一个小程序的实施技术方案?
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发布时间：2023-06-07 19:54
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时间：2024-07-29 16:10
微信小程序上线大半年，大部分技术原理也有文章介绍了，本文尝试从需求出发探讨微信小程序技术方案的来源，以及最近公测的支付宝小程序技术方案的考量。
微信小程序
微信小程序的需求是让第三方开发者可以接入，可以使用微信的提供的接口去开发应用嵌入在微信里。对于这个需求，最简单的实现方案是：让外部开发者开发纯H5应用，在微信的H5容器里打开，容器提供微信native接口，就行了。在有小程序之前，已经有很多这样的业务接入，像京东购物，钱包里的各种友商大众点评/滴滴出行等，都可以认为是一个“小程序”，内嵌在微信里，能调用微信native接口，是不是沿着这种模式下去，把相应的接口开放给第三方，再提供个入口就行了？
实际上这种简单的方案不能满足需求，在产品上微信小程序有另外两个很重要的需求：
管控。作为一个平台必须对接入的应用有管控能力，必须能尽量精确控制应用的内容和类型，毕竟若出现非法应用平台是要承担责任的，H5的方式太过自由，开发者可以随时改变整个应用的内容，平台难以检测到这些改变，无法管控。另外H5开发质量参差不齐，平台也无法管控，这对于一向有洁癖的微信来说无法接受。
体验。作为一个“小程序”需要让体验接近原生，而上述像京东购物这些普通H5页面的体验不太行，包括启动速度/页面切换流畅度都有问题，跟原生体验没法比。
所有小程序的技术方案都是为了这两个需求服务。
管控
为了满足管控的需求，技术上微信做了两个事情：小程序框架和分离JS运行环境。
框架/DSL
H5太自由，首先要做的就是*它的自由，怎样*？自然是做个框架套住，让开发者只能按框架的规则去开发。那应该使用怎样的框架？
在PCSNS时代，*做开放平台时有类似的场景，为了第三方开发者能在*平台上开发，同时又能*住开发者的权限，*要求开发者使用自定义的一套DSL(FBML)去开发，而这个DSL能怎么写，最终能转成什么，如何执行，都是平台说了算，同时也可以很方便做代码扫描和审查。
小程序正好能借鉴这样的设计思路，界面不使用HTML开发，而是自定义一套DSL，这样就可以很容易配合审核/代码扫描/域名*等系列措施去做管控，这就是小程序这一套框架的来源。这套框架通过wxml去描述界面，wxss描述样式，js去处理逻辑和数据，再通过工具一系列处理把这些转为HTML/CSS/JS显示在webview上，并处理界面交互和数据更新。
这样用一套框架去*开发方式，再造一层DSL，除了管控外还有一个好处，就是容易进行针对性优化，DSL最终转成什么，最终如何执行渲染都由框架决定，上层不感知，可以做成由webview渲染，有条件也可以用类似RN的方案自己实现渲染层。
JS环境
通过框架限定开发方式后，管控上还有个问题，就是如何*应用端类JS语言调用domAPI？小程序跑在webview上，渲染时必然要通过JS操作dom，如果小程序框架和应用JS代码都有权限操作dom，应用可能会通过各种方式在上线后绕过检查，注入JS调用dom接口去修改页面结构和内容，变成跟审核时不一样的应用。怎样能*应用的JS调用dom的权限？微信想了个比较创新的解决方案，就是：JS运行环境与浏览器分离，运行在单独的JS引擎上。
脱离了浏览器，JS自然没有dom的调用权限，任何跟webview界面相关的API都无法拿到。而小程序框架核心JS运行在webview上，可以自由操作dom，通过小程序框架定义的机制，应用端通过wxml/wxss定义固定的渲染样式，JS端只管数据绑定，数据可以通过native桥梁从JS引擎传递到webview，JS端无法做任何渲染相关的操作，可以对渲染的内容有完整的管控权。
独立的JS运行环境除了满足管控需求外，也额外带来一些好处和一些坏处，好处在于：
多个页面可以共享一个JS运行环境，数据可以很方便地共享，整个小程序生命周期里共享同一个上下文，更接近APP的开发体验。
JS与页面渲染分离并行执行，不会出现JS执行时卡住页面渲染的情况，提升渲染性能。
坏处在于：
多了数据序列化传输的开销，数据需要从JS传到webview给视图层渲染，需要序列化为字符串格式再进行传输。
iOS上WKWebview的JS引擎比JavaScriptCore多了JIT优化，执行速度快很多倍，小程序的JS运行在JavaScriptCore上无法享受到这个优化。
由于管控需求过于刚需，这个方案带来坏处可以接受。
体验
小程序最主要的两个技术点—框架和JS运行分离都是源自管控需求，而体验上的需求就是由各种细致的性能优化组成了，很多文章也分析过，这里简单说下，包括：
离线包：整个小程序打包下发，不需要打开每个页面都去请求，减少第二次打开时间以及页面切换时间。
预加载：预加载多一个wkwebview放后台，用户打开小程序时省去初始化wkwebview时间。另外对于一个小程序内的页面切换，得益于框架的设计，可以做到预渲染模板，切换时再填充数据，加快渲染速度。
缓存：退出小程序后不会立即销毁，会在后台继续跑5分钟，在这期间用户切回小程序时速度快。
视觉：小程序首次加载通过loading和动画的方式过渡，拒绝白屏，给人一种快的感觉，同时提升了小程序的标识度。
剩下的就是围绕小程序这个平台的周边建设了，像组件，native接口，IDE，后台管理，版本管理，权限控制等基础支持。
支付宝小程序
策略
微信小程序推出时主要面向的场景是线下，希望商家能开发小程序，做像点菜买票这样的即时性应用，提升线下商户体验，支付宝作为线下战场的主要竞争对手自然要跟进。
支付宝要做小程序应该怎么做？可以根据自身的情况，定义另一套技术体系，让第三方接入。但这样的话第三方如果要同时接入微信和支付宝，需要开发两套程序，成本很高，而微信有先发和平台优势，很可能变成只开发微信小程序而放弃接入支付宝小程序，所以最好的做法是降低这里的接入成本，让微信小程序的代码可以复用在支付宝小程序上。所以支付宝小程序对外的框架/API/组件必须是跟微信小程序接近或力求一致，技术上没得选择，所以可以看到支付宝小程序公测版的文档很多跟微信一致。
实现
支付宝小程序框架对外接口是跟微信一样，又因为同样有管控/安全和体验的需求，有些策略是类似的，像独立JS环境，离线包，缓存策略等，但在小程序框架的实现上就跟微信完全不一样。小程序框架作为一层屏蔽了实现细节的DSL层，最终通过什么技术手段实现都可以是由框架底层自由定制的，这边底层架构基于蚂蚁前端团队多年的积累，最终web版小程序是以react为基础实现。
ReactNative
除了对外的跟微信一致的web版小程序，内部一直在尝试ReactNative版小程序，渲染层不适用webview，而是用RN去渲染，提升性能和体验，这也是小程序DSL层带来的好处，底层渲染引擎可以很方便地替换实现方案，甚至同时存在多套方案。
很多人问为什么不用weex，按我理解首先是蚂蚁的前端技术栈基于react，切换成本高，另一个RN相对weex成熟度高，社区支持度高，并保持着不间断的更新，相对友好。
RN本身不跨平台，iOS/Android有各自的写法，在RN的使用上，业界很多人各自实现了基于RN的跨三端或两端的开发方式（例如JDReact），也就是一次开发，能同时支持RN在iOS/Android两端做原生渲染，也支持fallback到webview渲染。这里小程序也算是这样一套方案，上层通过自定义DSL开发业务，部署时通过工具分别转换成三个平台不同的代码，在三个平台运行。
内部应用
小程序是一套对外的方案，主要用于第三方应用接入，因为上文也说了，框架上很多技术方案都是为了满足对第三方管控和安全方面的需求，而小程序相关的很多体验优化其实用纯H5也可以做到，内部业务用web版小程序开发并没有带来什么好处，反而增加学习成本。但RN版小程序不一样，它有一些优势，包括：
RN相对webview性能优势明显，秒开率高，交互也更流畅。
相对于单纯使用RN开发，使用小程序可以屏蔽平台差异，实现跨平台一次开发。
小程序有配套的开发环境/IDE/包管理等基础设施支持，无需再重复建设。
对于业务开发者，小程序不是全新的一套开发方式，在业界可复用，对于框架实现者，RN也是业界流行开源方案，有强大的社区支持。对内对外都避免了另外创建一套只能在内部使用的技术体系，极大降低技术成本。
基于这些原因，在蚂蚁财富这边一些内部原本应该使用H5实现的业务，也正尝试更多地使用小程序实现，以提升用户体验，目前部分基于小程序RN版开发的业务已在线上稳定运行，后续也会继续尝试把小程序RN版持续打造成高性能稳定的三端统一动态化方案。
