探索 Electron：将 Web 技术带入桌面应用

Electron是一个开源的桌面应用程序开发框架，它允许开发者使用Web技术（如 HTML、CSS 和 JavaScript）构建跨平台的桌面应用程序，它的出现极大地简化了桌面应用程序的开发流程，让更多的开发者能够利用已有的 Web 开发技能来构建功能强大且跨平台的应用程序，这对于提升开发效率和应用程序的快速交付具有重要意义。

初识Electron

Electron是一个由GitHub及众多贡献者组成的活跃社区共同维护的开源项目，其兼容Mac、Windows和Linux，可以构建出三个平台的应用程序，这里给出其官网和中文网，如下：

像我们平常耳熟能详的vscode就是使用electron来进行开发的，当然还要一些我们常用的工具都是采用electron进行开发，包括我们目前使用的最新版的腾讯QQ，也是采用了electron框架技术实现多端跨平台运行，可以说electron算是一个生态完善、功能齐全、系统简便的框架了。

对于创建常见的桌面GUI工具有以下各种框架，这里简单说一下各种框架之间的优缺点：
名称语言优点缺点QTC++跨平台、性能好、生态好依赖多，程序包大PyQTPython底层集成度高、易上手授权问题WPFC#类库丰富、扩展灵活只支持Windows，程序包大WinFormC#性能好、组件丰富、易上手只支持windows，UI差SwingJava基于AWT，组件丰富性能差，UI一般NW.jsJS跨平台性好，界面美观底层交互差、性能差，包大ElectronJS相比NW发展更好底层交互差、性能差，包大CEFC++性能好，灵活集成，UI美观占用资源多，包大

技术是为业务服务的，选择合适的最重要，如下对框架进行一个概述：

1）底层依赖+调用：CEF、QT、Swing

2）UI美观：Electron（NW.js）、PyQT

3）跨平台：Swing（JAVA）、PyQT（Python、C++）、Electron（前端）

Electron技术架构：Electron的核心组成主要有以下三个部分组成，这里对这三个部分进行简述：

Chromium：渲染引擎，负责显示HTML、CSS和JS内容，提供了现代浏览器的功能

Node.js：后端引擎，提供访问本地文件系统和操作系统功能的能力

Native apis：操作系统或平台提供的原生应用程序接口(API)用于与硬件和系统功能进行交互

Electron说明：它其实就是一个实时的框架，将chromium和node.js整合一个运行环境当中，它允许我们使用web技术来构建桌面应用程序，并可以调用一些api来对不同操作环境下的系统进行相应操作，最终实现一个跨平台并且兼容性极好的桌面应用。

Electron工作流程：Electron开发桌面端应用是如何完成整体的工作呢？这里做一个简单的概述，从下图所示可以看出，桌面应用其实就是运行在不同操作系统上的一款软件，当前我们要讨论的就是在底层系统运行上层发生的一些行为：

具体流程包括初始化项目、创建基本文件结构、编写主进程脚本和前端页面、配置package.json以及启动和调试应用，主进程可以看做是 package.json 中 main 属性对应的文件，一个应用只会有一个主进程，只有主进程可以进行GUI的API操作；渲染进程中Windows展示的界面通过渲染进程表现，一个应用可以有多个渲染进程：

项目工程搭建

接下来我们开始搭建electron项目了，首先我们先打开electron官网，对于新手来说直接阅读官网是一个比较不错的选择，这里我们点击官网的快速入门，往下滑动找到我们想要的信息。

第一步：首先我们先查阅一下自身电脑有无安装node环境，没有的话请参考我之前的文章进行安装：地址，安装最新稳定版本的node即可：

第二步：通过 npm init 命令去初始化包，这里就不先直接上框架讲解了，下一篇文章在说，初始化包命令直接一路回车即可：

第三步：接下来我们就需要开始安装electron相关包了，命令如下，安装完成之后配置一下start：

npm install --save-dev electron

第四步：在根目录创建main.js文件用作electron的入口文件，然后编写相应的基础代码，如下：

// app应用；BrowserWindow 窗口
const { app, BrowserWindow } = require('electron')

// 当app准备完毕，创建窗口
app.on('ready', () => {
    new BrowserWindow({ // 窗口的配置
        width: 800,
        height: 600
    })
})

接下来直接终端执行 npm start 命令，直接运行项目，如下可以看到桌面应用已经启动了，其自带一些桌面的菜单和相关基础按钮：

这里我们可以将自带的导航栏隐藏掉，并且在空白页面中内嵌一个别的网站的网页，如下：

// app应用；BrowserWindow 窗口
const { app, BrowserWindow } = require('electron')

// 当app准备完毕，创建窗口
app.on('ready', () => {
    const win = new BrowserWindow({ // 窗口的配置
        width: 800,
        height: 600,
        autoHideMenuBar: true, // 自动隐藏菜单栏
    })
    win.loadURL('http://www.baidu.com') // 加载页面
})

呈现的效果如下所示：

当然关于窗口的配置还有许多相关的配置项，大家可以自信去官网了解，这里就不再一一介绍了，后面讲解项目遇到相应问题需要解决的时候，再讲解相关的配置：

加载本地文件

上文我们讲解到了使用electron运行项目以及使用了一个线上的链接进行项目的实现，接下来我们开始编写如何在electron中加载本地文件，首先我们先创建一下src文件，新建一个html和css文件，然后在文件中编写相应的内容，如下：

然后我们调用BrowserWindow中的函数加载本地文件，如下所示：

// app应用；BrowserWindow 窗口
const { app, BrowserWindow } = require('electron')

// 当app准备完毕，创建窗口
app.on('ready', () => {
    const win = new BrowserWindow({ // 窗口的配置
        width: 800,
        height: 600,
        autoHideMenuBar: true, // 自动隐藏菜单栏
    })
    win.loadFile('./src/index.html') // 加载页面
})

最终呈现的效果如下所示，可以看到本地的文件已经在桌面端中加载出来了：

如果想像浏览器那样使用控制台的话，可以通过快捷键 ctrl + shift + i 打开控制台，如下所示，如果想刷新页面内容的话和浏览器一样，也是f5即可：

因为vscode也是通过electron开发的嘛，所以说vscode也是有控制台的，如下这个就是vscode的控制台：

然后我们打开控制台，一开始会报出如下的警告，说是内容安全策略的问题，这里我们在hmtl文件加上如下代码即可消除警告：

<meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="default-src 'self'; img-src https://*; child-src 'none';" />

完善窗口行为

在window系统下我们开启一个应用，关闭之后是直接在任务栏中消失掉了，而mac系统还是会在任务栏中保留的，为了匹配不同系统下的使用习惯，这里我们也要对electron进行相应的代码配置，如下：

// app应用；BrowserWindow 窗口
const { app, BrowserWindow } = require('electron')

const createWindow = () => {
    const win = new BrowserWindow({ // 窗口的配置
        width: 800,
        height: 600,
        autoHideMenuBar: true, // 自动隐藏菜单栏
    })
    win.loadFile('./src/index.html') // 加载页面
}

// 当app准备完毕，创建窗口
app.on('ready', () => {
    createWindow()
})

// 当所有的窗口都被关闭时，并且还不是苹果系统，则直接退出程序
app.on('window-all-closed', () => {
    if (process.platform !== 'darwin') app.quit()
})

// 当应用被激活时，判断当前窗口的数量，如果是0就创建窗口
app.on('activate', () => {
    if (BrowserWindow.getAllWindows().length === 0) createWindow()
})

配置自动重启

我们每次对代码进行修改都需要手动去重启electron应用才可以看到新的效果，这对编写代码的效率来讲是很底下的，所以这里我们需要配置一下自动重启的配置，终端执行如下命令：

npm i nodemon -D

然后我们在package.json文件中配置一下启动命令如下：

"scripts": {
  "start": "nodemon --exec electron ."
}

当我们在main.js文件中打印一下可以看到会被实时监听到：

但是我们修改本地文件，页面是不会发生变化的，每次还需要我们手动去ctrl + r 强制刷新一下才行

这对于开发者来说还是不太友好，所以这里我们需要一下nodemon.json规则才行，如下我们在根目录创建 nodemon.json 文件，内容如下：

{
    "ignore": [
        "node_modules",
        "dist"
    ],
    "restartable": "r",
    "watch": ["*.*"],
    "ext": "html,js,css"
}

接下来当我们开始编写本地文件的时候，会自动重启electron桌面项目进行实时刷新：

主进程与渲染进程

在Electron中，主进程(Main Process)和渲染进程(Renderer Process)是两个核心概念，它们在应用程序中扮演着不同的角色和功能：

**主进程(Main Process)**：主进程是整个 Electron应用程序的核心，负责管理应用的生命周期和主要的系统交互,通常一个Electron应用程序只有一个主进程，负责创建应用窗口(BrowserWindow)，处理系统事件(如文件系统访问、进程间通信等)，以及执行与操作系统交互的主要任务。

**渲染进程(Renderer Process)**：渲染进程是Electron应用程序中负责展示界面和与用户交互的部分，每个应用窗口都运行在单独的渲染进程中，渲染进程通过Web页面(通常是用 HTML、CSS 和 JavaScript 编写的)来实现应用的用户界面。

如下通过一个简单的代码进行示例：

如果想在js文件中调用一些node.js身上的内容是直接报错的，这里我们需要借助预加载脚本来作为主进程与渲染进程之间的桥梁，如下我们在根目录下创建预加载脚本preload.js，然后在主进程中进行相应的代码配置：

electron的执行顺序就是主进程 -> 预加载脚本 -> 渲染进程，这里我们做一个简单的样式：

最终打印的效果如下所示：

预加载脚本不像渲染进程无法时候node中的api，其是可以使用一些node环境中的api进行操作的，如下我们在预加载脚本中使用electron构建桥梁，然后把当前的node版本暴露出去，在渲染进程中是可以直接拿到的：

演示效果如下：

进程通信

渲染进程流向主进程(单向)：

最终呈现的效果如下所示：

渲染进程与主进程互通(双向)：接下来我们直接通过渲染进程去调用主进程的node中的API函数来获取系统中的数据，这里做一个简单的演示：

呈现的效果如下所示：

主进程流向渲染进程(单向)：主进程向渲染进程发送数据是通过send和on方法，和上面讲述的第一个方法反过来即可，这里不再赘述。

打包应用

在我们编写完electron应用之后，接下来我们开始对这个应用进行打包，终端执行如下命令：

npm i electron-builder -D

安装完成之后，接下来我们需要对我们的package.json文件进行一定的配置，如下：

"scripts": {
  "start": "electron .",
  "build": "electron-builder"
}

然后在设置一下build打包命令的配置：

"build": {
  "appId": "com.xi",
  "win": {
    "icon": "./logo.png",
    "target": [
      {
        "target": "nsis",
        "arch": ["x64"]
      }
    ]
  },
  "nsis": {
    "oneClick": false,
    "perMachine": true,
    "allowToChangeInstallationDirectory": true
  }
},

效果如下所示：