mPaaS小程序技術架構深度解析

⚅ 點擊觀看《mPaaS 小程序新品發佈會》回放 > >

隨着小程序技術的愈發成熟，不一樣平臺的優點和典型使用場景各有側重，同時愈來愈多的開發者能夠結合自身的業務特點，經過小程序做爲業務載體，造成單一平臺或多平臺的協同關係。
而今天，小程序技術的開放，mPaaS 小程序框架做爲一款 App 通用框架，幫助開發者面向自身的 App 實現小程序投放。不止如此，小程序代碼僅需撰寫一次，即可多端投放至自有 App、支付寶、釘釘甚至其餘小程序開放平臺。

本文將圍繞支付寶在移動端架構的演進逐步展開，分享咱們在「App 動態性」「提高研發效率」等方面所作的思考和具體實踐。同時，針對 mPaaS 小程序能力的開放，也將展開介紹咱們如何實現「小程序代碼只寫一次，多端投放」，而這將給開發者帶來徹底不一樣的開發體驗。

支付寶 App 發展歷程

首先讓咱們先回顧看看支付寶 App 在近幾年的具體發展歷程。

支付寶一開始僅僅只是一個單體應用的工具型 App，讓用戶能夠在手機完成支付寶相關的業務查詢和操做。2013 年後，支付寶逐步轉型爲平臺型 App， 平臺型 App 具備「服務化、模塊化、工具組件化」的特色。這個時候支付寶的業務不只僅是支付，還須要給客戶提供不少生活相關的服務，例如餘額寶、繳電費等。2015 年後支付寶成長爲超級 App，此時支付寶裏面須要支持大量複雜的業務。2018 年，隨着小程序的推出，支付寶開始開放本身的商業能力，用本身流量助力合做夥伴，所以整個 App 面臨開放、動態化、高可用的挑戰，面對這些挑戰，咱們把它總結爲如下三個方面：

1.動態性及體驗
• 面對多樣的需求，如何保證業務的快速迭代？
• 保證 App 動態更新的前提下，如何保障用戶體驗？

2.研發效率
• 如何作到代碼一次編寫，多端複用？
• 沒有客戶端開發經驗，如何提高開發效率？

3.開放生態
• 如何將能力開放給更多開發者？
• 如何鏈接更多生態平臺，豐富自身 App 場景？

有了問題，咱們會經過技術手段，來解決這些問題，咱們從上面的三個方向出發，來進行技術選型。

首先咱們從業務開發成本角度來看：
• 原生做爲最基礎的開發模式，須要雙端都進行開發，無疑成本是最高的；
• 其次是 ReactNative/Weex，即便是一次開發，同時運行在雙端，但因爲是 JS 轉成 Native 組件渲染，實際運行起來仍然存在些許差別，致使開發者在寫業務界面時，部分差別須要經過 Native 端定製開發來解決。總體而言，ReactNative/Weex 已幫助業務方大幅下降開發成本，但仍是存在不小的端適配工做；
• 接下來是 Flutter，從業務開發的角度來講，Flutter 針對雙端對齊真的下了大功夫。在大多數場景下，Android 端開發完畢以後能無縫跑在 iOS 端，固然這和它自研的引擎有關。只不過 Flutter 需基於 Dart 語言開發，所以對於開發者而言，部分老業務移植的工做量需考慮在內；
• 最後是 HTML5，帶着成熟的語言，成熟的開發模式，雙端幾乎同樣的表現等特性標明 HTML5 仍然是目前咱們能落地的開發成本最低的方案。

接下來咱們討論用戶體驗：
• 首先，原生的體驗毋庸置疑是最好的；
• 其次是自有渲染引擎的 Flutter，不管是性能仍是控件的展示形式，能夠說是不亞於原生的體驗；
• 接下來即是 ReactNative/Weex 方案，經過將前端代碼渲染成本地 Natvie 控件。在早期版本中，因爲部分控件優化不到位致使 App 卡頓，所以用戶體驗的表現不足；
• 最後是 HTML5，徹底經過瀏覽器內核進行渲染，藉助預置資源、內核優化等技術，HTML5 能夠作到接近原生的體驗，但整體性能仍有差別。

接着是動態性的支持：
• 首先，動態性最優的就是 HTML5 方案：能夠訪問在線頁面，服務端即時生效，也能夠經過下發資源的方式，進行動態更新；
• 其次是 ReactNative/Weex 方案，經過必定的定製，開發者能夠將前端包熱部署、熱更新。不過相較於 HTML5 具有的「在線+離線」的動態性，該方案仍然存在必定差距；
• 接下來是 Flutter，雖然有很強大的熱重載機制，不過因爲 Google 的限制，正式版本 iOS 沒法作到熱更新，目前的話，能夠經過修改引擎，修改JIT和AOT方式來作到iOS熱更，或是採起運行時解析渲染來作到動態化，但相比於上面兩個方案，在動態性上，flutter略差一些。
• 最後原生，Android/iOS 雙端都可以經過一些黑科技手段，進行動態更新，不過因爲 iOS 政策禁止，所以在動態性上，原生方案暫時不推薦；

分析完四種方案的不一樣的幾個方向，那麼 mPaaS 帶來的答案是：
「兼顧動態性、體驗、開發效率、開放性的 Hybrid 架構方案，即 mPaaS 小程序」。

mPaaS 小程序技術解析
什麼是小程序呢？
根據 w3c 小程序白皮書對小程序的定義，小程序，是一種依賴 Web 技術，集成了原生能力的，新的移動應用程序格式。它具備獲取「便捷、鏈接穩定、安全可靠、性能優異」這四個特色。

mPaaS 小程序，基於 Web 技術，學習成本低。
一套小程序代碼，同時支持 iOS 和 Android，接近原生體驗。
同時提供豐富的組件和 API，如獲取用戶信息、本地存儲、支付功能等。

接下來咱們來拆解小程序完整的技術架構，試着經過「運行階段、開發階段、發佈階段」將小程序總體的架構展開。

• 運行階段
小程序採用雙線程模式將頁面渲染和業務邏輯分別放在兩個單獨的線程中，renderer 運行在 WebView 中，負責渲染界面；小程序業務邏輯運行在單獨的 worker 線程，負責事件處理、API 調用和生命週期管理。兩個線程之間經過postMessage 以及 onMessage 進行數據交換，數據能夠從 worker 線程傳遞到 render 從新渲染界面，同時renderer也能夠將事件傳遞給對應的 worker 處理。一個 worker 能夠對應多個 renderer，方便頁面間數據共享和交互。

對於渲染速度、交互響應要求高的場景，如地圖，小程序將原生地圖組件嵌入到 WebView 上，相比在 Canvas 上渲染地圖，繪製速度和效率更高。

資源加載方面，小程序採用離線化方式加載，也就是說當打開小程序時，小程序離線包必須下載到本地，因爲每一個版本只下載一次，一方面節省了每次請求的資源開銷，另外一方面啓動速度大大提高了。當有新的版本時，發佈平臺自動比對本地安裝的版本和最新版本產生並下發差量包，客戶端不須要下載整個包便可更新小程序至最新版。

• 開發與發佈階段
應用開發必然不能缺乏完善工具鏈的支持，小程序 IDE 集合了編碼、調試、預覽以及發佈等能力。客戶端通過簡單的適配，便可在真機應用中實時預覽和調試小程序。

對小程序架構有了初步的瞭解以後，咱們接下來看看 mPaaS 小程序將如何實現動態發佈。這偏偏是 mPaaS 小程序核心的亮點，藉助「包發佈和管理」的能力，App 的研發與迭代效率得以深度優化。

如上圖所示，咱們從新定義了研發模式與發佈流程，每一個小程序均可以做爲獨立產品，有本身的發佈流程，無需等待其餘團隊。各業務團隊進行徹底拆分，每一個業務獨立演進，獨立發佈。

在發佈過程當中，要遵照如下流程：
1.指標線性，定義每次發佈的業務和性能指標；
2.智能灰度，內部灰度、外部灰度、指定灰度；
3.實時監控，修復循環；
4.線上運維修復手段技術兜底。

而後咱們再聊下小程序的安全。
• 鏈接安全
基於阿里巴巴無線保鏢能力，保障小程序請求安全，篡改後的請求沒法經過校驗。
• 包體安全
包體通過加密、加簽，保障下載過程安全，篡改後的小程序包沒法正常使用。
• 權限安全
完整的權限管理體系，針對不一樣小程序開放不一樣權限，保障用戶的隱私安全。

接着咱們看下小程序框架能力擴展體系。

mPaaS 小程序自己已集成近上百個經常使用的 API，包括網絡、媒體、存儲、定位、掃碼、藍牙等等，這些 API 一樣能夠完美的運行在支付寶中。不只如此，應用開發者能夠將本身特點的功能 mPaaS 小程序擴展能力透出給小程序開發者。這塊擴展主要包括三個方面：
**• 能力擴展：提供自定義事件能力，支持「小程序 -> 原生」，以及「原生 -> 小程序」
• 樣式擴展：提供多種原生樣式定製，包括導航欄，加載動畫，啓動動畫等原生樣式
• 組件擴展：提供自定義組件能力，擴展小程序標籤**

最後咱們再聊聊小程序的多端投放與生態。

基於 mPaaS 小程序體系，咱們能夠將很是多的小程序標準，經過工具轉化成標準小程序產物，例如開發者本身寫的 mPaaS 小程序，抑或是 mPaaS 小程序市場的小程序，或者支付寶 or 其餘三方小程序。經過 IDE 轉化完成後，咱們能夠經過兩種渠道，投放到不一樣的端上。使用 mPaaS 發佈平臺，便可投放到自有 App 中，使用其餘三方開放平臺，便可投放到對應的端上，一次開發，僅需少許適配，便可多端投放。

固然，對於自身 App 內業務場景相對匱乏的狀況，基於 mPaaS 統一的小程序框架能力，阿里系的三方業務場景，可以實現無縫投放，從而知足開發者豐富自身業務場景的需求。

基於 mPaaS 小程序的移動端能力構建

上面介紹完了 mPaaS 小程序的技術架構以及能力，接下來咱們聊下基於 mPaaS 小程序在具體研發向的思考。
• 移動中臺能力建設

所謂移動中臺能力建設，咱們但願經過整合整個 App 架構：在基礎層面，將通用的組件下沉，避免重複創造輪子，同時標準化服務接口，爲更多的上層業務提供優質、穩定且標準的服務。
那麼咱們就須要從兩個方面來處理這個事情。

基礎組件
咱們在開發過程當中可能會存在這樣一個問題，就是兩個團隊協做開發，可能你們有本身沉澱的一些經典組件，咱們能夠對這些組件進行沉澱，同時，還能夠經過小程序的自定義組件能力，對小程序提供服務。
核心能力服務化
組件沉澱後，對於一些核心的業務能力，咱們須要將這部分能力進行服務化，抽象出標準的服務接口or小程序API，供其餘團隊或是第三方生態調用。好比說支付寶的支付服務、芝麻信用服務等，都是依託於服務化，最終良好的爲其餘業務提供服務的。
移動前臺建設

在咱們完成移動中臺能力建設以後，總體的能力就已經具有了，剩下的就是結合小程序框架，建設咱們的移動前臺能力。

• 核心業務體驗優化
• 針對一些很是核心的業務邏輯，好比支付報的支付，以及一些對性能要求比較高的業務，好比首頁，亦或是一些特殊交互的頁面。一般咱們是但願經過使用原生頁面或是 flutter 等原生技術來實現頁面。由於這些頁面，一般不會有大改，因此對動態化能力要求不是很嚴格，同時原生又能知足這些頁面多種多樣用戶體驗的需求。
• 複雜業務小程序化
• 對一些複雜的二級業務，可能業務自己會頻繁的進行迭代，那麼對於原生 native 將會是災難般的開發體驗，這時候，咱們需將這部分業務剝離出來，經過前端技術將業務改形成小程序，再經過發佈服務將離線包發佈到應用上。這樣，就知足了咱們業務複雜多變的場景。
• 三方生態化
• 咱們不只自身提供各類各樣的服務，也須要引入第三方服務來服務更多的人羣，傳統的 H5 頁面因爲過於寬泛的前端標準，加上有必定的技術門檻，這裏就不如規範、簡單的小程序了。同時，在利用上面咱們介紹的移動中臺建設，對第三方小程序提供多種多樣的自有中臺能力，完成場景多樣化。

圍繞着小程序如何幫助咱們改造自身的業務模塊，而且逐步逐步造成動態化更新，相信你們有了更全面的認識。目前 mPaaS 小程序已開放免費試用，歡迎接入體驗。在接入測試階段，有任何答疑需求，也歡迎使用釘釘搜索「32843812」加羣。