讲师简介:

刘涛 —— 葡萄城SpreadJS项目组资深前端开发工程师,前ThoughtWorks工程师,喜欢实践新技术,并热衷于通过技术让产品获得更好的体验。

本期Chat,我们将从“初探Electron”开始,通过线上直播,深入解读 Electron 的入门技巧以及实践应用。

线上直播地址:http://live.vhall.com/878864086

在开始学习Electron之前,您一定有这样的困惑:Electron 是什么?Electron能做什么?许多伟大的公司使用Electron框架的原因又是什么?

带着这些问题和疑惑,通过本文的介绍以及讲师的技术分享,可助您全面地认识 Electron这门新兴的技术,迅速找到其入门途径,并理解Electron为何被称为当下开发桌面App的最佳选择。

初探Electron

一、Electron是什么?(为何称之为“跨平台桌面浏览器”)

前端开发的魅力,在于开发者随时要面临全新技术的挑战!

曾几何时,作为前端开发者的你可曾想过:如何利用HTML、CSS和JavaScript构建跨平台的桌面应用程序?借助 Electron,这项工作将比你想象的更加简单。

Electron作为一个使用新兴技术(包括JavaScript,HTML和CSS)创建桌面应用程序的框架,可以帮助用户建立与系统功能的交互,让开发人员更专注于应用程序的核心并从底层更改其设计。

Electron设计之初便充分结合了当今最好的Web技术,作为一个跨平台的“集成框架”,它可以轻松地与Mac、Windows和Linux兼容。而所谓的“集成框架”也就是它将“Chromium”和“Node.js”很好的集成在了一起,并明确分工,Electron负责帮助用户建立与系统功能的交互,“Chromium”和“Node.js”负责界面与逻辑,大家井井有条,共同构成了一个成本低廉却十分高效的解决方案,在跨平台的需求中可以实现快速交付。

Electron发展里程碑

  • 2013年4月11日,Electron以Atom Shell为名起步。
  • 2014年5月6日,Atom以及Atom Shell以MIT许可证开源。
  • 2015年4月17日,Atom Shell改名为Electron。
  • 2016年5月11日,1.0版本发布。
  • 2016年5月20日,允许向Mac应用商店提交软件包。
  • 2016年8月2日,支持Windows商店。

简而言之,Electron JS是一个运行时框架,它允许用户使用HTML5、CSS和JavaScript创建桌面套件应用程序,而大部分应用程序都是由两种非常受欢迎的技术混合而成:Node.js和Chromium。因此,您编写的任何Web应用程序都可以在Electron JS 上正常运行。

Electron的内置功能包括:

  • 自动更新 - 使应用程序能够自动更新、升级
  • 本机菜单和通知 - 创建本机应用程序菜单和上下文菜单
  • 应用程序崩溃报告 - 您可以将崩溃报告提交给远程服务器
  • 调试和分析 - Chromium的内容模块可以发现性能瓶颈和运行缓慢的原因。此外,您也可以在应用中使用自己喜欢的Chrome开发者工具
  • Windows安装程序 - 您可以快速而简单创建安装包

二、Electron 可以用来做什么?(哪些场景需要使用Electron)

以Windows平台应用开发为例,大部分人首先会想到使用成熟的开发方案,如QT(C++)、WPF(C#) 等。但面临以下几种使用场景,这些方案将显得捉襟见肘:

  • 公司要设计一个全新的APP, 但技术人员大部分由前端开发构成
  • 公司原本就有在线的Web应用,但是想让该应用能够在桌面端直接打开(离线状态下也可使用),并增加一些与系统交互的功能

以我的亲身经历为例:

在SpreadJS项目中,我们需要将基于web版的表格编辑器封装成 APP使用,同时增加文件操作的能力,如导入导出excel、导入PDF等,而SpreadJS是一个纯前端的表格控件,开发人员全部由前端开发组成,对C++和C#并不熟悉,如果投入过大的时间精力用来学习,整个项目的技术管理和项目管理将变得无法控制。除此之外,鉴于项目本身对应用的业务逻辑要求并不高,只是套一个具有浏览器属性的运行环境即可,因此,单独为此配置C++、C# 开发人员将无形中提升更多项目成本。

为此,我们引入了Electron框架:现有的前端开发人员能在不学习其他语言的情况下,直接搞定上述需求,这就是 Electron 为我们带来的价值。

三、为什么选择 Electron?(Electron的出现为前端开发者谋得了一份好差事)

可以这么说,Electron这个框架让网路里流传很广的一句话不再是玩笑:“不要和老夫说什么C++、Java,老夫行走江湖就一把JS,遇到需求撸起袖子就是干”。Electron可以帮助前端开发者在不需要学习其他语言和技能的情况下,快速开发跨平台桌面应用。

Electron的出现将蚕食很大一部分桌面客户端领域的市场份额,鉴于它的跨平台特性,在不同系统之间仅需少量的优化工作。可想而知,这个成本到底有多低。

在开发的体验上,Electron是基于"Chromium"和"Node.js"的,所以几乎所有的Node.js模块都可以在Electron上运行,并很容易使用“npm”搭积木的方式快速交付一个产品。

四、使用Electron框架的大型应用成功案例

1. SpreadJS 纯前端表格控件

SpreadJS 是一款基于 HTML5 的纯前端电子表格控件,以“高速低耗、高度类似Excel、可无限扩展”为产品特色,提供移动跨平台和浏览器支持,同时满足 .NET、Java、App 等应用程序中的 Web Excel 组件开发、数据填报、在线文档、图表公式联动、类 Excel UI 设计等业务场景,在数据可视化、Excel 导入导出、公式引用、数据绑定、框架集成等场景下无需大量代码开发和测试,极大降低了企业研发成本和项目交付风险。

2. WebTorrent

WebTorrent,作为第一个在浏览器中运行的torrent客户端,是一个完全由JavaScript编写并使用WebRTC进行点对点传输的客户端应用。无需任何插件,扩展或安装,WebTorrent将用户链接到分散的浏览器到浏览器网络,以确保有效的文件传输。

WebTorrent使用Electron框架开发,使其尽可能轻量、无广告且开源。此外,使用Electron还有助于流式传输,并充当混合客户端,将应用程序连接到所有流行的BitTorrent和WebTorrent网络。

3. WordPress

WordPress的桌面,应用电子

WordPress 桌面是一个使用了Electron和React作为框架的桌面应用程序,提供无缝的跨平台体验,允许用户专注于他们的内容和设计,而不会被任何浏览器标签所分心。

4. Slack

松弛桌面应用电子

Slack采用了Electron框架构建,鉴于其高性能表现和无框架外观,将带来与浏览器完全不同的体验方式。对于寻求更集中的工作空间的团队来说,Slack Desktop绝对是最适合的应用程序之一。

虽然Slack Desktop融合了很多技术,但大多数资源文件和代码都是远程加载的,它们结合了Chromium的渲染引擎和Node.js运行时和模块系统。

5. WhatsApp

WhatsApp的桌面,应用电子

WhatsApp作为下载量最高的Messenger应用程序,也是基于Electron框架构建的。Electron帮助WhatsApp开发人员以低廉的成本完成了几乎所有工作,并通过更加简化和创新的技术,为用户带来全新的桌面体验方式。

Electron 架构实现

Electron基本文件结构

Electron有一个基本的文件结构,类似于我们在创建网页时使用的文件结构:

electron-quick-start

  • index.html 属于渲染器进程,在加载的时候会渲染index.html页
  • main.js 创建窗口并处理系统事件
  • package.json 是我们应用程序的启动脚本。它将在主进程中运行,并包含有关应用程序的所有信息

Electron的架构主要分为两部分:主进程和渲染进程

回顾以往的web开发,我们的代码,无论是HTML、CSS还是Javascript,都是运行在浏览器沙盒中的,我们无法越过浏览器的权限访问系统本身的资源,代码的能力被限制在了浏览器中。浏览器之所以这么做,是为了安全的考虑。设想一下,我们在使用浏览器的时候,会打开各式各样不同来源的网站,如果JavaScript代码有能力访问并操作本地操作系统的资源,那将是多么可怕的事情。

假设:你在某天不小心打开了一个恶意的网站,可能你存储在硬盘上的文件就被偷走了(都用不着去修电脑)。

但我们要开发的是桌面应用程序,如果无法访问到本地的资源肯定是不行的。Electron将nodejs巧妙的融合了进来,让nodejs作为整个程序的管家。管家拥有较高的权限,可以访问和操作本地资源,使用原本在浏览器中不提供的高级API。同时管家也管理着渲染进程窗口的创建和销毁。所以,我们将这个管家称之为主进程。在使用Electron开发的程序中,会使用main.js作为程序的主入口,该文件内代码执行的内容,就是主进程中执行的内容。

主进程

主进程控制应用程序的生命周期。Electron 用来运行 package.json 的 main 脚本的进程被称为主进程。 在主进程中运行的脚本通过创建web页面来展示用户界面。它内置了完整的Node.js API,主要用于打开对话框以及创建渲染进程。此外,主进程还负责处理与其他操作系统交互、启动和退出应用程序。

主进程就像是应用程序的管家,负责管理整个应用程序的生命周期以及所有渲染进程的创建。

按照惯例,主进程位于名为main.js的文件中,你可以通过在package.json文件中修改配置属性来更改主进程文件。

比如,我们可以打开package.json并更改配置属性:

“main”: “main.js”, => “main”: “index.js”,

请注意,Electron有且只有一个主进程。且主进程销毁时,所有渲染进程也将一并销毁。在chrome浏览器的默认策略下,每一个tab都是独立的进程,Electron也正是利用了这一策略。

渲染进程

渲染进程是应用程序中的浏览器窗口。与主进程不同,Electron可以有许多渲染进程,且每个进程都是独立的。由于 Electron 使用了 Chromium 来展示 web 页面,所以 Chromium 的多进程架构也被使用到。 每个Electron 中的 web 页面运行在它自己的渲染进程中。

正是因为每个渲染进程都是独立的,因此一个崩溃不会影响另外一个,这些要归功于Chromium的多进程架构。

如何保持进程通信?

即便Electron中的所有进程同时存在并保持独立运行,但他们仍然需要以某种方式进行沟通,尤其是在他们负责不同任务的时候。

为了保持进程通信,Electron有一个进程间通信系统(IPC也就是内部进程通信)。您可以使用IPC在主进程和渲染进程之间传递信息。

// 在主进程中
global.sharedObject = {
someProperty: 'default value'
}Copy
// 在第一个页面中
require('electron').remote.getGlobal('sharedObject').someProperty = 'new value'Copy
// 在第二个页面中
console.log(require('electron').remote.getGlobal('sharedObject').someProperty)

Electron 进程通信的实现方式:

  • 主进程使用 BrowserWindow 实例创建页面。 每个 BrowserWindow 实例都在自己的渲染进程里运行页面。 当一个 BrowserWindow 实例被销毁后,相应的渲染进程也会被终止。
  • 主进程管理所有的web页面和它们对应的渲染进程。 每个渲染进程都是独立的,它只关心它所运行的 web页面。
  • 在页面中调用与 GUI 相关的原生 API 是不被允许的,因为在 web 页面里操作原生的 GUI 资源是非常危险的,而且容易造成资源泄露。 如果你想在 web 页面里使用 GUI 操作,其对应的渲染进程必须与主进程进行通讯,请求主进程进行相关的 GUI 操作。

说句题外话:在两个网页(渲染进程)间共享数据最简单的方法是使用浏览器中已经实现的 HTML5 API。 其中比较好的方案是用 Storage API, localStorage,sessionStorage 或者 IndexedDB,但这些不是今天的主题。

如何构建 Electron系统架构?

为了降低构建整个 Chromium 带来的复杂度,Electron 通过libchromiumcontent 来访问 Chromium 的Content API。libchromiumcontent 是一个独立的、引入了 Chromium Content 模块及其所有依赖的共享库。用户不需要一个强劲的机器来构建 Electron。

Electron只用了Chromium的渲染库而不是其全部组件。 这使得升Chromium更加容易,但也意味着Electron缺少了Google Chrome里的一些浏览器相关的特性。

打包

原来打包步骤略微繁琐,如今由于社区发展,产生了很多优秀的打包工具,让我们可以不用关注很多细节,(比如asar)

我们仅需做的 :将app 的目录结构整理好,提供对应的资源,如icon等,然后使用工具制作镜像即可将资源打包成为各个平台下的APP应用。

打包工具的选择

通常情况下,我们选择Electron-builder (跨平台支持性较好,上手成本低)

Electron 快速上手实践

这里我准备了一个Demo项目,将以SpreadJS的一个应用为例,展示如何将Web应用转换为Electron桌面应用。

我这里使用electron-builder进行项目文件的打包,您可以直接在项目根目录通过 npx electron-builder命令执行打包命令。

项目打包过程可能需要些时间,在这期间,我向您介绍一下Electron 打包的配置文件,您可以根据您的实际情况配置如下文件以满足您的需求

Electron打包配置

"build": {
"appId": "your.id", // appid
"productName": "程序名称", // 程序名称
"files": [ // 打包需要的不过滤的文件
"build/**/*",
"main.js",
"node_modules/**/*"
],
"directories": {
"output": "./dist-out", // 打包输出的目录
"app": "./", // package所在路径
"buildResources": "assets"
},
"nsis": {
"oneClick": false, // 是否需要点击安装,自动更新需要关掉
"allowToChangeInstallationDirectory": true, //是否能够选择安装路径
"perMachine": true // 是否需要辅助安装页面
},
"win": {
"target": [
{
"target": "nsis", // 输出目录的方式
"arch": [ // 输出的配置ia32或者x64/x86
"x64"
]
}
],
"publish": [ // 自动更新的配置
{
"provider": "generic", // 自己配置更新的服务器要选generic
"url": "http://127.0.0.1:8080/updata/" //更新配置的路径
}
]
}
}

缓慢的打包进程结束后,您应该可以在项目目录中的build目录看到生成的exe文件:

点击安装,它就像一个普通的桌面应用程序一样开始了安装进程。(这里的软件名称和软件logo都是我们项目中配置好的)。

安装完成后,打开程序,这里我们可以看到打包好的应用和在Web端访问时的效果别无二致,同时也能够像其他桌面应用程序一样,支持离线使用。

至此,初探Electron,从入门到实践教程结束,如果大家还有更多使用上的疑惑或想要了解更多高级用法,可以通过官方文档学习https://electronjs.org/docs

以上就是本次Chat《初探Electron,从入门到实践》的主要内容,关于Electron的架构层、实现层、白屏解决方案、打包方式等更多技术点,我们会在葡萄城公开课上,由刘涛为大家一一分享,欢迎大家前来学习观看:http://live.vhall.com/878864086


SpreadJS | 下载试用

纯前端表格控件SpreadJS,是市面上布局与功能都与 Excel 高度类似的一款表格控件,全中文操作界面,适用于.NET、Java、移动端等多个平台的类 Excel 数据开发,备受华为、中通、民航飞行学院等国内知名企业客户青睐。

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