小程序架构原理调研

为什么小程序比较快?

安装包缓存
分包加载
双线程
webview预加载
native组件

什么是wxs?

https://developers.weixin.qq.com/miniprogram/dev/framework/view/wxs/

与 WXML 是在同一个线程运行的,避免了跨线程通信的开销

双线程

  • 逻辑层:创建一个单独的线程去执行 JavaScript,在这个环境下执行的都是有关小程序业务逻辑的代码
  • 渲染层:界面渲染相关的任务全都在 WebView 线程里执行,通过逻辑层代码去控制渲染哪些界面。一个小程序存在多个界面,所以渲染层存在多个 WebView 线程
  • 双线程通信
  • 在渲染层把 WXML 转化成对应的 JS 对象。
  • 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。
  • 经过对比前后差异,把差异应用在原来的 DOM 树上,更新界面。
  • 优点:不会阻塞,可以有多个webview,页面切换更流畅
  • 缺点:
    • 在 page-frame 上无法调用业务 JS。
    • 跨线程通信的成本很高,不适合需要频繁通信的场景。
    • 业务 JS 无法直接控制 DOM。

所以引入了wxs


1.png

运行机制

冷启动 热启动
更新机制

  • 冷启动时如果发现有新版本,将会异步下载新版本的代码包,并同时用客户端本地的包进行启动,即新版本的小程序需要等下一次冷启动才会应用上。
  • 如果需要马上应用最新版本,可以使用 wx.getUpdateManager API 进行处理。

运行机制

  • 小程序没有重启的概念
  • 当小程序进入后台,客户端会维持一段时间的运行状态,超过一定时间后(目前是5分钟)会被微信主动销毁
  • 当短时间内(5s)连续收到两次以上收到系统内存告警,会进行小程序的销毁

view

  • wcc index.wxml
  • wcsc index.wxss
  • component 使用Polymer框架实现Web Component
  • Native Component 目前Native实现的组件有canvas video map textarea;Native组件层在WebView层之上

webview预加载

每次小程序进入除了当前页面,Native预先额外加载一个WebView
当打开指定页面时,用默认数据直接渲染,请求数据回来时局部更新
返回显示历史View
退出小程序,View状态不销毁

逻辑层

数据绑定 Binding

单向数据流

  • 识别哪个UI元素被绑定了相应的对象。
  • 监视对象状态的变化。
  • 将所有变化传播到绑定的视图上。

生命周期 Life Cycle

渲染层和逻辑层之间通信,是通过 Native 转发实现的。
逻辑层通过 Page 实例的setData方法传递数据到渲染层。由于需要两个线程的一些通信消耗,为了提高性能,每次只设置需要改变的最小单位数据。
生命周期顺序:onLoad -> onShow -> onReady。


mina-lifecycle.png

API

通过WeixinJSBridge和Native 进行通信

路由 Router

小程序优点

  • 提前新建WebView,准备新页面渲染。
  • View层和逻辑层分离,通过数据驱动,不直接操作DOM。
  • 使用Virtual DOM,进行局部更新。
  • 全部使用https,确保传输中安全。
  • 加入rpx单位,隔离设备尺寸,方便开发。

优化

分包加载

https://developers.weixin.qq.com/miniprogram/dev/framework/subpackages.html

setData原理

setData函数用于将数据从逻辑层发送到视图层(异步),同时改变对应的this.data的值(同步)。逻辑层需要更改界面时,只要把修改后的 data 通过 setData 传到渲染层。传输的数据,会转换为字符串形式传递,故应尽量避免传递大量数据。渲染层会根据前面提到的渲染机制重新生成 VD(虚拟 DOM)树,并更新到对应的 DOM 树上,引起界面变化。

一次交互,通过setDATA引起页面变化,要进过4次通信,强交互的场景会出现卡顿,所以引入原生组件

渲染层 -> Native(点击事件)。
Native -> 逻辑层(点击事件)。
逻辑层 -> Native(setData)。
Native -> 渲染层(setData)。

数据预加载 先App中请求数据,在index.js使用数据

安全与管控

  • 客户端系统有 JavaScript 的解释引擎,则可以创建一个单独的线程去执行 JavaScript,这个环境下只执行有关小程序业务逻辑的代码。界面渲染相关的任务呢,就丢到 webview 线程里面,通过逻辑层代码去控制渲染哪些界面。
  • 把开发者的 JS 逻辑代码放到单独的线程去运行,因为不在 Webview 线程里,所以这个环境没有 Webview 任何接口,自然的开发者就没法直接操作 DOM,也就没法动态去更改界面或者抓取页面数据。
  • 同时小程序不支持动态载入脚本,XSS 漏洞自然也无缝可钻
  • 官方审核
  • 每个微信小程序需要事先设置一个通讯域名,小程序只可以跟指定的域名与进行网络通信
  • 须使用 HTTPS 发起网络请求。请求时系统会对服务器域名使用的 HTTPS 证书进行校验,如果校验失败,则请求不能成功发起。
  • token机制避免CSRF 在小程序中调用wx.login(),能拿到一个code作为用户登录凭证(有效期五分钟)。在开发者服务器后台,开发者可使用code换取openid和session_key等信息(code只能使用一次)
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