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1、引言
掃碼登錄這個功能，最早應該是微信的PC端開始搞，雖然有點反人類的功能（不掃碼也沒別的方式登錄），但不得不說還是很酷的。
下面這張圖，不管是IM開發者還是普通用戶，應該很熟悉：
於是，搞IM產品的老闆和產品經理們，從此又多了一個要拋給程序員們的需求——“爲什麼微信有掃一掃登錄，而我們的沒有？”。
好吧，每次只要是微信有的功能，IM程序員們想甩鍋，難度就有點大了，畢竟老闆們都都會想當然認爲，微信有的“我”的IM產品裏也得有。
既然無法迴避，那就只能老老實實搞懂技術原理，然後自已使勁擼吧。
本文將簡要的介紹掃碼登錄功能的技術實現邏輯，並實際結合淘寶、微信的掃碼登錄功能，學習和研究大廠主流應用的技術實現思路。
2、基本技術原理
2.1 掃碼登錄功能到底是什麼樣的？
首先介紹下什麼是掃碼登錄。現在大部分同學手機上都裝有微信、qq和淘寶這一類的軟件。而這些app都有他們相對應的網頁端。爲了讓用戶在使用他們的網頁時登錄更加方便和安全，使用手機掃一掃就可以登錄的服務，就顯得自然而然了。
幾個主流大廠應用掃碼登錄時的界面效果如下：
有很多小夥伴可能會感到很神奇，網頁上只是顯示了個二維碼，它怎麼就知道是哪個手機掃到了二維碼，並且進行登錄的呢？而且，登錄完成以後，還能直接把用戶信息顯示給用戶，真的是很神奇啊。
2.2 掃碼登錄功能的完整技術邏輯
1）網頁端與服務器的配合邏輯：
接下來就是對於這個服務的詳細實現。
首先用戶打開網站的登錄頁面的時候，向瀏覽器的服務器發送獲取登錄二維碼的請求。服務器收到請求後，隨機生成一個uuid，將這個id作爲key值存入redis服務器，同時設置一個過期時間，再過期後，用戶登錄二維碼需要進行刷新重新獲取。
同時，將這個key值和本公司的驗證字符串合在一起，通過二維碼生成接口，生成一個二維碼的圖片（二維碼生成，網上有很多現成的接口和源碼，這裏不再介紹）。然後，將二維碼圖片和uuid一起返回給用戶瀏覽器。
瀏覽器拿到二維碼和uuid後，會每隔一秒向瀏覽器發送一次，登錄是否成功的請求。請求中攜帶有uuid作爲當前頁面的標識符。這裏有的同學就會奇怪了，服務器只存了個uuid在redis中作爲key值，怎麼會有用戶的id信息呢？
這裏確實會有用戶的id信息，這個id信息是由手機服務器存入redis中的。具體請繼續閱讀“手機端與服務器的配合邏輯”。
2）手機端與服務器的配合邏輯：
話說，瀏覽器拿到二維碼後，將二維碼展示到網頁上，並給用戶一個提示：請掏出您的手機，打開掃一掃進行登錄。
用戶拿出手機掃描二維碼，就可以得到一個驗證信息和一個uuid（掃描二維碼獲取字符串的功能在網上同樣有很多demo，這裏就不詳細介紹了）。
由於手機端已經進行過了登錄，在訪問手機端的服務器的時候，參數中都會攜帶一個用戶的token，手機端服務器可以從中解析到用戶的userId（這裏從token中取值而不是手機端直接傳userid是爲了安全，直接傳userid可能會被截獲和修改，token是加密的，被修改的風險會小很多）。手機端將解析到的數據和用戶token一起作爲參數，向服務器發送驗證登錄請求（這裏的服務器是手機服務器，手機端的服務器跟網頁端服務器不是同一臺服務器）。
服務器收到請求後，首先對比參數中的驗證信息，確定是否爲用戶登錄請求接口。如果是，返回一個確認信息給手機端。
手機端收到返回後，將登錄確認框顯示給用戶（防止用戶誤操作，同時使登錄更加人性化）。用戶確認是進行的登錄操作後，手機再次發送請求。服務器拿到uuId和userId後，將用戶的userid作爲value值存入redis中以uuid作爲key的鍵值對中。
3）登錄成功時的邏輯：
然後，瀏覽器再次發送請求的時候，瀏覽器端的服務器就可以得到一個用戶Id，並調用登錄的方法，生成一個瀏覽器端的token，再瀏覽器再次發送請求的時候，將用戶信息返回給瀏覽器，登錄成功。這裏存儲用戶id而不是直接存儲用戶信息是因爲，手機端的用戶信息，不一定是和瀏覽器端的用戶信息完全一致。
4）詳細的技術原理總結如下圖所示：
3、淘寶的掃碼登錄技術實現
本節我們以淘寶的掃碼登錄爲例，來實際研究分析一下淘寶的掃碼登錄實現邏輯。
登錄界面 https://login.taobao.com/member/login.jhtml 傳回來的參數爲：
然後請求(GET)報文是這樣的:
https://qrlogin.taobao.com/qrcodelogin/qrcodeLoginCheck.do?
lgToken=2c3b4d53ef0513787bf4ce711ea5ba53&defaulturl=&_ksTS=1540106757739_2804&callback=jsonp2805
關鍵的就是lgToken，是網頁的唯一ID，當打開了二維碼登錄的時候，網頁在輪詢(應該是長輪詢long polling)調用接口去請求服務器。擴展：徹底理解cookie，session，token
如果沒有掃碼，返回的爲：
如果掃了的話則會返回：
{
"code": "10001",
"message": "mobile scan QRCode success",
"success": true
}
長時間沒有掃碼的話，網頁端會停止輪詢，二維碼失效！
當手機端確認登錄後，接口返回的是：
{
"code": "10006",
"success": true,
"url": "https://login.taobao.com/member/loginByIm.do?uid=cntaobaoxxx&token=ff82fc0d1d395a33d3b38ec5a4981336&time=1530179143250&asker=qrcodelogin&ask_version=1.0.0&defaulturl=https://www.taobao.com&webpas=0b7aed2d43f01825183e4a49c6cae47d1479929926"
}
表示登錄成功，當然手機端與服務端在點擊"確認登錄"之間的交互可能就是這樣：網頁端生成的lgToken去請求服務端，服務端記住了這個lgToken並認爲登錄了，當網頁端再次輪詢請求接口時，就返回真正的登錄態Token，網頁端此時就可以憑着這個Token來登錄了。
詳細的技術邏輯如下圖所示：
4、微信的掃碼登錄技術實現
4.1 技術原理流程圖
微信的網頁版訪問地址是：https://wx.qq.com/，有興趣也可以自行深入研究。
4.2 實際的技術實現邏輯
1）獲取唯一的uuid, 以及包含uid信息的二維碼：
// 獲取uuid
getUUID: function() {
vare = t.defer();
returnwindow.QRLogin = {},
$.ajax({
url: i.API_jsLogin,
dataType: "script"
}).done(function() {
200 == window.QRLogin.code ? e.resolve(window.QRLogin.uuid) : e.reject(window.QRLogin.code)
}).fail(function() {
e.reject()
}),
e.promise
}
2）瀏覽器輪詢服務器，獲取掃碼狀態：
// 查看掃碼狀態
checkLogin: function(e, a) {
varn = t.defer()
, a = a || 0;
returnwindow.code = 0,
window.checkLoginPromise = $.ajax({
url: i.API_login + "?loginicon=true&uuid="+ e + "&tip="+ a + "&r="+ ~newDate,
dataType: "script",
timeout: 35e3
}).done(function() {
newRegExp("/"+ location.host + "/");
if(window.redirect_uri && window.redirect_uri.indexOf("/"+ location.host + "/") < 0)
returnvoid (location.href = window.redirect_uri);
vare = {
code: window.code,
redirect_uri: window.redirect_uri,
userAvatar: window.userAvatar
};
n.resolve(e)
}).fail(function() {
n.reject()
}),
n.promise
}
3）根據服務器返回的掃碼狀態，進行相應的操作：
408 掃碼超時：如果手機沒有掃碼或沒有授權登錄，服務器會阻塞約25s，然後返回狀態碼 408 -> 前端繼續輪詢
400 二維碼失效：大約5分鐘的時間內不掃碼，二維碼失效
201 已掃碼：如果手機已經掃碼，服務器立即返回狀態碼和用戶的基本信息 （window.code=201,window.code.userAvator="…"），-> 前端繼續輪詢
200 已授權：如果手機點擊了確認登錄，服務器返回200及token -> 前端停止輪詢, 獲取到token，重定向到目標頁
具體的代碼示例如下：
// 根據服務器返回的掃碼狀態，進行相應的操作
functiono(c) {
switch(c.code) {
case200:
t.newLoginPage(c.redirect_uri).then(function(t) {
varo = t.match(/<ret>(.*)<\/ret>/)
, r = t.match(/<script>(.*)<\/script>/)
, c = t.match(/<skey>(.*)<\/skey>/)
, s = t.match(/<wxsid>(.*)<\/wxsid>/)
, l = t.match(/<wxuin>(.*)<\/wxuin>/)
, d = t.match(/<pass_ticket>(.*)<\/pass_ticket>/)
, f = t.match(/<message>(.*)<\/message>/)
, u = t.match(/<redirecturl>(.*)<\/redirecturl>/);
returnu ? void (window.location.href = u[1]) : o && "0"!= o[1] ? (alert(f && f[1] || "登錄失敗"),
i.report(i.AUTH_FAIL_COUNT, 1),
void location.reload()) : (e.$emit("newLoginPage", {
Ret: o && o[1],
SKey: c && c[1],
Sid: s && s[1],
Uin: l && l[1],
Passticket: d && d[1],
Code: r
}),
void (a.getCookie("webwx_data_ticket") || n.report(n.ReportType.cookieError, {
text: "webwx_data_ticket 票據丟失",
cookie: document.cookie
})))
});
break;
case201:
e.isScan = !0,
n.report(n.ReportType.timing, {
timing: {
scan: Date.now()
}
}),
t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {
!t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)
});
break;
case408:
t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {
!t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)
});
break;
case400:
case500:
case0:
vars = a.getCookie("refreshTimes") || 0;
s < 5 ? (s++,
a.setCookie("refreshTimes", s, .5),
document.location.reload()) : e.isNeedRefresh = !0;
break;
case202:
e.isScan = !1,
e.isAssociationLogin = !1,
a.setCookie("login_frequency", 0, 2),
window.checkLoginPromise && (window.checkLoginPromise.abort(),
window.checkLoginPromise = null),
r()
}
e.code = c.code,
e.userAvatar = c.userAvatar,
a.log("get code", c.code)
}
4.3 小結
微信網頁端掃碼登錄時，輪詢的數據返回採用的是JSONP的形式，這是爲了解決跨域問題。如對JSONP不瞭解的，可以參考：
http://www.52im.net/thread-1038-1-1.html
微信網頁端掃碼登錄時，輪詢採用了後臺根據掃碼情況阻塞前臺請求，優化輪詢及減少前端的無效輪詢。這種技術，請詳見：
http://www.52im.net/thread-338-1-1.html
5、本文小結
掃碼登錄這個功能，現在已經不只出現有IM應用裏，各種帶有移動端的線上網站也都有了這個功能，所以本文中介紹的技術原理並不侷限於只用於實現IM應用中的掃碼登錄。
另外，爲了方便抓取真實的數據進行分析研究，本文中的PC端案例分析是針對的是網頁端，但實際上如果你的PC端是富客戶端（也就是.exe、.dmg這樣的安裝版），原理也是一樣的，而且還不需要考慮瀏覽器裏的跨域問題等。