通过浏览器工作台启动本地项目

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戎马
    阅读 11 分钟
    10

    一直对通过浏览器工作台启动本地项目感兴趣，类似 vue-cli3 中提供的 vue ui，在浏览器中打开工作台，就能够创建、启动、停止、打包、部署你的项目，很好奇这一系列背后的实现原理。

    最近在用 umijs 写项目，就顺便看了它提供的 cli 工具，并解开了自己的疑问。正好自己项目中也要实现类似的功能，明白了原理，只需要再完善打磨就好了。

    体验工作台的功能，自己会猜测对应功能的实现方式，换做是我的话，我大致会如何去写。带着自己的疑问去看别人写的源码，在这个过程中验证自己的猜测，去学习别人处理的技巧。

    本文会删繁就简的实现启动项目这个功能来说明工作台的工作原理，对于边界和异常情况没有做过多处理，要投入使用中，可以做进一步的改进。

    关键点

    1. 启动服务，访问可视化工作台 UI 界面
    2. 通过工作台，执行本地项目指定的命令
    3. 将执行命令的数据主动推送到客户端显示

    细化：

    第一点，在本地启动一个服务，能够访问到页面，选择使用 node 的框架 express 完成，统一返回 index.html 页面。界面可以使用任意框架来做，选择 Vue、react 甚至 jQuery 都可以。

    第二点，在界面中完成一个交互，像点击 启动 按钮，后端要去指定的目录下，执行启动项目的命令，例如 Vue-cli3 构建的项目，需要用 npm run serve 来启动本地服务，就需要能够执行 shell 命令，使用 node 提供的 child_process 模块完成。

    第三点，执行命令时打印的信息，原本如果用系统的终端，就可以在终端打印出来，用到浏览器端 UI 界面来执行命令，要跟在终端中一样，需要把信息打印在页面中。
    执行的任务有些时间比较长，并且在执行过程中会有异步情况。如果用 http 接口请求的方式，把服务端的信息发送给客户端，客户端需要去轮询接口，直到确定命令执行完成停止，这样会带来不少开销。
    选择 webSocket 在浏览器和服务器之间建立全双工的通信通道，服务端接收浏览器的命令，服务端主动推送数据到客户端。这里选择使用 sockjs 模块完成。

    启动服务

    const express = require('express');
const app = express();
const fs = require('fs');
const path = require('path');

app.use('/*',(req, res) => {
  let indexHtml = fs.readFileSync(path.join(__dirname, './index.html'));
  res.set('Content-Type', 'text/html');
  res.send(indexHtml);
})
const server = app.listen(3002,'0.0.0.0',()=> {
  console.log('服务启动');
})

    这段代码比较简单，起一个服务，返回 html 文档,打开浏览器，访问 http://localhost:3002/ 即可。

    创建通信通道

    安装模块 npm i sockjs,并使用：

    const sockjs = require('sockjs');
const ss = sockjs.createServer();  // 创建 sock 服务

// ... 省略上面的 express 代码

let conns = {}; // 存入连接实例

// 监听有客户端连接
ss.on('connection', (conn) => {
  console.log('conn: ', conn.id);
  console.log('有访问来了');
  conns[conn.id] = conn;  // 缓存本次访问者，可以在别处也能发送信息

  // 向客户端发送数据
  conn.write(JSON.stringify({message: '来了老弟'}));

  // 监控客户端发送的数据
  conn.on('data', (messsage) => {
    console.log('拿到数据', messsage);
  })
  // 客户端断开连接
  conn.on('close', () => {
    console.log('离开了 ');
    delete conns[conn.id];
  })
})
// 将sockjs服务挂载到http服务上
ss.installHandlers(server, {
  prefix: '/test',
  log: () => {},
});

    以上启动一个 sock 服务，和 express 启动的服务做了连接， 并设置了访问的前缀为 /test， 这就可以在页面中通过 sockjs-client 访问到这个服务，访问的地址为 http://localhost:3002/test。

    • 事件 connection 监听有客户端成功连接，每次连接都会触发回调函数，回调中接收一个连接实例（Connection instance）。 例子中用变量 conn 来接收。
    • 连接实例下的事件 data，监听客户端发送的数据，消息是unicode字符串。所以如果用对象，需要 JSON.parse 解析。
    • 连接实例下的事件 close，当客户端断开连接时触发。
    • 连接实例下的方法 write()，向客户端发送数据。如果要发送对象，则先用 JSON.stringify 转成字符串。

    具体可以参考https://github.com/sockjs/sockjs-node

    以上用 conns 通过 id 缓存访问的实例实例，目的是可以封装一个通用的发送数据的方法，可以再任意需要的地方调用，让客户端都可以接收到，这个到后面会有用处。

    index.html 中的代码实现：

    <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>测试在浏览器中启动本地服务</title>
  <link rel="stylesheet" href="https://gw.alipayobjects.com/os/lib/xterm/3.14.5/dist/xterm.css">
  <script src="https://gw.alipayobjects.com/os/lib/xterm/3.14.5/dist/xterm.js"></script>
  <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/sockjs-client@1.4.0/dist/sockjs.min.js"></script>
</head>
<body>
  <script>
    // 向浏览器写入打印信息
    let term  = new Terminal();
    term.write('打印信息：\r\n');
    term.open(document.getElementById('terminal'));
    
    // 连接 webSocket 服务
    var sock = new SockJS('http://localhost:3002/test');
    // 初次连接成功后触发的事件
    sock.onopen = function() {
      sock.send(JSON.stringify({type: 'init', message: '成功连接'}));
    };
    // 接收服务器发送的消息
    sock.onmessage = function(message){
      console.log('message: ', message);
    }
  </script>
</body>
</html>

    引入了 xterm.js 工具，把接收的消息打印在页面中。

    引入 sockjs-client 文件，使用其中提供的方法，方便和服务端交互。

    • new SockJS 传入 sock 连接的 url 地址，与服务器建立通信通道。
    • onopen 和服务端连接成功后触发的事件
    • onmessage 当接收来自服务端的消息时触发
    • send() 方法,向服务端发送数据。

    服务端和客户端建立 webSocket 通道后，就可以通信了。

    这个例子是在初次加载页面就连接 webSocket 服务端，也可以在需要的时候再进行连接。

    在这个过程中区分要做的不同的事情，可以在数据中自定义一些 type 类型，例如：

    {type: 'task/init', message: '初始话服务'} 初始服务
    {type: 'task/run', message: '启动服务'} 启动一个项目服务
    {type: 'task/close', message: '停止服务'} 停止一个项目服务

    服务端和客户端可以根据不同的 type 类型，做不同的事情。

    服务端：

    conn.on('data', (messsage) => {
  // 解析为对象
  const data = JSON.parse(messsage);
  switch(data.type){
    case 'task/init':
      // 初始服务
    break;
    case 'task/run':
      // 启动一个项目服务
    break;
    case 'task/cancel':
      // 停止一个项目服务
    break;
  }
})

    客户端：

    sock.send(JSON.stringify({type: 'task/init', message: '初始服务'}));
sock.send(JSON.stringify({type: 'task/run', message: '启动一个项目服务'}));
sock.send(JSON.stringify({type: 'task/cancel', message: '停止一个项目服务'}));

    执行 shell 命令

    使用 Node 内置模块 child_process 提供的 spawn 方法执行指定的命令，这个方法可以衍生一个新的子进程，不阻塞主进程的执行。

    新建 runCommand.js

    let { spawn } = require('child_process');

// 封装可执行命令的方法。
function runCommand(script, options={}){
  options.env = {
    ...process.env,
    ...options.env
  }

  options.cwd = options.cwd || process.cwd();
  // 设置衍生的子进程与主进程通信方式
  options.stdio = ['pipe', 'pipe', 'pipe', 'ipc'];
  let sh = 'sh',shFlag = '-c';
  return spawn(sh, [shFlag, script], options)
}

// 使用
runCommand('node test.js', {
  cwd: "/users/node_files/",
  env: {
    ENV_TEST: '测试数据'
  }
});

    在目录 /users/test/node_files/（此目录由自己设定）， 新建 test.js：

    //用 console.log 向终端输出内容
console.log(111);
console.log('获取自定义环境变量数据', process.env.ENV_TEST);

// 子进程向父进程发送数据
process.send('我是子进程发出的数据')

    上面封装了一个通用执行命令的函数，接受两个参数：

    打开终端，此时运行 node runCommand.js，会发现运行后终端没有任何输出。明明有 console.log，为什么没有输出呢？

    这就需要简单了解下 stdio（标准输入输出）。

    stdio（标准输入输出）

    spawn 方法执行命令会新打开一个子进程，test.js 就在这个子进程中运行。如果关心子进程内部的输出，需要设置子进程与主进程通信的管道。通过设置参数的 stdio ，可以将子进程的 stdio 绑定到不同的地方。

    可以给 stdio 设置数组

    stdio : [输入设置 stdin, 输出设置 stdout, 错误输出 stdrr, [其他通信方式]]

    举例:

    const fd = require("fs").openSync("./node.log", "w+");
child_process.spawn("node", ["-c", "test.js"], {
  // 把子进程的输出和错误存在 node.log 这个文件中
  stdio: [process.stdin, fd, fd]
});

    以上这个例子，是把运行 test.js，输出的结果和错误信息打印在 node.log中。

    如果设置 stdio 为 ['pipe', 'pipe', 'pipe']，子进程的 stdio 与父进程的 stdio 通过管道连接起来。此时通过监听子进程输出（stdout）事件，来获取子进程的输出流数据。

    // 创建子进程，执行命令
const ipc = runCommand('node test.js', {
  env: {
    ENV_TEST: '测试数据'
  }
});
// 接收子进程的输出数据，例如 console.log 的输出
ipc.stdout.on('data', log => {
  console.log(log.toString());
});
// 当子进程执行结束时触发
ipc.stdout.on('close', log => {
  console.log('结束了');
});
// 当主程序结束时，无论子程序是否执行完毕，都kill掉
process.on('exit', () => {
  console.log('主线程退出');
  ipc.kill('SIGTERM');  // 终止子进程
});

    以上运行 node runCommand.js，就可以在终端打印出 test.js 输出的内容。监听了 ipc.stdout 的 data 事件，有数据输出就触发了。

    但是，运行后，在终端并没有看到 test.js 中 我是子进程发出的数据，这句话。用的是 process.send 发送的，这是要和主进程进行通信。那就需要额外的 ipc（进程间通信），设置 stdio 为 ['pipe', 'pipe', 'pipe', 'ipc']，此时要监听子进程 process.send 发送的数据，需要监听 message 事件。

    ipc.on('message',function(message){
  console.log('message: ', message);
})

    此时再运行 node runCommand.js，就可以在终端打印出所有数据了。

    以上设置的 stdio，无论是 console.log 这种在进程中输出流的形式，或者是 process.send 这种与主进程通信的形式，都可以拿到数据。

    以上只是简略的说了下 stdio的一种设置方式，详细可以参考https://cnodejs.org/topic/5aa0e25a19b2e3db18959bee。

    代码整合

    回顾之前抛出的关键点：

    • 启动服务，访问可视化工作台 UI 界面（已完成）
    • 通过工作台，执行本地项目指定的命令（待整合）
    • 将执行命令的数据主动推送到客户端显示（已完成）

    通过上面对每一个点的单独实现，基本解决了上述问题，这时就需要将零散的代码整合起来，来实现一个相对完善的功能。

    首先新建一个 taskManger.js，用来创建子进程执行命令，并将子进程输出的数据通知给调用方。

    let { spawn } = require('child_process');
let {EventEmitter} = require('events');

// 继承有 on emit 的方法
class TaskManger extends EventEmitter {
  constructor(){
    super();
  }
  // 初始调用，接收发送数据的方法
  init(send){
    // 监听 自定义事件
    this.on('std-out-message', (message) => {
      send({
        type: 'task.log',
        payload: {
          log: message
        }
      });
    })
  }
  // 通用的执行命令函数
  runCommand(script, options={}){
    options.env = {
      ...process.env,
      ...options.env
    }
    options.cwd = options.cwd || process.cwd();
    options.stdio = ['pipe', 'pipe', 'pipe', 'ipc'];
    let sh = 'sh',shFlag = '-c';
    return spawn(sh, [shFlag, script], options)
  }
  // 开始任务
  async run(script, options){
    this.ipc = await this.runCommand(script, options);
    this.processHandler(this.ipc);
  }
  // 取消任务
  cancel(){
    this.ipc.kill('SIGTERM');
  }
  // 接收创建的子进程
  processHandler(ipc){
    // 子进程 **process.send** 发送的数据
    ipc.on('message', (message) => {
      this.emit('std-out-message', message);
    });
    // 接收子进程的输出数据，例如 console.log 的输出
    ipc.stdout.setEncoding('utf8');
    ipc.stdout.on('data', log => {
      this.emit('std-out-message', log);
    });
    // 当子进程执行结束时触发
    ipc.stdout.on('close', log => {
      console.log('结束了', log);
      this.emit('std-out-message', '服务停止');
    });
    // 当主程序结束时，无论子程序是否执行完毕，都kill掉
    process.on('exit', () => {
      console.log('主线程退出');
      ipc.kill('SIGTERM');  // 终止进程
    });
  }
}

module.exports = TaskManger;

    以上在使用时调用 init()初始化接收一个将来发送给 socket 的方法（下面会有使用示例）。run() 方法接收命令并创建子进程执行，执行过程数据通过在定义事件 std-out-message，通知给监听方。进而调用方法通知 socket。

    新建一个 socket.js 文件来使用:

    let express = require('express');
let app = express();
let fs = require('fs');
let path = require('path');
let TaskManger = require('./taskManger');
let sockjs = require('sockjs');
const ss = sockjs.createServer();

app.use('/*',(req, res) => {
  let indexHtml = fs.readFileSync(path.join(__dirname, './index.html'));
  res.set('Content-Type', 'text/html');
  res.send(indexHtml.toString());
})

const server = app.listen(3002,()=> {
  console.log('服务启动');
})

const task = new TaskManger();

// 发送给 访问者。
const send = (payload) => {
  const message = JSON.stringify(payload);
  Object.keys(conns).forEach(id => {
    conns[id].write(message);
  });
}

let conns = {};
ss.on('connection', (conn) => {
  conns[conn.id] = conn;
  conn.on('data', async (data) => {
    const datas = JSON.parse(data);
    switch(datas.type){
      case 'task/init': // 初始服务
        task.init(send); 
      break;
      case 'task/run': // 启动一个项目服务
        task.run('npm run serve', {
          cwd: `/Users/test/vue-cli3-project`  // cwd可以设置为你本地的vue-cli3创建的项目目录地址
        });
      break;
      case 'task/cancel': // 停止一个项目服务
        task.cancel()
      break;
    }
  })
  conn.on('close', () => {
    delete conns[conn.id];
  })
})

ss.installHandlers(server, {
  prefix: '/test',
  log: () => {},
});

    以上通过自定义的 type 来区分不同的命令。cwd 目录路径，设置为你本地的 vue-cli3 创建的项目目录地址，或者其他项目，并传入正确的启动命令即可。

    index.html 完整代码：

    <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>测试在浏览器中启动本地服务</title>
  <link rel="stylesheet" href="https://gw.alipayobjects.com/os/lib/xterm/3.14.5/dist/xterm.css">
  <script src="https://gw.alipayobjects.com/os/lib/xterm/3.14.5/dist/xterm.js"></script>
  <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/sockjs-client@1.4.0/dist/sockjs.min.js"></script>
</head>
<body>
  <button id="button">启动应用</button>
  <button id="cancel">停止应用</button>
  <div id="terminal"></div>
  <script>
    let term  = new Terminal();
    term.write('打印信息：\r\n');
    term.open(document.getElementById('terminal'));

    var sock = new SockJS('http://localhost:3002/test');

    // 连接成功触发
    sock.onopen = function() {
      console.log('open');
      // 初始化任务
      let data = {
        type: 'task/init'
      }
      sock.send(JSON.stringify(data));
    };
    // 后端推送过来的数据触发
    sock.onmessage = function(message){
      console.log('message: ', message);
      const data = JSON.parse(message.data);
      let str = data.payload.log.replace(/\n/g, '\r\n');
      // 将打印信息写在页面上
      term.write(str);
    }
    // 启动项目服务
    button.onclick = function(){
      const task = {
        type: 'task/run'
      }
      sock.send(JSON.stringify(task));
    }
    // 取消项目服务
    cancel.onclick = function(){
      const task = {
        type: 'task/cancel'
      }
      sock.send(JSON.stringify(task));
    }
  
  </script>
</body>
</html>

    总结

    通过上述例子，关键点其实是两点，执行命令和建立 Socket 服务，如果对 nodejs 的 API 熟悉的话，很快就能完成这一功能。

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