开始 node-webkit 前,你应该知道的

July 28, 2014 node-webkit 应用开发

上周末在 Teahour 邀请到了 node-webkit 的作者王文睿来做客,聊了一下 node-webkit 的故事和 HTML5 技术在应用程序开发领域的发展,很有收获。最近几年,用 Web 技术来开发应用程序的框架层出不穷,如 node-webkit, Chrome Apps, Titanium, TideSDK, Atom Shell,而 node-webkit 正是这些框架中的一个佼佼者。

node-webkit 这个项目开始于 2011 年,是一个让开发者可以用 Web 技术,也就是 HTML5、CSS 和 JavaScript 来编写桌面程序的应用框架。作为开发者,我们只需要写一份代码,就能编译成跑在 Windows、Mac 和 Linux 下的应用程序。目前在 github 上,node-webkit 有将近 15000 个 Star,1600 个 Fork,可以说是由国人开发的一个非常流行的开源软件。在本期节目中,文睿介绍了目前使用 node-webkit 开发的一些典型应用,大致可以分成这么几类,

可以看出,领域非常丰富,其中也不乏一些设计精良体验优美的应用。可以说,很大程度上,这得益于目前硬件的性能提升和 Web 的发展,动画、图形、音频、视频、2D、3D、WebGL 等等,都让基于 HTML5 的应用开发充满了想象力。

从本质上来说,node-webkit 只是一个 web 应用的桌面运行环境。当我们说到桌面应用的时候,我们会想到需要有呈现给用户的界面,也需要能响应用户行为,跟系统打交道。那么,node-webkit 是怎么做到这点的。要了解这个,必须得先了解 node 和 webkit。

Node 是一个基于 Google Chrome V8 引擎的轻量级 Javascript 运行平台。Node 采用 C++ 编写,直接在操作系统的应用层上,支持很多系统级的 API,如文件操作、网络编程等,所以可以用来编写系统级应用或者服务端应用等。

Webkit 是 Web 内容的渲染引擎。举个例子,一个网页由 HTML、CSS 和 JavaScript 组成,页面加载后会被语法分析器解析成树,然后交由 Webkit 做渲染,这样才得到一个我们看到的页面。在 node-webkit 里,选择了是基于 Webkit 二次开发的 Blink 引擎,正好其 JavaScript 解析引擎也是 node 所采用的 V8 引擎。

由于浏览器安全模型的缘故,Webkit 并不能访问到系统调用,而这却是桌面应用的必须。Node 本身支持系统级的 API,但是缺乏对于渲染的支持,所以文睿在 2011 就有了做 node-webkit 的想法,把两者揉合在一起,既能对接操作系统,又能提供用户交互。在做简单尝试用 webkit-gtk 和 node 来做实验后,在 2012 年开始转向 Chromium,从一开始使用的 Chromium Embeded Framework(CEF)到后面完全基于 Chromium。

得益于 Node 和 Chromium 自身的蓬勃发展,node-webkit 也发展的很快,到今天已经发布到了 0.10 版本。下面来讲讲 node-webkit 的一些主要实现细节。

Node 是一个事件驱动的框架,消息处理基于 libuv 实现。Webkit 的 JS 引擎也是事件驱动的,是 Chrome 自己实现的 MessagePump。所谓事件驱动,简单说就是当某个事件发生的时候,比如有用户输入进来,去执行对应的处理代码。 所以,node-webkit 统一了 node 和 webkit 中的事件处理方式,在一个消息循环中去处理 node 里和 webkit 里的不同事件。

解决了事件处理统一的问题后,node 和 webkit 的揉合还需要互相能访问。node-webkit 里面存在着两个 context,node context 和 webkit context,互相访问也就是 Context 能互通,访问各自的对象。所以在 node-webkit 初始化的时候,node context 会被注入到 WebKit 里面。之后,Webkit context 就可以访问到 node context 了。

同时,node-webkit 对 Webkit 的安全模型也做了一些修改。在 node-webkit 中,有两种不同的 frames,node frame 和 normal frame1。熟悉 Web 开发的朋友应该知道,对不同的站点发起一个 AJAX 请求会返回跨域错误,也就是 Same-origin Policy。node-webkit 中的 normal frame,跟浏览器中的一样,仍然有这个限制。但是在 node frame 中,将不再有这个限制,所有的 node frame 中共享同一个 security token,包括 node context 和 webkit context,跨域访问被允许,也就能访问到 node context 中的对象。所以作为应用开发者,对于不受信任的用户行为输入一定要做保护,防止因为这个造成一些破坏性行为,或者放入 normal frame 中。

值得注意的是,尽管 Chrome 本身对于 HTML5 的支持已经比较完备了,但是有些特性是在浏览器层即上图的 Browser 实现,而 node-webkit 中 webkit 只到了 Content Layer 即上图的 WebContent,node-webkit 本身的实现等于浏览器层。所以,node-webkit 对于一些 HTML5 特性还缺乏支持,比如 Web Notification2。不过,目前 Chromium 团队正在把这些 HTML5 特性的支持解耦移动到 Content Layer,这个对于 node-webkit 来说绝对是个非常好的消息。

如果你细心的看上图的话,你会发现浏览器层还有 UI 绘制部分。node-webkit 也是一样,实现了直接绘制原生 UI 控件的 API,比如菜单、系统托盘、剪贴板等。这部分实现,的确也是主要参考了 Chromium 的跨平台 UI 实现。

目前 node-webkit 的正式版是 0.10.0,基于 Node v0.11.13 和 Chromium 35.0.1916.113。node-webkit 的大版本更新策略是跟着 Chromium 的版本升级而升级,比如 0.10.0 中的 10。如果 node-webkit 本身有更新或者 node 版本有更新,对应升级的是第三个数字,也就是 0.10.0 中的最后一个 0。

如果你想了解最多 node-webkit 的信息,可以听听我们这期 Teahour 节目。如果你想开发跨平台的桌面应用,那么官方的 Wiki 绝对是个很好的开始。

  1. 对于 node-webkit 的安全模型,具体可以参考 https://github.com/rogerwang/node-webkit/wiki/Security, 了解如何使用这两种不同的 Frame。

  2. 目前已经有 PR 实现了 Notification,相信不久会在 node-webkit 正式版中被支持。

Yedingding

关于我

技术创业者,系统架构师,GrowingIO 联合创始人,Teahour 主播。

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