uniapp开发app框架在提升开发效率中的独特优势与应用探索
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2023-05-20
FinClip小程序+Rust（四）：端到端融合
前言
在《FinClip小程序+Rust（二）里我们已经试验成功：iOS native app 集成 FinClip SDK，以及 Rust 代码编译成 x86_64-apple-ios 及 aarch64-apple-ios 目标码；在《FinClip小程序+Rust（三）我们用一个 Bitcoin 和 Ethereum 采用的 secp256k1 Ellipic Curve Cryptography（椭圆曲线加密）算法的 Rust 实现（感谢无所不有的Rust 开源生态），极其简单（而取巧）的开发了一个加密货币钱包。
接下来是本系列的焦点：融合
我们的设想是，开发一个native app，里面用Rust实现了一些加解密相关的基础计算功能 - 内存安全、性能不错、跨平台通用；然后打通FinClip SDK，让各种Web3的应用 - DeFi、GameFi、任何需要涉及加密钱包的场景（没有加密钱包就无所谓Web3了），以小程序的前端形态“上架”。
回顾我们这个小项目的目录结构：
finclip-rust
|---- ios
|---- android
|---- desktop
|---- mini-app
|---- rust （加密钱包相关代码，已完成）
Rust 部分告一段落。
Rust 函数注入到 FinClip SDK
接下来是按《FinClip小程序+Rust（二）的方法生成一个 iOS 的 wrapper 应用，姑且命名为“clip”，在 iOS 目录里，一番操作猛如虎，生成的内容如下：
ios
|---- clip
| |---- AppDelegate.h
| |---- AppDelegate.m
| |---- Assets.xcassets
| |---- Base.lproj
| |---- FinApplet.framework (<==== 在xcode的项目添加FinClip SDK后产生）
| |---- SceneDelegate.h
| |---- SceneDelegate.m
| |---- ViewController.h
| |---- ViewController.m
| |---- main.m
|
|---- clip.xcodeproj
|---- project.pbxproj
|---- project.xcworkspace
|---- xcuserdata
在以下的步骤中，我们将主要编辑两处代码：AppDelegate 和 ViewController，以及增加一个 singleton 的实现。
注入自定义 API 扩展 FinClip SDK 的原理
和市场上的其他小程序技术不同，FinClip 的产品使命是把小程序技术能力赋能给任何设备的任何应用，所以它提供了一个嵌入式的小程序引擎（又称为运行沙箱）SDK，而使用这个 SDK 的应用，被称之为宿主。宿主可能有各种的原生功能，希望被注入到 SDK 中从而暴露给小程序的开发者用JavaScript接口调用，从而极大程度扩展、丰富标准 SDK 的能力，支持广泛的应用场景。
视乎你要注入的 API 是同步还是异步调用，在 FinClip SDK 的注入时采用相应的接口进行注册。官网此处有一定的说明，比较简单直观。这里特别要提一下同步接口的注册，开发者如果开始时没有注意到文档说明，可能会浪费一些不必要的时间去诊断为什么小程序侧的 JavaScript 接口调用拿不到数据：
如果要注入到 SDK 的 API 是同步类型，其入参必须是字典类型，返回值也必须是字典类型，且内部不能包含无法序列化成 JSON 的对象。 API 的函数返回值字典里必须包含 errMsg，如果返回成功则 errMsg 的内容值为"
把 Rust 输出的函数封装成 FinClip 接受的 API
FinClip 接受的同步型 API 签名，是字典类型入参和字典类型返回值。我们对需要暴露给小程序的 Rust 函数做一一对应的包装，这个过程比较繁琐机械，大致上可以总结如下：
- (NSDictionary *)yourSyncAPI:(NSDictionary *)param
{
NSLog(@"%p, param:%@", __func__, param);
// 从入参param字典取出参数，就是把字典内容转换成Rust函数需要的对象或数据类型
YourParam1 param1 = ...;
YourParam2 param2 = ...;
YourData data = yourRustFuncExportToC(param1, param2, ...);
// 把获得的数据，以字符串方式塞回到字典中，返回
NSDictionary *resultDict = @{
@"errMsg":@"yourSyncAPI:ok",
@"data_item1":[NSString stringWithUTF8String:data.property1],
@"data_item2":@"[返回值字符串...]"
};
return resultDict;
}
就我们这个加密钱包例子而言， 在 Rust 侧通过 FFI 输出了四个 C-style 接口：
CWallet generate_cwallet(); // Rust生成的Wallet结构，“翻译”成C
free_cwallet(CWallet); // C侧（也就是使用侧）使用完记得通知Rust释放内存
save_wallet(CWallet *); // 把钱包密钥持久化
CWallet fetch_cwallet(); // 从存储把钱包密钥读出
注：上述最后两个关于钱包存取的功能，在 iOS 上需要基于 Core Data 之类的方案实现，暂未支持。我们需要把上述函数逐一映射到 Objective-C 的接口封装，才能注册到 FinClip SDK中。
封装发生在哪里？
上述机械性的映射、封装、数据转换（字典入参转换成 Rust/C 函数入参，Rust/C 函数返回值转换成字典），代码应该写在哪里呢？
简单粗暴的方式，可以写在 AppDelegate 里，因为我们准备把自定义 API 的注册跟 FinClip SDK 初始化放在一起（见下节）。但这不是一个很优雅的做法。
我们决定在 Xcode 项目中，增加一个 class，姑且叫做 FinClipExt（FinClipExt.h/.m）。我们把它实现成一个 singleton，把所有要注册到 FinClip SDK 的 API 都挂在它下面。头文件：
//
// FinClipExt.h
// clip
//
//
#ifndef FinClipExt_h
#define FinClipExt_h
#import <FinApplet/FinApplet.h>
#import "rustywallet.h"
@interface FinClipExt : NSObject {
CWallet cwallet;
}
+(FinClipExt*)singleton;
@end
#endif /* FinClipExt_h */
具体的实现，节选片段（Singleton的实现代码不是重点）：
- (NSDictionary *)generate_wallet:(NSDictionary *)param
{
NSLog(@"OC: generate_wallet ============>");
NSLog(@"%p, param:%@", __func__, param);
cwallet = generate_cwallet();
char *addr = cwallet.public_addr;
char *pub_key = cwallet.public_key;
char *sec_key = cwallet.private_key;
NSLog(@"OC: generate_wallet addr ====> %@", [NSString stringWithUTF8String:addr]);
NSDictionary *resultDict = @{
@"errMsg":@"generate_wallet:ok", //in real case, check to return ok or fail
@"public_address":[NSString stringWithUTF8String:addr],
@"public_key":[NSString stringWithUTF8String:pub_key],
@"private_key":[NSString stringWithUTF8String:sec_key]
};
return resultDict;
}
//remember to free the C memory allocation of the wallet structure
//free_cwallet(cw);
- (NSDictionary *)release_wallet:(NSDictionary *)param
{
NSLog(@"OC: release_wallet ============>");
free_cwallet(cwallet);
NSDictionary *resultDict = @{
@"errMsg":@"release_wallet:ok"
};
return resultDict;
}
我们把 FinClipExt.h 在 AppDelegate 进行 import 即可。
在哪里“登记”API？
本项目中，我们采用了 Objective-C 去开发 iOS wrapper app，FinClip SDK 的初始化，我们放在 AppDelegate 中，那么这里也是我们注入Rust所实现的功能的地方。
首先我们需要确认 Rust library 生成了对应的C 头文件。这个文件的位置必须是Xcode 编译我们这个 clip 项目时能找到的。例如：
cd finclip-rust
cd rust
cbindgen src/lib.rs -l c > rustywallet.h
那么头文件生成在 finclip-rust/rust 下，Xcode 的项目需要在"Build Setting”中的“Header Search Path”把路径加上。
当然，我们在《FinClip小程序+Rust（三）》中成功构建的 librustywallet.a 也必须在 Xcode 项目的“Library Search Path”路径上。
接下来，我们在 AppDelegate.m 里进行初始化和注册：
其中，特别注意到 FinClip SDK 注册自定义 API 时所需提供的 target：
/**
注册同步扩展Api
@param extApiName 扩展的api名称
@param target 实现同步api的类
@return 返回注册结果
*/
- (BOOL)registerSyncExtensionApi:(NSString *)syncExtApiName target:(id)target;
这里的 target，是我们的 FinClipExt singleton，如：
[[FATClient sharedClient] registerSyncExtensionApi:@"generate_wallet" target:[FinClipExt singleton]];
到此为止，我们初步拥有了一个可以运行FinClip小程序并且能让它们调用我们用Rust写出来的原生功能的App。
FinClip 小程序怎么调用自定义接口
现在我们准备开发一个接近于"paper wallet"的钱包“界面” - 一个 FinClip 小程序。它每次被打开的时候都会调用 Rust 实现的接口去生成一个钱包三要素：公开地址、公钥、私钥（当然为了让它真的可用，我们还需要给公开地址、私钥各自生成二维码，有时间我们再加上）。
实际上我们当然不应该每次打开小程序自动生成一个钱包，这里纯属为了 demo。这个小程序界面长这样：
创建一个小程序项目
如《FinClip小程序+Rust（二）所介绍，我们用 FinClip IDE 创建一个项目。
finclip-rust
|---- ios （宿主集成FinClip SDK相关代码，已初步完成）
|---- android
|---- desktop
|---- mini-app
|---- rust （加密钱包相关代码，已完成）
我们把这个小程序项目创建在 mini-app 之下：
mini-apps
|---- app.ftss
|---- app.js
|---- app.json
|---- fide.project.config.json
|---- package.json
|---- pages
| |---- generate.ftss
| |---- generate.fxml
| |---- generate.js
| |---- generate.json
|---- sitemap.json
IDE 缺省生成的页面，我们把它改名为 generate，以示是负责生成密钥的页面，但无关重要。
告知小程序我们有自定义接口可用
在根目录下，增加一个 FinClipConf.js 文件：
module.exports = {
extApi:[
{ //普通交互API
name: generate_wallet, //
sync: ture, //是否为同步api
params: { //扩展api 的参数格式，可以只列必须的属性
}
},
{
name: release_wallet,
sync: true,
params: {
}
}
]
}
之前我们在 Xcode 的项目中用 Objective-C 实现的 FinClipExt singleton，所含有的API 被注册至 FinClip SDK 中的，一一在此对应映射。
在小程序的生命周期某些函数中调用接口
上述注册成功的 API，小程序都可以通过“ft”这个系统全局变量去访问（就像微信小程序里需要调用平台 API 时用“wx”一样），从而让自定义的 API 像 FinClip 其他标准系统接口一样使用。
视乎具体的应用场景，我们可以在小程序的各生命周期函数中适当使用。在这个demo 中，我们为了简单展现 Rust 所实现的加密算法可被小程序反复触发，选择在onShow 中生成密钥，在 onHide 的时候则告知 Rust 侧释放内存（要求小程序开发者知道这个特点并配合调用，确实有点怪异。也许在宿主 App 里把它处理掉而无需暴露这样的设计给小程序开发者，更加合理。在此纯属演示目的）。
onShow: function (options) {
const wallet = ft.generate_wallet();
console.log(wallet);
this.setData({
[wallet.public_address]: wallet.public_address,
[wallet.public_key]: wallet.public_key,
[wallet.private_key]: wallet.private_key
})
},
onHide: function () {
console.log("page unload");
ft.release_wallet();
},
如何测试与上架
因为这个小程序极其简单，界面相关的代码就不赘述，可以在 Git上取得。接下来是如何测试的问题。
首先，凡泰极客提供了 FinClip IDE 和 FinClip 助手两个工具帮助开发者调试和测试，其中前者配备运行小程序的模拟器供在电脑上开发调试：
IDE 并能生成预览的二维码：
此时用手机端的 FinClip App 扫二维码，即可在真机测试小程序。
但是，上述工具对于使用自定义 API 的小程序，无法测试涉及扩展部分的功能，因为桌面端 IDE 的模拟器中，并没有你之前自行开发的原生功能与接口，而 FinClip App作为一个只集成了标准 FinClip SDK 的宿主，它同样仅供开发者调试标准功能。在这些标准环境下测试你使用了自定义接口的小程序，就会遇到自定义函数“undefined”的问题。所以你必须依赖 Xcode 启动 iOS 模拟器运行你所开发的宿主App，再加载小程序进行测试。
完全在 IDE+FinClip 助手的环境中形成流畅的开发测试循环，这一闭环被打断，当我们频繁修改小程序进行调试的时候，怎么办呢？目前的方案是，你必须按《FinClip小程序+Rust（二）中描述的那样，自行安装部署 FinClip 社区版，把你开发的小程序上架到这个本地服务中 - 你需要打开两个后台页面，一个企业端、一个运营端，你自己首先扮演开发者的角色把更新的小程序代码通过 IDE 的“上传”发布到社区版的小程序中心：再扮演审核人员的角色，通过运营端去批准自己的上架申请。然后在 Xcode 中，运行iOS 模拟器启动宿主 App 加载要测试的小程序（但 FinClip SDK 会自动检测小程序版本自动升级，所以如果宿主部分的代码稳定的话，实际上我们主要是在 FinClip IDE 开发，然后把代码包上传到 FinClip 社区版小程序中进行发布，iOS 模拟器中的宿主 App 就会通过 FinClip SDK 加载到最新版本的小程序）。FinClip 小程序中心的管理后台操作简单，用户在扮演开发者和管理员两个角色发版、上架小程序的过程中，也就是几个鼠标的点击。
用 FinClip 社区版本地部署形成调试闭环
以下是比较关键的一些 checkpoint，成功验证后，我们任何人在自己的开发机器上，都将拥有一套完整的小程序技术生态，我们将独自一人扮演小程序开发者、原生宿主 App 开发者、跨平台通用逻辑开发者、小程序应用服务端开发者、小程序运营管理者的角色。
在社区版企业端配置关联“合作应用”
也就是我们现在要测试的这个加密钱包小程序的宿主 App（命名为rust-ios），它集成了 FinClip SDK。当成功在本地运行 FinClip 社区版的 docker 镜像后，访问127.0.0.1打开企业端，进行配置：
在我们的宿主 App 初始化 FinClip SDK 时，需要指向社区版：
NSString *appKey = @"22LyZEib0gLTQdU3MUauARgvo5OK1UkzIY2eR+LFy28NAKxKlxHnzqdyifD+rGyG";
FATConfig *config = [FATConfig configWithAppSecret:@"8fe39ccd4c9862ae" appKey:appKey];
config.apiServer = @"http://127.0.0.1:8000";
注意 rust-ios 的 Bundle ID （com.finogeeks.rustful.clip），和它在 Xcode 中的设置是同一个。
在社区版企业端创建小程序
我们这个测试加密钱包的小程序，如之前所命名，叫做“clip”：
它有一个App ID，为该小程序在平台上的唯一标识：
该小程序需要被关联至上述宿主应用 rust-ios 中：
宿主应用rust-ios和clip小程序关联上了。
在宿主 App 加个打开小程序的入口
宿主 App 通过 FinClip SDK 可以远程加载无穷无尽的小程序，可是如何发现、定位这些小程序呢？在真实环境中，宿主 App 的用户可以通过 App 中提供的入口、或者他人的转发分享、或者内容网页/公众号的链接、或者搜索，发现而使用某个小程序。在我们这个小 demo 中，最简单直接的就是在宿主 App 加一个按钮，指向要测试的小程序。
界面长这样，Xcode Interface Builder 画一画，5分钟完成：
在这里，我们要回过头去改进一下 App。改动的代码在 ViewController.m：
//
// ViewController.m
// clip
//
#import "ViewController.h"
#import "rustywallet.h"
#import <FinApplet/FinApplet.h>
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
}
-(IBAction)showLabel{
FATAppletRequest *request = [[FATAppletRequest alloc] init];
request.appletId = @"62621bba4fed110001781d9a";
request.apiServer = @"http://127.0.0.1:8000";
request.transitionStyle = FATTranstionStyleUp;
//request.startParams = startParams;
[[FATClient sharedClient] startAppletWithRequest:request InParentViewController:self completion:^(BOOL result, FATError *error) {
NSLog(@"打开小程序:%@", error);
} closeCompletion:^{
NSLog(@"关闭小程序");
}];
}
@end
上述代码的关键，在于 request.appletId 直接指向了我们的目标小程序 clip 的 App ID（此前在FinClip社区版小程序中心的企业端创建生成，并被关联到了 rust-ios 宿主应用）。
IDE 连接到社区版本地
FinClip IDE 应该登录到社区版服务中，以便于在开发调试过程中能直接把小程序上传至社区版小程序中心：
小程序代码包上传后，我们将依此打开社区版的管理后台，自己扮演不同的角色去上架。
一个人的“联调”
到此，在这一个人的开发测试旅途里，独自戴上不同的帽子，扮演不同的角色，去完成这一试验：
戴上 DevOps 的帽子：启动 FinClip 社区版的 docker 镜像戴上小程序开发者的帽子：IDE 登录 FinClip 社区版，开始开发测试。把clip代码包发布至社区版小程序中心戴上小程序开发者的帽子：登录社区版企业端（缺省在 “http://127.0.0.1:8000/mop/mechanism/#/Home/index” ），把刚才上传的 clip 小程序版本提交审核，申请上架戴上运营管理者的帽子：登录社区版运营端（缺省在 “http://127.0.0.1:8000/mop/operate/#/Home/index” ），审批让自己提交的 clip 小程序上架戴上 iOS 开发者的帽子：到 Xcode 运行 rust-ios 宿主 App，加载 clip 小程序重复第2至第5步在这个过程中，可能会发现我们的 Rust 部分代码要改进或者修复，这个时候我们将要打开 vscode 或者其他环境去编译调试 Rust 代码，再构建成 iOS 的目标码，然后重复上述 2-5 步。
看上去有点复杂，涉及较多的工具、语言，尤其当把Android和其他平台引入的时候，又更加的繁复。但也许换个角度看，是不同的理解：这让任何个人作为独立开发者，逻辑上较为清晰的划分自己在一个端到端的技术链路上不同的角色，按部就班的把模块分而治之。
在现实中，我们更可能是团队作战，上述一个人的“手忙脚乱”可以避免；此外， FinClip 的开发测试工具链还在继续发展优化，应该会让“自研发宿主提供自定义 API 支持小程序运行”的开发测试闭环变得更加的平滑。
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