FinClip程序+Rust(五):用内联SVG实现二维码

网友投稿 716 2023-05-20

前面一番操作,从小程序前端到Rust跨平台通用算法逻辑library,基本搞通。再增加其他功能的话,照虎画猫也不难。

加密钱包写个二维码实现,历时...20分钟

就算是Paper wallet,也还得有两个二维码才能用(总不能每次手敲几十位无法记忆的数字吧?) - 一个是钱包地址,接受支付或者查自己的资产时用;另一个是私钥,在交易时使用。

感谢Rust开源世界的大神们,要给我们的钱包加个生成二维码的功能,真是唾手可得。再把我们在前面已经玩熟了的FinClip小程序+Rust的套路拿出来弄一次,顺便还能额外试试SVG在小程序里面怎么搞:

首先我们找个能生成二维码的代码库。选择当然是很多了,但是我们希望它是跨平台的,二维码本身的生成是纯算法逻辑,哪都一样其次,二维码的渲染展示,最好不依赖于任何平台。二维码图形其实用println都能打印出来(也就是把█这个字符排列一下嘛)。我们选择SVG,因为它的格式实际上就一XML文本。这样我们就不用去搞什么PNG、JPG,引入一些不必要的库最后,我们要把生成的二维码SVG展示在FinClip小程序中

有了上述“指导思想”,我们选择了以下的方案:

使用qrcodegen这个Rust crate,帮助实现QR code生成按照SVG的规范,把生成的QR code输出为XML使用base64这个Rust crate,把SVG文本转化成一串base64编码的字符串把这串字符,在小程序中作为变量值绑定到页面渲染

下面我们把之前介绍的从Rust到FinClip小程序的流程又“机械”的走一次。

Rust部分

首先,改一下Rust部分的代码:

finclip-rust |---- ios |---- mini-app |---- rust <==== 修订对象

在rust子项目的根目录下,对Cargo.toml编辑,增加两个库:

[dependencies] ... qrcodegen = "1.8.0" base64 = "0.13.0"

然后编辑修订src/lib.rs,增加一个QR Code的生成函数,因为是打算给小程序调用的,所以也需要输出为C函数。QR code生成部分特别简单,QrCode::encode_text(&str, ECC-level)即可生成,其中ECC为Error correction,即当二维码损毁的时候,视乎损毁程度,二维码中浓缩的数据的程度(四级)以支持容错。我们选个medium即可:

#[no_mangle] pub unsafe extern "C" fn generate_qrcode_svg(input: *const c_char) -> *const c_char { let s = CStr::from_ptr(input); let sp = s.to_str().unwrap(); let qr = QrCode::encode_text(sp, QrCodeEcc::Medium).unwrap(); let svg = to_svg_string_base64(&qr, 4); let result = CString::new(svg).unwrap(); let c_result: *mut c_char = result.into_raw(); c_result }

注意这里比较重要的,是这个to_svg_string_base64()函数的实现,它实际上是“手工”生成一个XML文本。一个SVG的“图片”,例如以下这个star.svg,用文本编辑器打开,实际上它是这个样子:

<svg height="210" width="500"> <polygon points="100,10 40,198 190,78 10,78 160,198" style="fill:lime;stroke:purple;stroke-width:5;fill-rule:nonzero;"/> Sorry, your browser does not support inline SVG. </svg>

to_svg_string_base64()的代码也没几行,详情可在项目代码库中查看,基本原理就是生成上述XML格式的数据,并调用base64:encode函数把它变成一串在小程序中可用的数据。SVG原始数据,例如是这样:

<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" viewBox="0 0 38 38" stroke="none"> <rect width="100%" height="100%" fill="#FFFFFF"/> <path d="M4,4h1v1h-1z M5,4h1v1h-1z M6,4h1v1h-1z M7,4h1v1h-1z M8, 4h1v1h-1z M9,4h1v1h-1z M10,4h1v1h-1z M14,4h1v1h-1z M15, ...... fill="#000000"/></svg>

再经过base64的转换后,会变成这样(注:以下例子只是一个二维码SVG转换后很长的字符串的部分节选,实在太长无法完整粘贴在此):

PHN2ZyB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciIHZlcnNpb249IjEuMSIgdmlld0JveD0iMCAwIDM3IDM3IiBzdHJva2U9Im5vbmUiPgogICAgICAgIDxyZWN0IHdpZHRoPSIxMDAlIiBoZWlnaHQ9IjEwMCUiIGZpbGw9IiNGRkZGRkYiLz4KICAgICAgICA8cGF0aCBkPSJNNCw0aDF2MWgtMXogTTUsNGgxdjFoLTF6IE02LDRoMXYxaC0xeiBNNyw0aDF2MWgtMXogTTgsNGgxdjFoLTF6IE05LDRoMXYxaC0xeiBNMTAsNGgxdjFoLTF6IE0xNCw0aDF2MWgtMXogT60F6IE0yOCwzMmgxdjFoLTF6IE0zMCwzMmgxdjFoLTF6IiBmaWxsPSIjMDAwMDAwIi8+Cjwvc3ZnPgo=

按照老规矩,我们写在/src/lib.rs的代码,到/examples下修订一下test.rs:

//test.rs // // 测试在Rust侧生成钱包密钥对,转换成C侧的数据结构。 // 测试钱包在C侧调用接口存储和重新读出钱包密钥 // use std::ffi::{CStr}; //use rustylib::gen::{CWallet}; use rustywallet::{ CWallet, generate_cwallet, free_cwallet, save_wallet, fetch_cwallet, generate_qrcode_svg}; fn main() { unsafe { let wallet: CWallet = generate_cwallet(); println!("---- generated a wallet to be used on C-side ----"); print_wallet(&wallet); println!("---- saving the wallet to wallet.json ----"); save_wallet(&wallet); println!("---- saved! ----"); println!("---- fetching the saved wallet to be exposed to C-side ----"); let fetched = fetch_cwallet(); print_wallet(&fetched); free_cwallet(wallet); // 对应 generate_cwallet() free_cwallet(fetched); // 对应 fetch_wallet() } } unsafe fn print_wallet(wallet: &CWallet) { let a = CStr::from_ptr(wallet.public_addr); let pa = a.to_str().unwrap(); println!("public address=> {}", pa); let qrcode_pa = generate_qrcode_svg(wallet.public_addr); let c_qrcode_pa = CStr::from_ptr(qrcode_pa); println!("QR Code:\n {}", c_qrcode_pa.to_str().unwrap()); let pk = CStr::from_ptr(wallet.public_key); let ppk = pk.to_str().unwrap(); println!("public key=> {}", ppk); let sk = CStr::from_ptr(wallet.private_key); let psk = sk.to_str().unwrap(); println!("private key=> {}", psk); }

运行测试一下无碍,就按老办法打包生成iOS universal library:

cargo run --example test cargo lipo --release (或者直接用scripts/ios_build.sh,输出头文件和库到ios项目目录中,更加便利)

Rust部分宣告结束。

宿主App部分

接下来到了宿主部分,要把Rust的新功能给集成进去,也是非常的机械、简单。

finclip-rust |---- ios | |---- clip.xcodeproj | |---- clip | |---- FinClipExt.m <==== 修改一下 |---- mini-app |---- rust (done)

也就是在FinClipExt,这个所有准备向小程序输出的自定义API的“挂靠单位”(一个singleton),修改一下generate_wallet这个函数,在钱包中生成钱包地址后,把这个地址的字符串作为输入,让Rust部分的代码生成对应的SVG数据并转换成base64编码,然后再把结果放到一个叫"public_address_qrcode"的字段中,随着generate_wallet返回的NSDictionary返回。

FinClip小程序部分:支持内联SVG

终于来到了小程序的展现部分,修改也是几分钟的事情:

finclip-rust |---- ios (done) |---- mini-app | |---- pages | |---- generate | |---- generate.fxml <==== 增加两行代码 | |---- generate.js <==== 增加三行代码 |---- rust (done)

首先,自然是要在界面增加一个地方来展示二维码,我们采用最简单粗暴的办法,插入这么两行:

<view style="width:148px;height:148px;background:url({{ wallet.public_address_qrcode }}) no-repeat center"> </view>

这是干嘛的呢?就是以inline方式,把本地生成的SVG通过CSS设为background image。为什么不直接用HTML5所支持的SVG标签?因为... 这是当前互联网上小程序平台的通用做法,考虑到大家都这么干... FinClip首先还是选择了兼容互联网主流技术,希望后续对SVG有更强大的支持吧。

然后,就是上面这个{{wallet.public_address_qrcode}}的变量的数据生成了。这是比较tricky的部分,涉及所谓“内联”的情况。

“内联”,就是把在当前网页内的数据(可能是静态,但更可能是动态生成)当作一个外部资源供页面渲染时使用。以图片为例,通常我们在网页里通过img的标签,让它的src指向图片所在的某个URL地址,从而网页渲染时会把图片资源加载进来。但如果该图片是一种当前页面内的数据呢?我们怎样告诉浏览器去加载它、渲染它?解决方案是通过一种叫做Data URI scheme的格式,例如:

<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAA ANSUhEUgAAAAUAAAAFCAYAAACNbyblAAAAHElEQVQI12P4 //8/w38GIAXDIBKE0DHxgljNBAAO9TXL0Y4OHwAAAABJRU 5ErkJggg==" alt="Red dot" />

Data URI scheme的语法是这样:

data:[<media type>][;base64],<data>

我们要内联式生成SVG,它的data URI scheme是:

"data:image/svg+xml;base64,"

所以,我们现在来到mini-app/pages/generate/generate.js,在这里我们要生成一串数据是符合这个规范的,把它返回到generate.fxml的{{wallet.public_address_qrcode}}中。老办法,改一改小程序的onShow函数:

onShow: function (options) { const wallet = ft.generate_wallet(); const qrcode_svg = "data:image/svg+xml;base64," + wallet.public_address_qrcode; console.log("qrcode"); console.log(qrcode_svg); this.setData({ [wallet.public_address]: wallet.public_address, [wallet.public_address_qrcode]: qrcode_svg, [wallet.public_key]: wallet.public_key, [wallet.private_key]: wallet.private_key }) }

也是足够的简单直观了。Rust侧把脏活累活都干好了,到了小程序侧,也就是给数据加个明文的data URI scheme前缀,结束。

当然,要最后联调我们还得用FinClip社区版的企业端、运营端,自己带上开发者、管理者的帽子,自己提交一下新版本的小程序,再自己审批上架。然后用重新在xcode编译的宿主App刷一刷 - 带二维码的加密钱包马上呈现。

小结

从 Rust 到达 FinClip 小程序,开发过程实质上是层层的跨语言的接口转换、数据转换。

只要把中间的转换机制弄明白弄熟练,其实技术上的实现是比较机械的。一旦成为“熟手技工”,熟练掌握写转换代码的技能,我们就可以把注意力、创新焦点放在 Rust 侧和小程序侧,一侧让我们实现算法型、逻辑型的跨平台通用的代码,另一侧让我们赋能其他前端开发者去创造应用。

如之前的几篇文章所介绍,我们需要经过三种语言、数据结构在各语言之间的适配:

Rust 代码,通过 FFI(Foreign Function Interface),输出 C 风格的 API 接口,以及 C 的数据类型、内存结构。这里的 tricky part,是在编译器跟前和 Rust 的ownership内存模型作“缠斗”,刚开始对这个语言不熟悉的时候,学习曲线比较陡峭,遭遇的困难往往让人气馁,但是一旦柳暗花明,又带来很大的满足感。虽然 Rust 是一个内存安全的语言,可是 C 不是,C 侧的使用过程,依然可能导致内存泄漏第一步产出的 library,需要被目标平台的原生代码集成,才能被注入至 FinClip SDK 中实现扩展。在 iOS 上,C library 在 Objective-C、Swift 的调用性能耗损几乎可以忽略不计,C 函数在 Objective-C 代码中基本是无缝使用,毕竟 Objective-C 可视为是 C 的超集。在 iOS 上,是 C 类型的函数入参和返回值需要被转换成 Objective-C 的 NSDictionary 之类的字典类型。在 Android 上,涉及JNI 一层转换,变成 Java 对象。但A ndroid 官方提供基于 Rust 开发 native component 的支持,看上去更值得深入探索。本文未及尝试,有待来者补充最后是原生部分的接口,经过 FinClip SDK 映射至 JavaScrip t侧,供小程序的应用开发。这里涉及的是原生代码的字典类型数据转换成 JSON 数据

代码层层转换,是 Polyglot Programming(多语言混合编程)所难以避免 - 我们用最适合的语言去解决最对口的问题,但是最终每一个局部方案都需要互相连贯起来。实现了第一次,第二、第三次就难度按指数级别下降,也许最后就是“唯手熟尔”。

还可以尝试更多

受时间与篇幅限制,还有更多内容未及试验。以下是一些可以在现有代码上继续扩展的功能,是熟悉 FinClip+Rust 的很好练习:

完成 crypto wallet 的本地存储和读取:把生成的密钥对和地址持久化存储在宿主App 中。在 iOS 可能需要用 Core Data,但是 Rust+LevelDB 说不定也 OK。更进一步,还可以实现对密钥的加密存储实现私钥对交易的签名使用 Rust Web3 crate(Ethereum JSON-RPC 库),连接以太坊测试链,实现一下账户余额查询、转账支付等功能试试Android、Linux/Mac/Windows 平台上实现同样的 demoRust是最早支持编译生成 WebAssembly 的语言。WebAssembly 对小程序性能提高有一定的帮助。互联网主流平台的小程序技术的基础库对 WebAssembly 已经开始支持。在这里,Rust 同样有可观的发挥空间

欢迎读者对这个 demo 继续作出更多尝试,寻找实际应用场景、探索实用价值。

本系列文章

FinClip小程序+Rust(一) 关于考虑这个技术组合的动机与设想FinClip小程序+Rust(二) 关于这个技术组合的基本开发环境设置FinClip小程序+Rust(三) 让我们以一个适合用Rust开发的场景 - 加密钱包,作为例子,介绍Rust部分FinClip小程序+Rust(四) 介绍一个极其简单的加密钱包小程序,从Rust部分到原生宿主App到小程序端到端集成融合FinClip小程序+Rust(五) 试试在小程序中利用内联式SVG去展示由Rust算法生成的二维码。就这些异构技术的融合,作一个阶段性小结。还有更多可做的事情,可以这个小项目作为试验田,丰富起来。

Source code on Github: https://github.com/kornhill/finclip-rust-demo.git

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