微信小程序原理开发随手浅析

微信小程序底层原理剖析


最近公司开发了好几款微信小程序,今天就做一些简单的原理分析,我们开始吧!

从两大线程说开

小程序由两大线程组成:负责界面的线程(view thread)和服务线程(appservice thread),各司其职由互相配合。两个线程分别用于渲染层和逻辑层,渲染层的界面使用了 WebView 进行渲染,通过逻辑层代码去控制渲染哪些界面,如果一个小程序存在多个界面,则渲染层存在多个 WebView 线程;逻辑层采用一个单独的 JsCore 线程运行 JS 脚本,在这个环境下执行的都是有关小程序业务逻辑的代码。套用一张官方的图来解释。

为什么要这么设计呢?主要还是处于管控和安全上的考虑。我们需要阻止开发者使用一些浏览器提供的,诸如跳转页面、操作 DOM、动态执行脚本的开放性接口。

小程序的生命周期

小程序的生命周期借鉴了Android的生命周期,如果你了解过Android的APP开发,那么理解小程序的就会很简单。

界面线程有四大状态:

  1. 初始化状态:初始化界面线程所需要的工作,包括工作机制,基本和我们开发者没有关系,等初始化完毕就向“服务线程”发送初始化完毕信号,然后进入等待传回初始化数据状态。

  2. 首次渲染状态:收到“服务线程”发来的初始化数据后(就是 json和js中的data数据),就开始渲染小程序界面,渲染完毕后,发送“首次渲染完毕信号”给服务线程,并将页面展示给用户。

  3. 持续渲染状态:此时界面线程继续一直等待“服务线程”通过this.setdata()函数发送来的界面数据,只要收到就重新局部渲染,也因此只要更新数据并发送信号,界面就自动更新。

  4. 结束状态:结束渲染。

服务线程五大状态:

  1. 初始化状态:无需和其他模块交流,跟小程序开发也没多大关联,此阶段就是启动服务线程所需的基本功能,比如信号发送模块。系统的初始化工作完毕,就调用自定义的onload和onshow,

然后等待界面线程的“界面线程初始化完成”信号。

onload是只会首次渲染的时候执行一次,onshow是每次界面切换都会执行,简单理解,这就是唯一差别。

  1. 等待激活状态:接收到“界面线程初始化完成”信号后,将初始化数据发送给“界面线程”,等待界面线程完成初次渲染。

  2. 激活状态:收到界面线程发送来的“首次渲染完成”信号后,就进入激活状态既程序的正常运行状态,并调用自定义的onReady()函数。

此状态下就可以通过 this.setData 函数发送界面数据给界面线程进行局部渲染,更新页面。

  1. 后台运行状态:如果界面进入后台,服务线程就进入后台运行状态,从目前的官方解读来说,这个状态挺奇怪的,和激活状态是相同的,也可以通过setdata函数更新界面的。毕竟小程序的框架刚推出,应该后续会有很大不同吧。

小程序双线程间的通信

把开发者的 JS 逻辑代码放到单独的线程去运行,但在 Webview 线程里,开发者就没法直接操作 DOM。那要怎么去实现动态更改界面呢?

前面我们知道,逻辑层和渲染层的通信会由 Native (微信客户端)做中转,逻辑层发送网络请求也经由 Native 转发。这是不是意味着,我们可以把 DOM 的更新通过简单的数据通信来实现呢?

Virtual DOM 相信大家都已有了解,大概是这么个过程:用JS对象模拟DOM树 -> 比较两棵虚拟DOM树的差异 -> 把差异应用到真正的DOM树上。

在这里我们可以用上,如图:

  1. 在渲染层把 WXML 转化成对应的 JS 对象。

  2. 在逻辑层发生数据变更的时候,通过宿主环境提供的 setData 方法把数据从逻辑层传递到 Native,再转发到渲染层。

  3. 经过对比前后差异,把差异应用在原来的 DOM 树上,更新界面。

我们通过把 WXML 转化为数据,通过 Native 进行转发,来实现逻辑层和渲染层的交互和通信。而这样完整的一套框架,基本上都是通过小程序的基础库来完成的。

小程序的基础组件

native层就是小程序的框架,就像常用的react框架一样,这个框架里封装了ui层组件和逻辑层组件,这些组件可以通过微信app提供的接口调用手机硬件信息

这些基础组件库是JavaScript编写的,它可以被注入到渲染层和逻辑层运行。主要用于:

  • 在渲染层,提供各类组件来组件页面的元素

  • 在逻辑层,提供各种API来处理各种元素。

  • 处理数据绑定、组件系统、事件系统、通信系统等一系列框架逻辑

由于小程序的渲染层和逻辑层是两个线程管理,两个线程各自注入了基础库。小程序的基础库不会被打包在某个小程序的代码包里边,它会被提前内置在微信客户端。

 

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