + window.__wxRoute) }

以上代码需要添加到 t.pageHolder 函数后才可运行

最后在 view 层初始化后把 Page 函数切换到 Reload 函数(当然你也可以在请求返回 javascript 前把 Page 重命名为 Reload) 。

<body> <script> window._____sendMsgToNW({ sdkName: 'APP_SERVICE_COMPLETE' }) </script> </body>

总算是把这个坑填上了。希望通过这一系列的分析带给前端开发者更多思路。

最后欢迎关注我的知乎,或者我的微信、微博帐号 @chemzqm

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