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iframe 接班人-微前端框架 qiankun 在中后台系统实践

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背景

在转转的中台业务中,交易流转、业务运营和商户赋能等功能,主要集中在两个系统中(暂且命名为 inner/outer )。两个系统基座(功能框架)类似,以 inner 系统为例,如图:

inner系统基座

业务现状问题

维护迭代,随时间延续是不可避免的

至今,inner/outer 均有以下特点:

  • 页面结构繁杂 分类较多,菜单页面多;布局五花八门,不统一

  • 技术栈不统一 历史原因,存在 jquery静态模板react 等技术栈

  • 权限不统一 不同用户,权限不一样,使用的功能模块不同

  • 项目管理不统一 部分功能模块是由业务方维护;同一功能模块面向不同用户角色,也需要在不同系统中使用

初次接触上述问题时,闪现在脑海里的是:用 iframe 呀。确实,刚开始也是这样做的。

问题暴露,在维护迭代中是个契机

系统在一个长时间跨度的运行下,随着维护人员的变迁、使用人群的增多,更多的问题也接踵而至:

  • 样式不统一

由于没有统一规范,每个功能模块在不同的开发者键盘下设想的结构不同,输出的风格也不统一,使整个系统看起来略显杂乱。

  • 浏览器前进/后退

首先,iframe 页面没有自己的历史记录,使用的是基座(父页面)的浏览历史。所以,当iframe 页在内部进行跳转时,浏览器地址栏无变化,基座中加载的 src 资源也无变化,当浏览器刷新时,无法停留在iframe内部跳转后的页面上,需要用户重新走一遍操作,体验上会大打折扣。

  • 弹窗遮罩层覆盖可视范围

iframe 页产生的弹窗,一般只能遮罩 iframe 区域。

  • 页面间消息传递

与基座非同源下,iframe 无法直接获取基座 url 的参数,消息传递需要周转一下,如使用postmessage来实现;而动态创建的 iframe 页,或许还需要借助本地存储等。

  • 页面缓存

iframe 资源变更上线后,打开系统会发现 iframe 页依旧是老资源。需要用时间戳方案或强制刷新。

  • 加载异常处理

与基座非同源下,onerror 事件无法使用。使用 try catch 解决此问题,尝试获取 contentDocument 时将抛出异常


以上问题,从业务价值看,对用户的使用体验会有损失;从工程价值看,希望能通过技术提升业务体验的同时,也提高系统的维护性。

改进实践 - 微前端

实践新技术,在问题暴露时是方向

大多数工程师,包括我,一边儿嘴里说着:学不动啦!一边儿想尝试一些新方式来优化系统。

结合问题分类,有思考一些尝试方向,如:

  • 中后台 UI 规范:历经迭代,百花齐放,然而更需要的是找到合适我司的风格,保持一致性。

    此部分这次不再细说,可以 关注我们公众号 - 大转转 FE,后续我们会有专门的文章讲这部分。

另外,大互联网时代,从工程角度看,社区对类似系统的探索有很多,除了 iframe 外,也有不少相对成熟的替代方案:

1. single-spa

2. qiankun

提起这两个,就要提一下微前端理念,目前社区有很多关于微前端架构的介绍,这里简单提一下:

Techniques, strategies and recipes for building a modern web app with multiple teams that can ship features independently. — Micro Frontends

大致是说,微前端有以下特点:

  1. 技术栈无关:基座不限制子应用的技术栈

  2. 完全独立:子应用独立部署维护,接入时基座同步更新;又可独立运行

基于此,不难想到:iframe 也是符合微前端理念的。那其他方案又是如何做的呢?

single-spa

社区里 single-spa 介绍也不少。根据 demo 比葫芦画瓢,可以知道它的架构分布:

single-spa架构

启动服务的配置主要是在single-spa-config 文件中,包含项目名称、 项目地址、路由配置等:


   
  1. // single-spa-config.js
  2. import {registerApplication, start } from  'single-spa';
  3. // 子应用唯一ID
  4. const microAppName =  'react';
  5. // 子应用入口
  6. const loadingFunction = () =>  import( './react/app.js');
  7. // url前缀校验
  8. const activityFunction = location => location.pathname.startsWith( '/react');
  9. // 注册
  10. registerApplication(
  11.   microAppName,
  12.   loadingFunction,
  13.   activityFunction
  14. );
  15. //singleSpa 启动
  16. start();

single-spa 让基座和子应用共用一个 document,那就需要对子应用进行改造:把子项目的容器和生成的 js 插入到基座项目中。

  • 不需要 HTML 入口文件

  • js 入口文件导出的模块,必须包括 bootstrapmountunmount 三个方法


   
  1. <div id= 'micro-react'></div>
  2. <script src=/js/chunk-vendors.js> </script>
  3. <script src=/js/app.js> </script>

不过这种方式需要对现有项目的打包方式和配置项进行改造,成本很大。所以,对于已有的工程项目,我选择了放弃使用。

qiankun

qiankun 也是社区提到比较多的一个开源框架,是基于single-spa 实现了开箱即用。可以采用html entry 方式接入子应用,且子应用只需暴露一些生命周期,改动较少。【】这个点,真是让我跃跃欲试。

目前我司业务场景是单实例模式(一个运行时只有一个子应用被激活),我们可以根据一张图来看看单实例下以html entry方式 qiankun 实现流程:

qiankun原理

如上图所示,一个子应用的全过程有:

  • 初始化配置,匹配出子应用

  • 初始化子应用,加载对应的 html 资源,以及创建 JS 沙箱环境

  • 挂载子应用,执行生命周期钩子函数

  • 卸载子应用,当切换路由时,执行各卸载钩子函数,以及卸载 JS 沙箱环境,清除容器节点

具体实现细节,大家可以参考qiankun源码。

实践

  • 基座

从规范化开发角度,我司的中后台系统是基于 umi 开发(详细可参考我们之前的文章 umi 中后台项目实践)。在构建主应用使用了配套的 qiankun 插件:@umijs/plugin-qiankun

1. 初始化配置项,注册子应用

插件安装之后,我们可以在入口文件里配置:

此处主要以运行时为例


   
  1. // app.js
  2. export  const qiankun = Promise.resolve().then(() => ({
  3.    // 运行时注册子应用信息
  4.   apps: [
  5.     {
  6.        // 结算单管理
  7.       name:  'settlement'// 唯一id,与子应用的library 保持一致
  8.       entry:  '//xxx'// html entry
  9.       history:  'hash'// 子应用的 history 配置,默认为当前主应用 history 配置
  10.       container:  '#root-content'// 子应用存放节点
  11.       mountElementId:  'root-content'  // 子应用存放节点
  12.     }, {
  13.        // 公告消息
  14.       name:  'news'// 唯一id,与子应用的library 保持一致
  15.       entry:  '//xxx'// html entry
  16.       history:  'hash'// 子应用的 history 配置,默认为当前主应用 history 配置
  17.       container:  '#root-content'// 子应用存放节点
  18.       mountElementId:  'root-content'  // 子应用存放节点
  19.     }
  20.   ],
  21.   jsSandbox: { strictStyleIsolation:  true },  // 是否启用 js 沙箱,默认为 false
  22.   prefetch:  true// 是否启用 prefetch 特性,默认为 true
  23.   lifeCycles: {
  24.      // see https://github.com/umijs/qiankun#registermicroapps
  25.     beforeLoad: (props) => {
  26.        return Promise.resolve(props).then(() => loading())
  27.     },
  28.     afterMount: (props) => {
  29.       console.log( 'afterMount', props)
  30.     },
  31.     afterUnmount: (props) => {
  32.       console.log( 'afterUnmount', props)
  33.     }
  34.   }
  35. }))

2. 装载子应用,在路由配置中使用microApp来获取相应的子应用名称:


   
  1. // router.config.js
  2. export  default [
  3.   {
  4.     path:  '/',
  5.     component:  '../layouts/BasicLayout',
  6.     routes: [
  7.       ...
  8.       {
  9.         path:  '/settlement/list',
  10.         name:  '结算单管理',
  11.         icon:  'RedEnvelopeOutlined',
  12.         microApp:  'settlement',   // 子应用唯一id
  13.       },
  14.       {
  15.         path:  '/settlement/detail/:id',
  16.         name:  '结算单管理',
  17.         icon:  'RedEnvelopeOutlined',
  18.         microApp:  'settlement'// 子应用唯一id
  19.         hideInMenu:  true,
  20.       },
  21.       ...
  22.       ...
  23.       {
  24.         component:  './404',
  25.       },
  26.     ],
  27.   },
  28.   {
  29.     component:  './404',
  30.   },
  31. ]

以上就是基座的改动点,看起来代码侵入性很少。

  • 子应用

在子应用中,需要做如下的配置

1. 入口文件设置 baseName,及暴露钩子函数


   
  1. //设置主应用下的子应用路由命名空间
  2. const BASE_NAME = window.__POWERED_BY_QIANKUN__ ?  "/settlement" :  "";
  3. // 独立运行时,直接挂载应用
  4. if (!window.__POWERED_BY_QIANKUN__) {
  5.   effectRender();
  6. }
  7. // 在子应用初始化的时候调用一次
  8. export async function bootstrap() {
  9.   console.log( "ReactMicroApp bootstraped");
  10. }
  11. export async function mount(props) {
  12.   console.log( "ReactMicroApp mount", props);
  13.   effectRender(props);
  14. }
  15. //卸载子应用的应用实例
  16. export async function unmount(props) {
  17.    const { container } = props || {};
  18.   ReactDOM.unmountComponentAtNode(document.getElementById( 'root-content')
  19.   );
  20. }

2. webpack 配置中,需要设置输出为 umd 格式:


   
  1. // 设置别名
  2. merge: {
  3.   plugins: [ new webpack.ProvidePlugin({
  4.     React:  'react',
  5.     PropTypes:  'prop-types'
  6.   })],
  7.   output: {
  8.     library:  `[name]`// 子应用的包名,这里与主应用中注册子应用名称一致
  9.     libraryTarget:  "umd"// 所有的模块定义下都可运行的方式
  10.     jsonpFunction:  `webpackJsonp_ReactMicroApp`// 按需加载
  11.   }
  12. //自定义webpack配置

OK,配置完成!

理论上,启动项目,部署等都应该没有问题了。咦,打开地址,页面一直在 loading,控制台一堆报错,看起来要踩一踩坑了。

踩坑

1. 版本一致性

如果主应用和子应用都是基于 umi 框架,在使用 @umijs/umi-plugin-qiankun 插件时,要使用同一个版本,否则子应用报错。

2. 跨域

qiankun 是通过 fetch 去获取子应用资源的,所以必须支持跨域


   
  1. const mountDOM = appWrapperGetter();
  2. const { fetch } = frameworkConfiguration;
  3. const referenceNode = mountDOM.contains(refChild) ? refChild : null;
  4. if (src) {
  5.   execScripts(null, [src], proxy, {
  6.     fetch,
  7.     strictGlobal: !singular,
  8.     beforeExec: () => {
  9.       Object.defineProperty(document,  'currentScript', {
  10.         get(): any {
  11.            return element;
  12.         },
  13.         configurable:  true,
  14.       })
  15.     };
  16.   })
  17. }

比如:基座地址为 b.zhuanzhuan.com, 子应用为 d.zhuanzhuan.com 。当基座去加载子应用时,会出现跨域错误。

曾经有采用通过 Node 服务做一层中转,跳过跨域问题:


   
  1.   ....
  2.   maxDays:  3// 保留最大天数日志文件
  3. }
  4. // 代理
  5. config.httpProxy = {
  6.    '/cors': {
  7.     target:  'https://d.zhuanzhuan.com',
  8.     pathRewrite: { '^/cors' :  ''}
  9.   }
  10. };
  11. return config

但考虑应用的访问量,以及线上线下环境维护成本,觉得必要性不是很大,最终选择通过 nginx 解决跨域。

3. 子应用内部跳转

子应用内部跳转,需要在基座路由上提前注册好,否则在跳转后,页面识别不到。


   
  1. {
  2.   path:  '/settlement/detail/:id',
  3.   name:  '结算单管理',
  4.   icon:  'RedEnvelopeOutlined',
  5.   microApp:  'settlement',
  6.   hideInMenu:  true,
  7. },

4. css 污染

qiankun 只能解决子应用之间的样式相互污染,不能解决子应用样式污染基座的样式。比如:当切换到某个子应用时,左侧菜单栏突然往右移了。

系统右移

查看控制台,不难发现,子应用的相同模块覆盖了基座:

样式覆盖

这个问题,可以通过改变基座的前缀来解决,搞一个postcss 插件给不同的组件添加不同的前缀。

这里补充一个 css 隔离常用的方式如:css前缀CSS Module动态加载/卸载样式表

qiankun 中 css沙箱机制 采用的是 动态加载/卸载样式表

  1. 重写 HTMLHeadElement.prototype.appendChild 事件


   
  1. // Just overwrite it while it have not been overwrite
  2. if (
  3.   HTMLHeadElement.prototype.appendChild === rawHeadAppendChild &&
  4.   HTMLBodyElement.prototype.appendChild === rawBodyAppendChild &&
  5.   HTMLHeadElement.prototype.insertBefore === rawHeadInsertBefore
  6. ) {
  7.   HTMLHeadElement.prototype.appendChild = getOverwrittenAppendChildOrInsertBefore({
  8.     rawDOMAppendOrInsertBefore: rawHeadAppendChild,
  9.     appName,
  10.     appWrapperGetter,
  11.     proxy,
  12.     singular,
  13.     dynamicStyleSheetElements,
  14.     scopedCSS,
  15.     excludeAssetFilter,
  16.   }) as typeof rawHeadAppendChild;
  17. ....
  1. 当子应用加载时,在 head 插入 style/link ; 当卸载时,直接移除。


   
  1. // Just overwrite it while it have not been overwrite
  2. if (
  3.   HTMLHeadElement.prototype.removeChild === rawHeadRemoveChild &&
  4.   HTMLBodyElement.prototype.removeChild === rawBodyRemoveChild
  5. ) {
  6.   HTMLHeadElement.prototype.removeChild = getNewRemoveChild({
  7.     appWrapperGetter,
  8.     headOrBodyRemoveChild: rawHeadRemoveChild,
  9.   });
  10.   HTMLBodyElement.prototype.removeChild = getNewRemoveChild({
  11.     appWrapperGetter,
  12.     headOrBodyRemoveChild: rawBodyRemoveChild,
  13.   });
  14. }

看起来很完美,但有时候会出现,基座样式丢失的问题。这个跟子应用卸载的时机有关系:当切换子应用时,当前子应用沙箱环境还未被卸载,但基座 css 已被插入,当卸载时会连带基座 css 一起被清除。

5. 错误捕获,降级处理

若子应用加载失败,需要给相应的提示或动态插入iframe页:


   
  1. // iframe.js
  2. export  default ({ sourceUrl }) =>
  3.   <iframe
  4.     src={sourceUrl}
  5.     title= "xxxx"
  6.     width= "100%"
  7.     height= "100%"
  8.     border= "0"
  9.     frameBorder= "0"
  10.   />
  11. import { render } from  'react-dom';
  12. // 全局未捕获异常处理器
  13. addGlobalUncaughtErrorHandler((event) => {
  14.   console.error(event);
  15.    const { message, location: { hash } } = event;
  16.    // 加载失败时提示
  17.    if (message && message.includes( "died in status LOADING_SOURCE_CODE")) {
  18.     Modal.Confirm({
  19.     content:  "子应用加载失败,请检查应用是否可运行"
  20.     onOk: () =>  import( './Inframe.js')
  21.     });
  22.   }
  23. });

6. 路由懒加载样式丢失

子应用中存在按需加载的路由,在加载时页面样式丢失,这是官方库产生的问题,issue 里已有大佬提 PR 啦,可参考 https://github.com/umijs/qiankun/issues/857


以上,就是我们的不完全踩坑。

应用间的通信,在我司的业务场景中复杂度不高,使用官方提供的方案就可以解决,此处没有详说。

后续

持续性思考会带来的技术红利

此次接入 qiankun,也只是处于表面应用。后续我们更要思考接入它之后更深的工程价值,如:

- 自动接入 qiankun

结合我司已有的脚手架和 umi 模板,额外添加一个命令,自动注册子应用,做到自动化。

- 子应用间组件共享

基座和子应用大概率都用到了 react/dva 等,是否可以在基座加载完之后,子应用直接复用?当然,浅显思考应该少不了 webpackexternals

文末福利

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