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关于小程序:如何深入分析小程序运行原理

jiezi

背景

小程序凭借其高曝光率、开发成本低、运行更晦涩等劣势和特点，一经推出就被宽泛应用，面对小程序的火爆，自然而然地，就有很多开发者转战小程序畛域，本文次要带大家理解下小程序运行环境背地的故事，

但对于想要学习理解这些外部架构来说，目前市面上的教程更多是通知你如何应用现有规定开发一款小程序性能，少有说明确一套小程序外部机制是如何运行起来的。本文我会具体分享小程序的运行原理。

为了更不便敌对地了解本文的一些内容，咱们先对小程序的运行环境进行一个大略的剖析，而后从上面三个层面来加深对小程序运行原理的了解

  • 开发者工具剖析破解
  • 外围文件解读和
  • 架构流程图解

小程序运行环境

依据微信小程序开发文档能够得悉小程序在三端的运行环境场景：

  • iOS：小程序逻辑层的 JavaScript 代码运行在 JavaScriptCore（）中，视图层是由 WKWebView 来渲染的
  • Android：小程序逻辑层的 JavaScript 代码运行在 V8 中，视图层是由自研 XWeb 引擎基于 Mobile（）Chrome() 内核来渲染的
  • 开发工具：小程序逻辑层的 JavaScript 代码是运行在 NW.js 中，视图层是由 Chromium() Webview 来渲染的

从小程序在三端中的运行环境能够看进去，它们存在逻辑层和渲染层之间的交互，具体是如何交互的呢？咱们能够从渲染层和逻辑层之间的通信模型来找答案：

从这张图中，咱们能够看出小程序采纳了一种较为适合的技术计划，实现渲染层和逻辑层别离由 2 个线程治理：

  • 渲染层的界面应用了 WebView 进行渲染
  • 逻辑层采纳 JsCore 线程运行 JS 脚本

当一个小程序存在多个界面时，渲染层就会存在多个 WebView 线程，这两个线程之间的通信会经由微信客户端来做直达，逻辑层发送的网络申请也经由 Native 转发，

为什么要采纳这种技术计划呢？

次要起因是小程序的管控限度，比方不能间接操作 DOM 树、页面跳转等管控措施，更好地造成本人的生态闭环。

当初咱们曾经对小程序运行环境的根本组成有了一些理解，上面我就从开发者工具剖析破解、文件解读和架构流程图解这三个层面来讲述小程序运行环境的具体知识点。

开发者工具剖析破解

咱们先从微信开发者工具剖析破解说起，首先，咱们从微信开发者工具中关上官网提供的小程序 demo 我的项目：

从编辑栏和文档中，咱们能够晓得一个页面的组成构造存在四种文件格式

  • .js 后缀文件示意以后页面逻辑
  • .wxml 后缀文件是框架设计的一套标签语言，联合根底组件、事件零碎，能够构建出页面的构造
  • .wxss 后缀文件用于示意一套款式语言，用于形容 WXML 的组件款式
  • .json 后缀文件示意是页面的配置准则

这些是咱们大部分开发者看到或晓得的一些外表内容。你可能会问，什么是深层次的内容呢？上面咱们就来一一剖析。

方才咱们也讲到了小程序中存在逻辑层和渲染层，那怎么在开发者工具中发现它呢？

鼠标操作 微信开发者工具–》调试–》调试微信开发者工具

之后就会弹出这样一个页面：

能够看到我做了两处标记，第一处标记的 webview 是渲染层，每个页面 src 对应一个地址，第二处标记的 webview 就是逻辑层。

仅仅是这样一个页面，咱们是没方法间接查看 webview 中的具体内容的，还须要一些操作。你能够在方才关上的控制台 Console 中输出找到对应标签，查看对应的 webview：

再通过这个命令查看具体的 webview 内容：

如果你间接关上对应的 dom 树，第一个 webview 展现的就是渲染层相干信息：

比方从这张图中咱们就能够看到这个页面渲染层所依赖的一些文件和一些办法，通过后果论来推断这些文件从何而来有何作用。

而对于 service 逻辑层的 webview，能够间接在开发者工具右下方控制台 Console 输出 document，这样就能查看了：

通过下面的介绍，你就能晓得，通过 dom 树和 source 资源能够看出加载的一些本地文件资源。那么接下来，我再通知你如何找到这些文件的出处，蕴含文件自身的援用和代码执行返回的后果。

咱们从方才那张图中看到 script 引入了一些 WA 结尾的文件，这些文件其实就是小程序运行时外围的根底库文件了，咱们在控制台输出 openVendor()命令，会自动弹出对应的文件框：

这些.wxvpkg 后缀文件就是微信根底库的版本文件，通过相干工具解压后能够看到文件内容格局：

须要特地留神的是，还存在两个 wcc 和wcsc可执行文件，这两个文件有什么作用呢？

wcc 将微信小程序设计的一套 wxml 标签语言，用于构建出页面构造，转为 WebView 能够了解的标签，毕竟渲染层还是运行在 webview 中，咱们能够通过一张图来看下它的编译流程。

它的编译流程大抵过程是

  • 先加载小程序所有页面中 wxml 格局的文件代码
  • 将它们转换成一个 $gwx(pagePath)的 js 函数，注入到 webview 中
  • 在小程序运行时，能够晓得以后的页面门路，执行这个函数会生成该页面的结构函数，之后承受页面数据，输入一段形容页面构造的 virtual（）dom json 对象
  • 最初通过小程序外部组件生成页面对应的 HTML 标签，页面标签通过 wcc 编译转化成咱们相熟的节点。

那么 wxss 文件的作用是什么呢？它次要负责把 wxss 内容转换为视图可应用的 css 内容，它同时会剖析文件之间的援用关系，增加尺寸单位 rpx 转换，还能依据屏幕宽度自适应以及款式导入，最初会生成一个 eval()（）函数用于解决 rpx，输入一个款式信息数组。

小程序外围根底库文件解读

方才咱们看到了小程序运行时外围的根底库文件，其中 WAservice.js、WAwebView.js、appservice.js 等文件是承载小程序运行环境的最外围文件，所以，有必要对这几个文件进行重点解读，

先来看下 WAservice.js 文件，间接关上它是一个打包混同后的文件，有大概 6 万多行：

为了更直观、更具可读性，咱们能够应用 js-beautify 丑化，在 VS Code 采纳函数缩放，能够使代码的可读性大大增高。图片: https://uploader.shimo.im/f/sDqXRZ5fvmLFmTVI.png

这样一看其实很清晰了，咱们能够看到一些常据说的微信对象，比方：

  • WeixinJSBridge：用于音讯通信封装调用，次要微信环境与 native，开发环境与开发者工具后盾服务的通信
  • appServiceEngine：()用于定义页面全局的办法，如 define，require, App，Page，Component，getApp 等
  • virtualDOM：和 Vue、React 中 virtualDOM 实现类似，但这里它次要模仿了 DOM 接口下面的 element() 对象
  • expraser：它是用于框架组件的办法定义，意味着逻辑层也具备肯定的组件树组织能力。

还有一些其余对象和内容就不形容了，感兴趣的话，你能够本人下载下来看看。

通过下面的丑化和工具解决，能够看到对象外面有很多个 function(e,t,n)文件，对应的就是每个裸露的办法，上面要做的就是把这些办法的代码手动反编译回失常可读性高的源码文件。

小程序架构图及运行流程

通过对小程序运行环境和外围文件的理解，你可能对小程序的运行原理有了一个比拟零散的意识，晓得了小程序运行原理的一些特色和因素，上面咱们通过小程序整体的架构层级图和运行流程来系统地理解它的运行原理。

从这张图中，自上而下能够看出大抵的一个层次结构：

  • 展示层：这是小程序的页面显示，包含菜单、题目等展现内容
  • 管制层：包含 UI 管制、中枢管制
  • 音讯解决层：蕴含了通信音讯散发解决、缓存
  • 服务层就是包含网络、存储、文件等服务还能够看到，基础设施层包含日志文件、数据存储
  • 根底本地层是拜访自身设施相机通信等性能
  • 操作系统层就是运行载体平台，比方 ios、Android

理解了小程序的架构图，接下来咱们从运行环境流程层面来剖析启动时 controller webview 和通信之间的关系。

  • 首会先加载小程序零碎配置文件：次要蕴含 app.json 相干文件和场景。
  • 而后创立 service webview 主动连贯到 socket server 获取网络信息，
  • 再依据配置创立 page webview 用于解析主页门路创立主页 Webview。
  • 之后告诉 Socket Server 路由信息，在 pagewebview 创立之前，发送 onAppRoute 信息，
  • 创立后，发 onAppRouteDone 信息告诉，并且 Socket server 转发管制层信息到 appservice，
  • 最初 APPSERVICE 告诉 PAGEFRAME 渲染，PAGEFRAME 告知 APPSERVICE 渲染的状态。

可能你听完这些内容会有点不知所云，后面没有提到有音讯告诉阐明啊，但其实在微信开发者工具，有一个音讯核心底层模块维持着一个 WebSocket 服务器，

小程序逻辑层的 WebView 和渲染层的 WebView 通过 WebSocket 与开发者工具底层建设长连，应用 WebSocket 的 protocol 字段来辨别 Socket 的起源，

那么，具体来说，音讯解决的类型发送和接管是怎么做的呢？

次要是通过不同的音讯类型来进行解决，常见的几种音讯类型如下：

  1. APPSERVICE_ON_EVENT 音讯由管制层收回，APPSERVICE 和 WEBVIEW 层接管后无需解决间接 callback
  2. APPSERVICE_INVOKE 音讯由 APPSERVICE 层收回，APPSERVICE 和 WEBVIEW 层接管后处理对应的 api 办法实现，再按需 callback
  3. APPSERVICE_PUBLISH 音讯由 APPSERVICE 收回，WEBVIEW 层接管后无需解决间接 callback
  4. WEBVIEW_ON_INVOKE 音讯由 WEBVIEW 层收回，WEBVIEW 层接管后处理对应的 api 办法实现，再按需 callback
  5. WEBVIEW_PUBLISH 音讯由 WEBVIEW 收回，APPSERVICE 层接管后无需解决间接 callback

以上就是小程序工具端实现的一些音讯类型和传输方式，当然在客户端必定不会间接采纳 socket 形式进行链接，因为在客户端上解决效率性能和稳定性问题不是最合合适的解决方案、

总结

本文次要是从开发者工具破解、小程序外围根底库文件解读和小程序架构这三个层面来讲述小程序的环境运行原理。须要留神的重点内容是，咱们要晓得小程序与一般网页区别采纳了渲染层和逻辑层，还要晓得自定义的标签和款式怎么编译转换成 webview 能够辨认节点和款式，另外，音讯通信与解决也须要重点学习。

如果你想理解更多相干小程序运行环境信息和问题可关注微信 小风以北 公众号分割我，对于如何实现小程序代码编译打包和多端运行环境平台的具体实现，你能够关注开源我的项目 wept(https://github.com/wetools/wept))

以上就是本期内容啦！

我是小风以北一个不只会撸代码的程序员，咱们下期见。

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