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用 Electron 打造跨平台前端 App

前言

现如今,用 HTML、JavaScript、CSS、Node.js 写桌面应用早已不是什么新鲜的事了,作为一名前端,能够使用自己熟悉的语言,快速实现自己想要的桌面应用,是件很让人兴奋的事。

目前常见的有 NWheXElectron 。今天,就来简单的上手一下 Electron。

Electron 是什么?

Electron 是一款可以利用 Web技术 开发跨平台桌面应用的框架,最初是 Github 发布的 Atom 编辑器衍生出的 Atom Shell,后更名为 Electron。

Electron 能做什么?

Electron 内置了 Chromium 内核 和 Node,因此可以使用 HTML 和 CSS 来实现应用的 GUI 界面,用 JavaScript 调用丰富的原生 API 实现桌面应用。你也可以将 Electron 看作是一个由 JavaScript 控制的一个小型的 Chrome 内核浏览器。

由于内置的 Chromium 内核 和 Node, 因此我们不需要关心前端的兼容问题,你甚至可以写 -webkit- only 的代码; 也不需要关心一些需要编译的 Node 模块兼容问题,因为 Node 版本是固定的。因此,用 Electron 来编写跨平台应用程序是非常合适的。

或许你还不知道, Visual Studio Codewordpressslack 等客户端都是基于 Electron 开发的。

下面,先快速上手一下。

快速入门

相信你看到这里都是对 Node 有一定了解的,故这里不再对 Node 的安装进行描述。

我们有如下目录结构:

electron-quick-start/     ├── package.json     ├── main.js     └── index.html

package.json 跟常规 Node 程序一致,将 main.js 作为 程序的启动入口文件,基本内容如下:

{   "name"    : "electron-quick-start",   "version" : "1.0.0",   "main"    : "main.js",   "scripts" : {     "start" : "electron main.js"   },   "devDependencies": {     "electron-prebuilt": "^1.2.0"   } }

我们用 index.html 作为我们的程序界面,简单的界面代码如下:

<!DOCTYPE html> <html>   <head>     <meta charset="UTF-8">     <title>Hello World!</title>   </head>   <body>     <h1>Hello World!</h1>   </body> </html>

接着是最重要的入口文件 main.js 的编写了,其内容如下:

const electron = require('electron'); const app = electron.app; const BrowserWindow = electron.BrowserWindow; let mainWindow;  function createWindow () {   //创建一个 800x600 的浏览器窗口   mainWindow = new BrowserWindow({width: 800, height: 600});    //加载应用的界面文件   mainWindow.loadURL(`file://${__dirname}/index.html`);    //打开开发者工具,方便调试   //mainWindow.webContents.openDevTools();    mainWindow.on('closed', function () {     mainWindow = null;   }); }  app.on('ready', createWindow);  app.on('window-all-closed', function () {   if (process.platform !== 'darwin') {     app.quit();   } });  app.on('activate', function () {   if (mainWindow === null) {     createWindow();   } });

最后,执行:

npm install && npm start

运行结果如下图:

用 Electron 打造跨平台前端 App

当程序启动时,Electron 调用在 package.json 中定义的 main.js 文件并执行它。这个过程中,Electron 会创建一个主进程,主进程调用 BrowserWindow 模块创建浏览器窗口,每个浏览器窗口都有自己独立的渲染进程,渲染进程负责渲染 HTML 文件,以作为程序的 GUI 界面。

主进程管理所有页面和与之对应的渲染进程。每个渲染进程都是相互独立的,并且只关心他们自己的网页。

用 Electron 打造跨平台前端 App

至此,相信你对 Electron 的运行过程已有一定了解了,下面,我将介绍一下我是如何将我们的前端工作流程( tmt-workflow ) 封装成桌面应用( WeFlow )的。

应用实践

现状

tmt-workflow: 是一个基于 Gulp(v4.0),通过约定一定的项目结构和配置文件实现高效、跨平台(Mac & Win)、可定制的前端工作流程。

其拥有 4 个任务(gulp task) :

  1. 开发任务(gulp build_dev)

  2. 生产任务(gulp build_dist)

  3. 部署任务(gulp ftp)

  4. 打包任务(gulp zip)

运行时需要先安装(npm install) ,再执行相应任务命令,也可以配合 WebStorm 等编辑器的 gulp 任务管理器 使用。

目标

利用现有的 tmt-workflow , 包装成一个 可视化 界面, 不需要安装(npm install) ,直接下载打开即可使用。具体拥有:

  • 可视化的项目管理(新建、打开、配置、删除)

  • 可视化的全局项目配置

  • 可视化的任务执行(开发、生产编译、FTP 部署、Zip 打包)

  • 可视化的 log 日志反馈

设计效果预览

用 Electron 打造跨平台前端 App

主要由几部分组成:

  1. 第一次打开时的欢迎页

  2. 主窗体,由项目列表和任务列表组成,选择具体项目执行任务流程

  3. 全局设置页

  4. 项目设置页

  5. 关于

实现

核心: 如何将 gulp 程序转换

我们知道,gulp 的任务执行必需在命令行下执行,如: gulp build_dist ,这里的 gulp 是一个命令,是一个全局的 cli 。执行时依赖于项目下的 node_modules

基于 gulp 程序的以上特点,我们的思路如下:

思路 1: 如果我们什么都不改变的话,直接把 tmt-workflow 这个 gulp 工作流封装,那可能的思路就是:

当点击可视化的任务按钮执行时,

  1. 先进入所要执行的项目的目录

  2. 再调用子进程执行 gulp 命令:

let exec = require('child_process').exec; exec('gulp build_dist', {'cwd': 'projectPath'});

这样子,任何 gulp 流程都不需要改动,直接在其上面套一个壳,这个壳提供一下可视化的交互,然后帮你执行相应的 gulp 任务。

思路貌似挺好的,但跟我们的目标有点冲突,我们之所以要封装打包,为的就是省去用户安装,让用户打开即能用。而这个思路的执行方式需要在用户的项目目录下面执行 gulp 任务,那程序依赖的依然是用户已安装的 node_modules ,而安装的过程有些模块(如图形模块)需要本地编译,而编译又依赖于用户系统的 node 版本和相关环境(如 win 下需要 python2.7.3 和 VS2010),这有时候是一个漫长又痛苦的过程。这就是为什么要 省去安装 的原因了。

所以,我们有了思路 2。

思路 2: 将 gulp 工作流程序node_modules 一起打包进 Electron ,当点击可视化的任务按钮执行时:

  1. 获取项目的路径

  2. 将整个项目传进 Electron 里面打包的工作流执行一遍

  3. 将编译后的文件输出

观察我们的 gulp 任务写法,都有一个固定的结构,如下:

//编译 less function compileLess() {     gulp.src(paths.src.less)         .pipe(less())         .pipe(gulp.dest(paths.dist.css)) }  //注册 build_dist 任务 gulp.task('build_dist', gulp.series(     delDist,     compileLess,     ... ));

就是利用 gulp.src 读取资源,然后经过一系列处理之后再用 gulp.dest 输出。然后再通过 gulp 注册一个 gulp 任务,即可用 gulp 命令调用执行。如果可以把 gulp 从这个过程中去掉,换成普通的程序,则就可以不需要命令行调用,也就可以依赖于当前 Electron 打包的 node_modules ,实现封装的目的。

通过观察 gulp 的实现我们可以看到如下代码:

var vfs = require('vinyl-fs');  function Gulp() {   Undertaker.call(this);    // Bind the functions for destructuring   this.watch = this.watch.bind(this);   this.task = this.task.bind(this);   this.series = this.series.bind(this);   this.parallel = this.parallel.bind(this);   this.registry = this.registry.bind(this);   this.tree = this.tree.bind(this);   this.lastRun = this.lastRun.bind(this); }  Gulp.prototype.src = vfs.src; Gulp.prototype.dest = vfs.dest;

我们发现,gulp.src 和 gulp.dest 实际上是 vinyl-fs 模块的实现。而原来 gulp 任务注册的 同步(gulp.parallel) 和 异步(gulp.series) 处理,我们也可以直接用 async 来替代,因此,我们稍微改动可以变成:

const async = require('async'); const vfs = require('vinyl-fs');  //编译 less function compileLess(cb) {     vfs.src(paths.src.less)         .pipe(less())         .pipe(vfs.dest(paths.dist.css))         .on('end', cb); }  async.series([     function (next) {         compileLess(next);     } ], function (error) {     if (error) {         throw new Error(error);     } }); 

这个样子,就跟 gulp 无关了,但相关编译模块都还直接用的原来基于 gulp 的模块,所以,只需要稍加改动,就可以利用现有的 gulp 工作流快速实现 GUI 程序。

解决了核心的 gulp 流程转换,剩下的就是一些逻辑交互处理、配置功能、数据存储、菜单栏和快捷键功能等的实现了。下面对整个项目的相关实现进行介绍。

项目结构

WeFlow/     ├── about.html              //关于界面     ├── app.html                //主界面     ├── assets/                 //资源目录     │   ├── css     │   ├── img     │   └── js     ├── main.js                 //应用入口文件     ├── package.json     ├── src/                    //源文件目录     │   ├── _tasks/     │   ├── app.js     │   ├── common.js     │   ├── createDev.js     │   └── menu.js     ├── templates/              //模版目录     │   └── project.zip     └── weflow.config.json      //配置文件

数据存储

WeFlow 需要对用户的一些操作进行记录(新建或打开了多少项目)进行存储,以便下次打开时还原。

Weflow 是一个本地程序,故数据不需要存储在云端,只需要存储在用户本地即可。所以直接使用 localStorage 来存储数据,WeFlow 构造的数据对象如下:

{     "name": "WeFlow",     "workspace": "/Users/littledu/WeFlow_workspace",     "projects": {         "project": {             "path": "/Users/littledu/WeFlow_workspace/project",             "devPath": "/Users/littledu/WeFlow/src/_tasks/tmp_dev/0c0876c4232f1de240f519f0920f2d60.js",             "pid": 0         }     } }

整个程序运行的过程中都是基于此对象进行操作。打开程序时,会读取此数据,进行界面内容填充。当项目位置或开发状态变动时,也更新数据存储进 localStorage。

菜单栏和快捷键功能设计

用 Electron 打造跨平台前端 App

menu 模块是一个主进程模块,可以用来创建原生菜单,每个菜单有一个或几个菜单项 menu items,并且每个菜单项可以有子菜单。

Electron 有一个 global-shortcut 模块专门用来设置(注册/注销)各种自定义操作的快捷键。但通过 menu 模块也可以绑定快捷键,代码如下:

const electron = require('electron'); const remote = electron.remote; const Menu = remote.Menu;  var template = [     {         label: '文件',         submenu: [             {                 label: '新建项目',                 accelerator: 'CmdOrCtrl+N',                 click: function (item, focusedWindow) {                     newProjectFn();                 }             },             {                 label: '打开项目…',                 accelerator: 'CmdOrCtrl+O',                 click: function (item, focusedWindow) {                     let projectPath = remote.dialog.showOpenDialog({ properties: [ 'openDirectory' ]});                     if(projectPath && projectPath.length){                         openProject(projectPath[0]);                     }                 }             }         ]     } ];

menu 是主进程模块,但在这里想给快捷键绑定渲染进程中的功能。故调用了 remote 模块进行渲染进程和主进程通信。

遇到的问题

1. 浏览器自动刷新监听功能无法中断(browser-sync@2.13.0 之前)

tmt-workflow使用 browser-sync 实现开发任务的自动刷新功能。常规情况下使用结束时,通过 cmd+c 或 ctrl+c 中断。然而封装后不再是通过命令行方式调用,故无法通过命令行来中断。 browser-sync 也没有提供 API 中断。故 WeFlow 中的 开发任务 跟其他的任务不同,解决方式是:

用子进程 child_process.fork 来执行开发任务的 dev.js,将返回的 PID 保存,即可通过这个 PID 来中断对应的子进程,达到停止开发任务的目的。

原理代码如下:

let childProcess = require('child-process'); function runDevTask(devPath){     let child = childProcess.fork(devPath, {silent: true});      child.stdout.on('data', function (data) {         logReply(data.toString());     });      child.stderr.on('data', function (data) {         logReply(data.toString());     });      child.on('close', function (code) {         if (code !== 0) {             logReply(`child process exited with code ${code}`);         }     }); }  function killChildProcess(pid){     try {         if(process.platform === 'win32'){             childProcess.exec('taskkill /pid ' + pid);         }else{             process.kill(pid);         }     } }

2. windows 下打包 EXE 后不能使用 process.stdout

官方认为,Electron 实现的都是 GUI 程序,所以理论上不需要这种输出功能。虽然在调试阶段并不影响,但打包的时候记得去掉,要不然会报错。

打包

electron-packager 可以用来打包 Electron 应用。生成各个平台的最终可运行文件,如 .app.exe

使用命令:

electron-packager <sourcedir> <appname> --platform=<platform> --arch=<arch> [optional flags...]
  • <sourcedir>: 项目的位置

  • <appname>: 应用名

  • --platform=<platform>: 打包的系统(darwin、win32、linux)

  • --arch=<arch>: 系统位数(ia32、x64)

  • --icon=<icon>: 指定应用的图标(Mac 为 .icns 文件,Windows 为 .ico 或 .png)

  • --out <out>: 指定输出的目录

  • --version=<version>: 指定编译的 electron-prebuilt 版本

例子:

electron-packager ./ WeFlow --platform=darwin --arch=x64 --icon=./assets/img/WeFlow.icns --overwrite --out ./dist --version=0.37.8

我们可以直接在 package.jsonscript 字段中添加脚本,如下:

"scripts": {     "build:all": "electron-packager . --all --overwrite",     "build:mac": "electron-packager ./ WeFlow --platform=darwin --arch=x64 --icon=./assets/img/WeFlow.icns --overwrite --out ./dist --version=0.37.8",     "build:win64": "electron-packager ./ WeFlow --platform=win32 --arch=x64 --icon=./assets/img/WeFlow.png --overwrite --out ./dist --version=0.37.8",     "build:win32": "electron-packager ./ WeFlow --platform=win32 --arch=ia32 --icon=./assets/img/WeFlow.png --overwrite --out ./dist --version=0.37.8 --app-version=1.0.0" }

注意:不要认为一个系统可以完成所有系统的打包

如果你引用了一些原生模块(如 lwip),它是必需根据目标系统编译生成 .node 文件。遇到这种情况,则无法在一个系统上面打包另一个系统的可执行程序。更好的做法是利用 AppVeyorTravis 来为各平台实现打包自动化。可以通过相应官网进行了解。

electron-packager 打包后的文件可以看到源代码,想更进一步打包可以用 electron-builder

下载体验地址

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