桌面版应用程序的前世今生_大前端_徐瑞青

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互联网出现之前，C/S 架构是软件产品的主流，后面渐渐地被 B/S 架构所取代（因为不需要配置客户端），但由于浏览器有刷新机制，服务器的负载等因素，C/S 架构的响应速度和流畅性是好于 B/S 架构的，所以现在软件开发的趋势是两者的融合，一般是 B/S 架构开发的产品可以非常方便地转移到 C/S 架构下。客户端（client）是 C/S 架构软件产品中重要的一部分，除了和用户交互、本地处理数据的强大功能，顺畅的体验和美观的样式也是客户端技术追求的目标。这里和大家介绍桌面版应用程序的一些历史和现在比较流行的 electron 技术。

桌面版应用程序历史

桌面应用程序，又称为 GUI 程序。可以分为以下几个阶段：

VB，上古程序员的开发工具，曾经全球第一的开发语言，拖拽式的图形化开发让它成为极佳的桌面开发工具。微软依靠其操作系统的优势，一直压制同时期的竞争对手 delphi。微策略早期应用该技术，开发了管理智能商务平台的大杀器 developer。
C++、win32API 的 MFC 方案是基于窗口中组合控件和消息传递机制。这也是 20 多年前的技术，所以 API 设计的不是很友好。几年前微软已经停止维护，简单来说它已经过时了。
Winform 微策略几年前基于该技术研发第一代的 Desktop 版本，但是从开发体验角度来说自定义、美化控件会比较麻烦。
C# .net framework，代表就是 WPF，它的原生特性是其他类库无法比拟的：High DPI、Split Screen 以及对 DirectX 的天然优势。但是并不开源，需要依赖.net 框架，还有就是启动会比较慢。Workstation Windows 的新客户端就是基于该技术研发。
Java swing/javaFx，这是一类比较大的阵营，优势是跨平台和流行开发语言 Java 的天然结合，但开发出来的界面作者个人认为并不美观。
C++ Qt，这是很多客户端跨平台的首选，因为开源、UI 库和各种功能的类库非常丰富，但是学习成本比较高。
C++ duilib，这是 windows 下开源的 directUI（微软提出的分离 UI 和逻辑的思想）库，它是迎合互联网桌面软件小而美的趋势发展起来的，可能大家对它的关注度比较少。但是用它开发出的产品大名鼎鼎，比如 QQ、微信、爱奇艺等很多知名度高的软件。
Objective-c/swift cocoa，这是 mac 平台下的方案。可以方便调用底层的 API，缺点是不跨平台，文档不友好，UI 库并不丰富。现在这种方式开发的越来越少了。

基于 Web 技术的桌面应用开发

从 B/S 和 C/S 架构逐渐融合的角度来说，基于 Web 技术进行桌面程序的开发渐渐变成了主流。因为对界面的代码部分可以做到复用。

这类技术早期的方案是用 vb 内嵌 webBrowser 控件，基于 IE 内核，正好很多网页开发也有用 activeX 的需求，但这种方式具有明显的缺陷——非常依赖于用户的环境，会因为组件缺失导致程序各种崩溃。第二类是嵌入式网页框架，这类技术主要是基于浏览器引擎实现 UI 渲染。比较典型的就是 appkit 上面 UIWebView 和 CEF（chro-mium embeded framework)。这种方法可以使用网页 HTML5+CSS 实现各种酷炫的效果，但是缺点也比较明显，就是桌面程序里面嵌入了一个类似 Chrome 的浏览器，内存的开销会比较大。

后面出现了 nwjs 和 electron，electron 相比 CEF 有了单独执行 js 的 v8 引擎，可以运行 NodeJS 来完成服务器端功能，通过和内部浏览器的 v8 引擎交互可以实现一个独立的客户端，这不同于 CEF 需要寄宿在其他程序内部。

Electron

用 Electron 来做桌面程序开发的优势明显，相当于是完全的网页编程，有 Web 开发经验的前端开发上手非常容易。Web 开发生态广泛，开发成本低，可扩展性强，一些流行的前端框架例如 React、Angular、Vue 都可以和 electron 结合进行开发。另外它也具备和 Qt 一样跨平台的优良特性。对性能要求不高的桌面版程序来说，一份代码同时得到网页版和各个平台的桌面版，开发的效率是其他方案无法比的。可以说，这是大部分人看好的趋势。

和 Web 开发的区别

前端开发的一个痛点就是经常需要考虑多种浏览器之间的兼容，但是使用 electron 开发则不存在这样的问题，它只需要考虑 electron 中对应 Chrome 的版本。另一个使用 electron 解决的痛点是跨域，它可以绕过客户端直接通过 NodeJS 里的 request 通信模块发出请求，这样就无需被跨域所困扰。

扩展能力

node-ffi 可以在 NodeJS 环境中调用动态链接库接口。通过这种方式，我们可以把 JavaScript 方法映射到动态链接库接口，从而实现 C++ 类库的接入。

Electron 运行原理

Electron 的运行机制可以从两种进程说起：主进程和渲染进程。运行 package.json 的称为主进程，它可以负责创建渲染进程（多个）。下图是一段主进程代码，主进程负责创建一个浏览器实例来加载网页。每个创建的浏览器实例都在它自己的渲染进程内返回一个 Web 页面。当 BrowserWindow 实例销毁时，相应的渲染进程也会终止。主进程负责掌管所有的 Web 页面和它们相应的渲染进程。每个渲染进程都是相互独立的，它们只关心自己所运行的 Web 页面。

const electron = require('electron');const app = electron.app;const BrowserWindow = electron.BrowserWindow;
var window = null;
app.on('ready', function() {  window = new BrowserWindow({width: 800, height: 600});  window.loadURL('https://microstrategy.com');});

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主进程还负责应用程序的生命周期（app 打开退出）和一些 app 事件的监听，同时负责系统底层 API 的调用。创建的渲染进程用来展示 HTML + CSS 技术编写的 Web 页面，同时可以运行 JavaScript 实现交互，可以把渲染进程简单理解为 Chrome 上打开的一个浏览器进程。

<html>  <body>  <script>    const remote = require('electron').remote;    console.log(remote.app.getVersion());  </script>  </body></html>

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在渲染进程中是不允许调用原生 GUI 相关的 API，那是因为在网页中掌管原生 GUI 很危险，易造成内存泄露。如果你想在网页中进行 GUI 的操作，渲染进程必须向主进程传达请求，然后在主进程中完成操作。

Electron 封装了一系列自己的 API 可供主进程和渲染进程调用。可以通过如下方式获取：

const {app, BrowserWindow, ipcMain, ... } = require('electron'); // 仅主进程可用const {ipcRender, remote, ... } = require('electron'); // 仅渲染进程可用

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主进程和渲染进程均可直接调用 NodeJS 的 API：

node1.addEventListener('click', () => {   console.log(os.path.basename('xxxx');})

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进程通信

渲染进程如何向主进程发送消息

通信本质上基于 nodeJS 的事件基础类 Event-Emitter，ipcMain 和 ipcRender 都是该类的实例，通过事件模型需要的接口方法，采用了发布 / 订阅的方式来发送和监听消息。

异步方式：

import { ipcRender } from 'electron'; // 在渲染进程引入 ipcRender，它是 EventEmitter 的一个实例ipcRender.send('async', 'I am from webview'); // 可以异步发送

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同步方式：

import { ipcRender } from 'electron'; // 在渲染进程引入 ipcRenderipcRender.sendSync('sync', 'I am sync sent from webview'); // 同步方式

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通过同步方式发送会 block 整个渲染进程，直到主进程响应。

主进程会加载 ipcMain 来进行监听。

import { ipcMain } from 'electron'; // 在主进程引入 ipcMainipcMain.on('async', (event, info) {    console.log(info);});

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除此以外， electron 还提供了一种简单的方案（remote 模块）来实现渲染进程和主进程的通信。这样就可以不必显示地发送消息。

import { remote } from 'electron'; // 在渲染进程引入 remoteremote.mainProcessObject.invokeMethod(); // 调用主进程才有的方法});

复制代码

主进程如何向渲染进程发送消息

主进程通过找到渲染进程对应的 browserWindow 就可以发送消息。

constant window = BrowserWindow.fromId(global.id); // 通过 id 来进行对应window.webContents.send('msg', 'hello world');

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渲染进程监听：

ipcRender.on('msg', (event, info) => {    console.log(info)});

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渲染进程之间共享数据

一种可行的方案是在主进程实现消息的转发。还有比较简单的方案是通过浏览器实现的 HTML API，比如 localStorage， sessionStorage 或者 IndexedDB，或者通过主进程创建全局变量 sharedObject 来实现渲染进程的数据共享。

以上是一些 electron 技术的初步介绍，有兴趣的读者可以继续阅读详细的官方文档来深入学习。目前来看 electron 不能算一个年轻的开源项目，还有不少新的桌面替代技术在涌现（比如 miniblink)。

作者介绍：

徐瑞青，高级软件工程师，毕业于鲁汶大学电子工程系。2014 年加入微策略，目前在数据 gateway 部门参与数据建模、清洗的开发工作，也参与过 Workstation 数据导入的早期开发。

本文转载自微信公众号：微策略商业智能

评论 2 条评论

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kergee

管理智能商务平台的大杀器 developer是什么东西？Java的话，RCP更流行吧？

2019-11-04 20:08

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桌面版应用程序的前世今生

桌面版应用程序历史

基于 Web 技术的桌面应用开发

Electron

和 Web 开发的区别

扩展能力

Electron 运行原理

进程通信

渲染进程如何向主进程发送消息

主进程如何向渲染进程发送消息

渲染进程之间共享数据

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