桌面应用程序是什么（桌面版应用程序的前世今生）
100人浏览 2024-09-22 10:38:14
互联网出现之前，C/S架构是软件产品的主流，后面渐渐地被B/S架构所取代（因为不需要配置客户端），但由于浏览器有刷新机制，服务器的负载等因素，C/S架构的响应速度和流畅性是好于B/S架构的，所以现在软件开发的趋势是两者的融合，一般是B/S架构开发的产品可以非常方便地转移到C/S架构下。客户端（client）是C/S架构软件产品中重要的一部分，除了和用户交互、本地处理数据的强大功能，顺畅的体验和美观的样式也是客户端技术追求的目标。微策略的智能商务平台除了功能丰富的web终端，也推出了多位一体的强大桌面终端Workstation，旨在提供一站式的智能商务体验。这里和大家介绍桌面版应用程序的一些历史和现在比较流行的electron技术。
桌面版应用程序历史
桌面应用程序，又称为GUI程序。可以分为以下几个阶段：
- VB, 上古程序员的开发工具，曾经全球第一的开发语言，拖拽式的图形化开发让它成为极佳的桌面开发工具。微软依靠其操作系统的优势，一直压制同时期的竞争对手delphi。微策略早期应用该技术，开发了管理智能商务平台的大杀器developer。
- C++、win32API的MFC方案是基于窗口中组合控件和消息传递机制。这也是20多年前的技术，所以API设计的不是很友好。几年前微软已经停止维护，简单来说它已经过时了。
- Winform 微策略几年前基于该技术研发第一代的Desktop版本，但是从开发体验角度来说自定义、美化控件会比较麻烦。
- C# .net framework, 代表就是WPF，它的原生特性是其他类库无法比拟的：High DPI、Split Screen以及对DirectX的天然优势。但是并不开源，需要依赖.net框架，还有就是启动会比较慢。Workstation Windows的新客户端就是基于该技术研发。
- Java swing/javaFx 这是一类比较大的阵营，优势是跨平台和流行开发语言java的天然结合, 但开发出来的界面作者个人认为并不美观。
- C++ Qt，这是很多客户端跨平台的首选，因为开源、UI库和各种功能的类库非常丰富，但是学习成本比较高。
- C++ duilib, 这是windows下开源的directUI（微软提出的分离UI和逻辑的思想）库，它是迎合互联网桌面软件小而美的趋势发展起来的，可能大家对它的关注度比较少。但是用它开发出的产品大名鼎鼎，比如QQ, 微信, 爱奇艺等很多知名度高的软件。
- Objective-c/swift cocoa, 这是mac平台下的方案。可以方便调用底层的API，缺点是不跨平台，文档不友好，UI库并不丰富。现在这种方式开发的越来越少了。
基于web技术的桌面应用开发
从B/S和C/S架构逐渐融合的角度来说，基于web技术进行桌面程序的开发渐渐变成了主流。因为对界面的代码部分可以做到复用。
这类技术早期的方案是用vb内嵌webBrowser控件，基于IE内核，正好很多网页开发也有用activeX的需求，但这种方式具有明显的缺陷——非常依赖于用户的环境，会因为组件缺失导致程序各种崩溃。第二类是嵌入式网页框架，这类技术主要是基于浏览器引擎实现UI渲染。比较典型的就是appkit上面UIWebView和CEF（chromium embeded framework)。这种方法可以使用网页HTML5+CSS实现各种酷炫的效果，但是缺点也比较明显，就是桌面程序里面嵌入了一个类似chrome的浏览器，内存的开销会比较大。
后面出现了nwjs和electron，electron相比CEF有了单独执行js的v8引擎，可以运行nodeJS来完成服务器端功能，通过和内部浏览器的v8引擎交互可以实现一个独立的客户端，这不同于CEF需要寄宿在其他程序内部。
Electron
用Electron来做桌面程序开发的优势明显，相当于是完全的网页编程，有web开发经验的前端开发上手非常容易。Web开发生态广泛，开发成本低，可扩展性强，一些流行的前端框架例如React, Angular, Vue都可以和electron结合进行开发。另外它也具备和Qt一样跨平台的优良特性。对性能要求不高的桌面版程序来说，一份代码同时得到网页版和各个平台的桌面版，开发的效率是其他方案无法比的。可以说这是大部分人看好的趋势。
和web开发的区别
前端开发的一个痛点就是经常需要考虑多种浏览器之间的兼容，但是使用electron开发则不存在这样的问题，它只需要考虑electron中对应chrome的版本。另一个使用electron解决的痛点是跨域，它可以绕过客户端直接通过nodeJS里的request通信模块发出请求，这样就无需被跨域所困扰。
扩展能力
node-ffi可以在nodeJS环境中调用动态链接库接口。通过这种方式，我们可以把javascript方法映射到动态链接库接口，从而实现c++类库的接入。
Electron运行原理
Electron的运行机制可以从两种进程说起：主进程和渲染进程。运行package.json的称为主进程，它可以负责创建渲染进程（多个）。下图是一段主进程代码，主进程负责创建一个浏览器实例来加载网页。每个创建的浏览器实例都在它自己的渲染进程内返回一个web页面。当BrowserWindow实例销毁时，相应的渲染进程也会终止。主进程负责掌管所有的web页面和它们相应的渲染进程。每个渲染进程都是相互独立的，它们只关心自己所运行的web页面。
const electron = require('electron');
const app = electron.app;
const BrowserWindow = electron.BrowserWindow;
var window = null;
app.on('ready', function() {
window = new BrowserWindow({width: 800, height: 600});
window.loadURL('https://microstrategy.com');
});
主进程还负责应用程序的生命周期（app打开退出）和一些app事件的监听，同时负责系统底层API的调用。创建的渲染进程用来展示HTML + CSS技术编写的web页面， 同时可以运行javascript实现交互，可以把渲染进程简单理解为chrome上打开的一个浏览器进程。
<html>
<body>
<script>
const remote = require('electron').remote;
console.log(remote.app.getVersion());
</script>
</body>
</html>
在渲染进程中是不允许调用原生GUI相关的API，那是因为在网页中掌管原生GUI很危险，易造成内存泄露。如果你想在网页中进行GUI的操作，渲染进程必须向主进程传达请求，然后在主进程中完成操作。
Electron封装了一系列自己的API可供主进程和渲染进程调用。可以通过如下方式获取：
const {app, BrowserWindow, ipcMain, ... } = require('electron'); // 仅主进程可用
const {ipcRender, remote, ... } = require('electron'); // 仅渲染进程可用
主进程和渲染进程均可直接调用nodeJS的API
node1.addEventListener('click', () => {
console.log(os.path.basename('xxxx');
})
进程通信
渲染进程如何向主进程发送消息
通信本质上基于nodeJS的事件基础类EventEmitter，ipcMain和ipcRender都是该类的实例，通过事件模型需要的接口方法，采用了发布/订阅的方式来发送和监听消息。
异步方式
import { ipcRender } from 'electron'; //在渲染进程引入ipcRender，它是EventEmitter的一个实例
ipcRender.send('async', 'I am from webview'); //可以异步发送
同步方式
import { ipcRender } from 'electron'; //在渲染进程引入ipcRender
ipcRender.sendSync('sync', 'I am sync sent from webview'); //同步方式
通过同步方式发送会block整个渲染进程，直到主进程响应。
主进程会加载ipcMain来进行监听
import { ipcMain } from 'electron'; //在主进程引入ipcMain
ipcMain.on('async', (event, info) {
console.log(info);
});
除此以外， electron还提供了一种简单的方案（remote模块）来实现渲染进程和主进程的通信。这样就可以不必显示地发送消息。
import { remote } from 'electron'; //在渲染进程引入remote
remote.mainProcessObject.invokeMethod(); // 调用主进程才有的方法
});
主进程如何向渲染进程发送消息
主进程通过找到渲染进程对应的browserWindow就可以发送消息。
constant window = BrowserWindow.fromId(global.id); // 通过id来进行对应
window.webContents.send('msg', 'hello world');
渲染进程监听
ipcRender.on('msg', (event, info) => {
console.log(info)
});
渲染进程之间共享数据
一种可行的方案是在主进程实现消息的转发。还有比较简单的方案是通过浏览器实现的HTML API，比如localStorage， sessionStorage或者IndexedDB。或者通过主进程创建全局变量sharedObject来实现渲染进程的数据共享。
以上是一些electron技术初步的介绍，有兴趣的读者可以继续阅读详细的官方文档来深入学习。目前来看electron不能算一个年轻的开源项目， 还有不少新的桌面替代技术在涌现（比如miniblink)。如何将像electron这样的优秀技术思想和微策略的桌面程序相结合将一直值得我们探索。
我们会每周推送商业智能、数据分析资讯、技术干货和程序员日常生活，欢迎关注我们的头条&知乎公众号“微策略中国”或微信公众号“微策略 商业智能"。
