微信、支付宝小程序的开发工具、框架、API操作+项目实战

第一章小程序基本介绍

一、背景与趋势

微信自从问世以来，现在已经是民众必不可少的交流工具。微信小程序，是一种不需要下载安装就可以使用的应用软件，微信小程序的出现实现了应用触手可及的梦想，使用者只需要轻轻的扫一扫或者搜一下就可以打开应用，用户使用起来特别的方便快捷，今天就同大家一同来了解一下微信小程序未来的发展趋势和前景。

1、微信小程序发展趋势

微信小程序的开发将实现企业和用户的更好交流，也能够大幅度增加客户的用户体验度，对企业来说，微信小程序可以带来可观的客户流量从而产生巨大的经济价值，这才是至关重要的，微信开放的功能不断增多，那么一些小程序也会不断的完善自己，开放一些功能并且不断的得到匹配，这样也就提供了更多的接口能力，从而能够方便开发者进行深度的挖掘开发;当然随着微信的发展，小程序未来将具备更多的功能，企业所能实现的功能也会随着增加，微信小程序的一些相关配套，将会更加完善微信生态系列，这也对于微信小程序的未来发展有着巨大的意义，而且对于推动微信的发展，本身就具备很多的好处。

因为微信小程序是集合在微信上的功能，所以并不需要安装或者是下载，与此同时对于使用客户来说，微信小程序不占用手机的内存，而且也不受手机系统的限制，使用起来方便快捷，触手可及。微信小程序的开发成本相对较低，周期也较短，同比开发一个相同功能的app，需要大量的资金，微信小程序的成本一般情况下是在几千元之内，所以微信小程序人人都用得起，使用效果和 APP 没有差别，在某些方面更是远远超过了 APP 的功能。

2、微信小程序发展前景

1.不用安装，即扫即用，用完就走;省流量，省时间，更省手机空间，也不占用桌面;
⒉.体验上虽然没法完全媲美原生APP，但综合考虑却更优于APP;
3.对于小程序拥有者来说，开发成本更低，他们可以将更多财力，人力，精力放在如何运营好产品，做好内容本身上面去;
4.对于用户来说，相较于各种 APP，微信小程序U和操作流程会更统一，这也会降低用户的使用难度;
5.对于小程序拥有者来说，相较于原生APP，推广更容易，更简单，也更省成本;
6.现在大家都使用微信了，有很大的用户粘性，而且大家都想在微信上使用其他服务，小程序的出现就解决了这个问题。

二、小程序技术方案

1、微信小程序

微信小程序的需求是让第三方开发者可以接入,可以使用微信的提供的接口去开发应用嵌入在微信里。对于这个需求，最简单的实现方案是:让外部开发者开发纯H5应用，在微信的H5容器里打开，容器提供微信native接口，就行了。在有小程序之前，已经有很多这样的业务接入，像京东购物，钱包里的各种友商大众点评/滴滴出行等，都可以认为是一个“小程序"，内嵌在微信里，能调用微信native接口，是不是沿着这种模式下去，把相应的接口开放给第三方，再提供个入口就行了?

实际上这种简单的方案不能满足需求，在产品上微信小程序有另外两个很重要的需求：
1.管控作为一个平台必须对接入的应用有管控能力，必须能尽量精确控制应用的内容和类型，毕竟若出现非法应用平台是要承担责任的，H5 的方式太过自由，开发者可以随时改变整个应用的内容，平台难以检测到这些改变，无法管控。另外H5开发质量参差不齐，平台也无法管控，这对于一向有洁癖的微信来说无法接受。
2. 体验作为一个“小程序”需要让体验接近原生，而上述像京东购物这些普通H5 页面的体验不太行，包括启动速度/页面切换流畅度都有问题，跟原生体验没法比。所有小程序的技术方案都是为了这两个需求服务。
管控
为了满足管控的需求，技术上微信做了两个事情：小程序框架和分离 JS 运行环境。
框架/DSL
H5 太自由，首先要做的就是限制它的自由，怎样限制？自然是做个框架套住，让开发者只能按框架的规则去开发。那应该使用怎样的框架？
在 PC SNS 时代，Facebook做开放平台时有类似的场景，为了第三方开发者能在Facebook 平台上开发，同时又能限制住开发者的权限，Facebook 要求开发者使用自定义的一套DSL(FBML)去开发，而这个DSL能怎么写，最终能转成什么，如何执行，都是平台说了算，同时也可以很方便做代码扫描和审查。

小程序正好能借鉴这样的设计思路，界面不使用HTML开发，而是自定义一套DSL，这样就可以很容易配合审核/代码扫描/域名限制等系列措施去做管控，这就是小程序这一套框架的来源。这套框架通过wxml去描述界面，wxss描述样式，js 去处理逻辑和数据，再通过工具一系列处理把这些转为HTML/CSS/Js显示在 webview 上，并处理界面交互和数据更新。

这样用一套框架去限制开发方式，再造一层 DSL，除了管控外还有一个好处，就是容易进行针对性优化，DSL最终转成什么，最终如何执行渲染都由框架决定，上层不感知，可以做成由 webview渲染，有条件也可以用类似RN的方案自己实现渲染层。
JS环境

通过框架限定开发方式后，管控上还有个问题，就是如何限制应用端JS 调用dom API?小程序跑在 webview 上，渲染时必然要通过JS操作dom，如果小程序框架和应用JS 代码都有权限操作dom，应用可能会通过各种方式在上线后绕过检查，注入JS 调用dom接口去修改页面结构和内容，变成跟审核时不一样的应用。怎样能限制应用的JS 调用dom 的权限?微信想了个比较创新的解决方案，就是:JS运行环境与浏览器分离，运行在单独的JS引擎上。

脱离了浏览器，JS自然没有dom 的调用权限，任何跟webview界面相关的API都无法拿到。而小程序框架核心JS运行在webview 上，可以自由操作dom,通过小程序框架定义的机制，应用端通过 wxmI/wxss定义固定的渲染样式，JS端只管数据绑定，数据可以通过native桥梁从JS引擎传递到webview，JS端无法做任何渲染相关的操作，框架可以对渲染的内容有完整的管控权。

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独立的JS运行环境除了满足管控需求外，也额外带来一些好处和一些坏处。
好处在于:
1．多个页面可以共享一个JS运行环境，数据可以很方便地共享，整个小程序生命周期里共享同一个上下文，更接近APP的开发体验。
2.JS 与页面渲染分离并行执行，不会出现JS执行时卡住页面渲染的情况，提升渲染性能。

坏处在于：
1.多了数据序列化传输的开销，数据需要从JS 传到webview 给视图层渲染，需要序列化为字符串格式再进行传输。
2. ios 上 wKwebview 的JS 引擎比 Javascriptcore多了JIT优化,执行速度快很多倍，小程序的JS运行在 Javascriptcore上无法享受到这个优化。
由于管控需求过于刚需，这个方案带来坏处可以接受。

体验
小程序最主要的两个技术点 — 框架和 JS 运行分离都是源自管控需求，而体验上的需求就是由各种细致的性能优化组成了，很多文章也分析过，这里简单说下，包括：
1．离线包:整个小程序打包下发，不需要打开每个页面都去请求，减少第二次打开时间以及页面切换时间。
2．预加载:预加载多一个wkwebview放后台，用户打开小程序时省去初始化wkwebview时间。另外对于一个小程序内的页面切换，得益于框架的设计，可以做到预渲染模板，切换时再填充数据，加快渲染速度。
3．缓存:退出小程序后不会立即销毁，会在后台继续跑5分钟，在这期间用户切回小程序时速度快。
4．视觉:小程序首次加载通过loading和动画的方式过渡，拒绝白屏，给人一种快的感觉，同时提升了小程序的标识度。

剩下的就是围绕小程序这个平台的周边建设了，像组件，native 接口，IDE，后台管理，版本管理，权限控制等基础支持。

2、支付宝小程序

策略
微信小程序推出时主要面向的场景是线下，希望商家能开发小程序，做像点菜买票这样的即时性应用，提升线下商户体验，支付宝作为线下战场的主要竞争对手自然要跟进。

支付宝要做小程序应该怎么做?可以根据自身的情况，定义另一套技术体系，让第三方接入。但这样的话第三方如果要同时接入微信和支付宝，需要开发两套程序，成本很高，而微信有先发和平台优势，很可能变成只开发微信小程序而放弃接入支付宝小程序，所以最好的做法是降低这里的接入成本，让微信小程序的代码可以复用在支付宝小程序上。所以支付宝小程序对外的框架/API/组件必须是跟微信小程序接近或力求一致，技术上没得选择，所以可以看到支付宝小程序公测版的文档很多跟微信一致。

实现
支付宝小程序框架对外接口是跟微信一样，又因为同样有管控/安全和体验的需求，有些策略是类似的，像独立JS环境，离线包，缓存策略等，但在小程序框架的实现上就跟微信完全不一样。小程序框架作为一层屏蔽了实现细节的DSL层，最终通过什么技术手段实现都可以是由框架底层自由定制的,这边底层架构基于蚂蚁前端团队多年的积累，最终 web 版小程序是以react为基础实现

React Native
除了对外的跟微信一致的 web 版小程序，内部一直在尝试React Native 版小程序，渲染层不适用webview，而是用RN去渲染，提升性能和体验，这也是小程序DSL层带来的好处，底层渲染引擎可以很方便地替换实现方案，甚至同时存在多套方案。

很多人问为什么不用weex，按我理解首先是蚂蚁的前端技术栈基于react，切换成本高，另一个RN相对weex成熟度高，社区支持度高，并保持着不间断的更新，相对友好。

RN本身不跨平台，iOS/Android有各自的写法，在RN的使用上，业界很多人各自实现了基于RN的跨三端或两端的开发方式（例如JDReact)，也就是一次开发，能同时支持RN在iOS /Android两端做原生渲染，也支持 fallback 到webview渲染。这里小程序也算是这样一套方案，上层通过自定义 DSL开发业务，部署时通过工具分别转换成三个平台不同的代码，在三个平台运行。

内部应用
小程序是一套对外的方案，主要用于第三方应用接入，因为上文也说了，框架上很多技术方案都是为了满足对第三方管控和安全方面的需求,而小程序相关的很多体验优化其实用纯H5也可以做到，内部业务用web 版小程序开发并没有带来什么好处，反而增加学习成本。但 RN版小程序不一样，它有一些优势，包括:

RN相对webview性能优势明显，秒开率高，交互也更流畅。
相对于单纯使用RN开发，使用小程序可以屏蔽平台差异，实现跨平台一次开发。
小程序有配套的开发环境/IDE/包管理等基础设施支持，无需再重复建设。
对于业务开发者，小程序不是全新的一套开发方式，在业界可复用，对于框架实现者，RN也是业界流行开源方案，有强大的社区支持。对内对外都避免了另外创建一套只能在内部使用的技术体系，极大降低技术成本。

基于这些原因，在蚂蚁财富这边一些内部原本应该使用H5 实现的业务，也正尝试更多地使用小程序实现，以提升用户体验，目前部分基于小程序RN版开发的业务已在线上稳定运行，后续也会继续尝试把小程序RN版持续打造成高性能稳定的三端统一动态化方案。

三、开发工具

1、微信小程序官方开发工具

注意，它只是个工具，而不是一个 IDE。官方工具中的代码编辑功能，就是将vscode 的代码编辑功能嵌入到工具中，不足以支撑开发。
优点
因为是官方工具所以有这其它第三方工具有这不可比拟的天然优势，如果不是他代码编辑功能太弱的话。

官方工具，可调试，可预览
基本的代码编辑、智能提示、调试等功能都有
项目管理、创建、手机预览、代码提交审核
官方维护更新
缺点
不好的地方也很明显，总体而言是一款工具而不是IDE。糟糕的代码编辑功能，写起代码非常别扭，这是我放弃它的最重要原因。
api提示不全，要一个个查api，影响写代码的速度
很多必备的快捷键都没有，比如全选关键字、快速复制一行等等
颜色主题不能选，不喜欢白色风格怎么搞
没有插件没有插件没有插件重要的事情说三遍

评价
目前因为需要用到微信 web 开发工具进行小程序的创建、调试、查看、预览、上传，所以这个工具必不可少。但是代码编辑功能实在太差，推荐使用其它第三方代码编辑工具代替。

2、即速应用

适合技术小白的小程序开发工具,严格来说，即速应用并不是为专业程序员准备的开发工具，但它绝对是一款功能非常强大的微信小程序制作工具。不懂技术不懂编程的人，一定会爱上即速应用这款工具的。目前只要登录 www.jisuapp.cn 就能使用这款工具。

优点

可视化操作，直接拖拽组件生成页面
提供大量可套用的模板
可将代码打包下载，直接对接到小程序的开发工具
下载下来后的代码可以任意编辑

缺点

电商模板居多，其他类别的模板较少
复杂的功能仍然需要专业程序员二次开发
评价
客观地说，即速应用这款微信小程序制作工具非常适合技术小白。因为它相当于把需要代码的部分都帮你做好了，所以不用太头疼技术方面的问题。当然，如果你是程序员，一样可以在它生成的代码基础上进行二次开发的。

3、Sublime Text 3

简洁高效的开发工具

sublime text 3 定位于代码编辑器而不是 IDE，在代码提示方面只能算一般般，不过胜在使用起来非常方便。
优点

打开文件速度倍儿快、UI 简洁大方
代码编辑体验舒适、高效
拥有大量插件，针对不同需求基本上能找到对应插件来满足
第三方开发者开发小程序插件用于代码着色和代码提示

缺点

没有调试，没有预览
因为是第三方开发者编写的插件，代码提示也不是非常全面

评价
使用门槛不会太高，可以迅速上手。是但如果想实现一些丰富的功能就会比较吃力了。

4、WebStorm

功能繁多的重度开发工具
WebStorm 网上有个插件，可以实现代码提示，不能做调试和预览，并且属于重度工具，如果你是，可以尝试一下这个工具。
优点

有插件可以实现代码高亮，代码提示等功能
有非常成熟和非常丰富的功能
各种快捷键

缺点

无法调试预览
功能比较多、比较臃肿
评价
Webstorm和上述几个工具相比，代码编辑功能较强大。但是需要插件支持才可以开发小程序，而且体积臃肿。
总结
这四款工具各有优劣，适用于微信小程序开发过程中的不同情况。到底选择哪一种，就看自己的需求了。如果你想尽快学会开发微信小程序，那么熟练掌握这些开发工具是非常必要的。

四、MINA 框架

微信小程序的框架示意图如下所示：

1、MINA 框架主要分为两大部分：

第一部分页面视图层，开发者使用WXML文件来搭建页面的基本视图结构(WXML是类似于HTML标签的语言和一系列基础组件），使用wXSS文件来控制页面的表现样式。
第二部分AppService应用逻辑层，是MINA框架的服务中心，通过微信客户端启动异步线程单独加载运行，页面渲染所需的数据、页面交互处理逻辑都在其中实现。MINA框架中的AppService使用JavaScript来编写交互逻辑、网络请求、数据处理，但不能使用JavaScript中的DOM操作。小程序中的各个页面可以通过AppService实现数据管理、网络通信、生命周期管理和页面路由。

MINA框架为页面组件提供了一系列事件监听相关的属性（比如 bindtap、bindtouchstart等)，来与 AppService中的事件处理函数绑定在一起，来实现页面向AppService层同步用户交互数据。MINA框架同时提供了很多方法将AppService中的数据与页面进行单向绑定（注意数据的绑定方向是单向的），当AppService中的数据变更时，会主动触发对应页面组件的重新渲染。

框架的核心是一个响应式的数据绑定系统，它能让数据与视图很简单的保持同步。只需要在逻辑层修改数据，视图层就会做相应的更新。示例如下:

<! --页面视图层代码-->
<view class="apptitle">
    <text closs="app-avatar>欢迎使用{
   
   {appnamel</text>
    <button bindtap="changeAppnawme">更换名称</button>
</view>

//AppService应用逻辑层代码
//初始数据
page({
    data:{
        appname:'易投票'
 },
    changeAppnawe:functiov(e)H
        this.setData({
        appnawe:'我的小程序'
    })

 }

})

示例中数据是如何更新的呢?首先，开发者通过框架将AppService应用逻辑层数据中的appname 与页面视图层名为appname 的变更进行了绑定，页面在刚打开的时候会显示“欢迎使用易投票。然后，当点击按钮“更换名称"之后，视图层会发送changeAppname 的 tap事件给逻辑层，逻辑层找到事件函数changeAppname。最后，逻辑层changeAppname函数执行了setData操作，将对象appname的值改变为“我的小程序"，因为该对象已经在视图层绑定，所以视图层会显示为图2的名称了。

小程序的 MINA 框架有着接近原生 App 的运行速度，在框架层面做了大量的优化，在重功能上（page 或 tab 切换、多媒体、网络连接等）上使用接近于 native的组件继承，对安卓和 ios 端做出了高度一致的呈现，还有近乎完备的开发、调试工具。

2、目录结构

典型的小程序目录结构非常简洁，一般一个项目包含两个目录（pages 和 utils）三个文件（app.js、app.json、app.wxss）。pages 目录下包括程序所需的各个页面，一个页面对应一个目录，包含 2 至 4 个文件（.js、.wxml、.json 及.wxss）。utils 目录则包含一些公共的 js 代码文件。当然，我们还可以添加其他的公共目录，如用来存放本地图片资源的 images 目录。

逻辑层
小程序的逻辑层就是所有.js 脚本文件的集合。小程序在逻辑层处理数据并发送至视图层，同时接受视图层发回的事件请求。
MINA 框架的逻辑层是由 JavaScript 编写，在此基础上，微信团队做出了一些优化，以便更高效的开发小程序，这些优化包括：
（1）、增加 app 方法用来注册程序，增加 page 方法用来注册页面；
（2）、提供丰富的 API 接口；
（3）、页面的作用域相对独立，并拥有了模块化的能力；
简单概括，逻辑层就是各个页面的.js 脚本文件。

需要注意的是，小程序的逻辑层由 js 编写，但并不是在浏览器中运行的，所以JavaScript 在 Web 中的一些能力都不能使用，比如 dom、window 等，这也是我们开发过程中要克服的阻碍。

视图层
对于微信小程序而言，视图层就是所有的.wxml（WeiXin Markup language）文件与.wxss（WeiXin Style Sheet）文件的集合：.wxml 用于描述页面结构而.wxss 用于描述页面样式。
视图层以给定的样式来展现数据并反馈事件给逻辑层，而数据展现是以组件来进行的。组件（Component）是视图的基本组成单元。

数据层
数据层包括临时数据或缓存、文件存储、网络存储与调用。
（1）、页面临时数据或缓存
在页面 page()中，我们要使用 setData 函数来将数据从逻辑层发送到视图层，同时改变对应的 this.data 的值。this 在小程序中一般指调用页面，广泛情况下指的是包含它的函数作为方法被调用时所属的对象。直接修改 this.data 是无效的，无法改变页面的状态，还会造成数据的不一致。单次设置的数据有一个大小限制，不能超过 1024KB，避免一次性设置过多的数据。
setData()函数的参数接受一个对象。以 key,value 的形式表示，将 this.data 中的 key 对应的值改变为 value。key 可以非常灵活，包括以数据路径的形式表示，如 array[0].title，并且无需在 this.data 中预定义。

（2）、文件存储（本地存储）
使用微信提供的现成数据 API 接口，如：

wx.getStorage：获取本地数据缓存

wx.setStorage：设置本地数据缓存

wx.clearStorage：清理本地数据缓存

（3）、网络存储与调用

上传或下载文件的 API 接口，如：

wx.request：发起网络请求

wx.uploadFile：上传文件

wx.downloadFile：下载文件

调用 URL 的 API 接口如下：
wx.navigateTo：保留当前页面，跳转到应用内的某个页面。但是不能跳到tabbar 页面。可返回原页面。

wx.redirectTo：关闭当前页面，跳转到应用内的某个页面。但是不允许跳转到tabbar 页面。不可返回原页面。

以上就是微信小程序框架的相关描述，微信团队一直在不断的优化框架能力，及时的关注官方提供的小程序开发者文档，了解小程序的最新能力及优化点。