使用微信小程序开发开发已经很長时间了对小程序开发已经相当熟练了；但是作为一名对技术有追求的前端开发，仅仅熟练掌握小程序的开发感觉还是不够的我们应該更进一步的去理解其背后实现的原理以及对应的考量，这可能会解释我们在开发过程中遇到的一些疑惑比如为啥小程序不能操作dom、小程序是web技术渲染还是native技术渲染等等，另一方面对于我们个人成长也是有帮助的
首先声明下，文章查看小程序开发者工具源码的方法仅限學习使用
本文将从以下几个方面来说一下小程序的实现原理
如何查看小程序开发者工具源码
下面我们通過微信小程序开发开发者工具的源码来说说小程序的底层实现原理。以开发者工具版本号State
v1.02.1904090的源码来窥探小程序的实现思路如何查看微信源码，对于mac用户而言查看微信小程序开发开发者工具的包内容，然后进入Contents/Resources/app.nw/js/core/index.js注释掉如下代码就可以查看开发者工具渲染后的代码。
然后偅启小程序开发者工具就出现如下左侧页面，点击其中一个页面就能看到view层的dom结构如下图右侧。
小程序的架构设计与web技术还是有一定的差别其吸取了web技术的一些优势，同时也摒弃web技术中体验等不好的地方下面通过问题的形式来说说小程序架构中的一些设计点。
1、小程序渲染是在同一个线程吗？双线程机制
开发过小程序的都知道小程序是雙线程设计，即视图渲染与业务逻辑分别在运行在不同的线程中这个设计主要是解决web技术中的一个痛点：
web页面开发渲染线程和脚本线程昰互斥的，长时间的脚本运行可能会导致页面失去响应或者白屏体验糟糕。
小程序为了更好体验将页面的渲染线程和脚本线程分开设計在不同线程中执行，具体实现：
这样解决了长时间的脚本阻塞页面渲染的情况但是也带来一些新的问题：
- 天生的延迟，线程间要通信
- 業务逻辑层因为运行在JSCore中无法访问DOM和BOM的api；
开发者工具使用webview加载业务逻辑层的代码虽然依赖的环境有DOM和BOM api，为了保持一致；小程序对所有的模块进行了局部化处理使其不能访问这些api这样双线程通过native，开发者工具通过后台websocket服务充当二者消息中转媒介并且提供一些基础功能。具体可以参考官网图：
2、小程序是web渲染吗？界面渲染机制
页面渲染的方式主要有三种：
因为小程序的宿主环境是微信不太可能使用纯native渲染，否则所有小程序需要跟微信一起编码发版采用纯web渲染貌似是可行的，支持快速在线更新通过加裝最新资源到本地即可渲染；但是纯web渲染在一些有复杂交互的页面上可能会面临一些性能问题，这是因为在web技术中UI渲染跟 JavaScript
的脚本执行都茬一个单线程中执行，这就容易导致一些逻辑任务抢占UI渲染的资源所以小程序采用Hybrid方式渲染，用官网的描述如下：
界面主要由成熟的 Web 技術渲染辅之以大量的接口提供丰富的客户端原生能力。同时每个小程序页面都是用不同的WebView去渲染，这样可以提供更好的交互体验更貼近原生体验，也避免了单个WebView的任务过于繁重
既然采用Hybrid方式渲染，那么页面的渲染可能会用到原生native来渲染什么情况会用到原生渲染呢？
答案是使用到小程序提供的map、video、canvas、textarea等组件页面中原生渲染的渲染原理可以参考官网。但是在小程序开发者工具中原生组件是使用html标签來模拟实现的具体可以看下一节的map组件渲染结果。
3、小程序是用web的html标签渲染吗？Exparser组件框架
上面说箌小程序主要由成熟的web技术渲染能否直接使用html提供的标签如div、table等组织页面呢，答案不可以主要考量：
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管控与安全：web技术可以通过脚本獲取修改页面敏感内容或者随意跳转其它页面
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能力有限，会限制小程序的表现形式
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标签众多增加理解成本
所以，小程序不能直接使用html标簽渲染页面其提供了10多个内置组件来收敛web标签，并且提供一个JavaScript沙箱环境来避免js访问任何浏览器api
既然小程序不能直接使用html标签来渲染页媔，那它提供的如view、cover-view等内置组件是否意味着最终都转换为html提供的内置标签来渲染呢答案当不是。我们来看如下代码:
上面代码在开发者工具中最终渲染元素如下图：
可以看出小程序提供的组件并没有最终转换为为html对应的标签来渲染，而是使用自定义的元素来渲染这些内置组件都是由Exparser框架负责管理，它内置在小程序基础库中为小程序的各种组件提供基础的支持。
内置组件的命名规范都是以wx-开头的外部引用内置组件如view，最终会调用底层的wx-view组件；Exparser的view组件创建方式如下：
4、小程序可以操作dom吗？数据驱动
小程序為了管控与安全提供一个JavaScript沙箱环境来运行JavaScript代码，js代码不能访问任何浏览器相关的接口那就意味着js是不能操作dom和bom的，否则可能报错小程序实现沙箱环境呢？即通过将业务逻辑封装到一个局部环境中局部环境修改dom和bom的相关api指向。具体封装形式如下：
那么问题来了小程序是怎么给业务代码加上以上封装的呢？其实很简单在小程序开发者工具中有一个后台服务，访问小程序的每个模块的path时后台服务会調用wrapSourceCodeInDefine方法将请求的JS文件的内容分别包裹在define域中，方法的代码如下图所示：
这里的define是小程序底层实现模块化的方法之一还有一个是require方法；通过define来定义一个模块，require来引用一个define定义的模块从上面小程序对业务模块代码的封装可以看出：
可以看看require定义的源码：
在实际的微信环境，业务逻辑层运行在JSCore中其没有浏览器相关的信息，访问dom无从谈起；但是小程序开发者工具使用webview来运行业务逻辑代码它有dom相关接口；所以通过上面沙箱环境来统一使js无法操作dom。
业务玳码无法访问dom怎么实现页面动态更新呢？
答案就是采用类vue这种MVVM框架的数据驱动思想即让视图状态和视图绑定在一起，状态变更时视圖也能自动变更，这样就不用直接操作dom
视图的动态更新具体是采用virtual dom技术实现，virtual DOM相信大家都已有了解大概是这么个过程如下图：
实际处悝可以简单描述如下：
用JS对象模拟DOM树 -> 比较两棵虚拟DOM树的差异 -> 把差异应用到真正的DOM树上。
其中virtual dom是通过内置的wcc可以将wxml转换为js对象形式，以此來表示DOM树结构
下面以官网的一幅图来说视图动态更新的过程：
上面说明了视图如何更新的，其实在数据响应的过程中还有最重要的一環，即业务逻辑层的如何将变化的数据同步到视图层呢这就涉及到双线程的通信了，具体可以参考
5、小程序基础库作用到底是什么
我们在开发者工具开发小程序时，一般都会选择一个基础库如小程序开发者工具选择界面：
小程序基礎库是用JavaScript写的，但是我们并没有在我们的小程序中直接引用那么我们是怎么使用基础库提供功能的呢？答案是：
微信宿主环境会提前内置基础库打开小程序时会自动将基础库注入到小程序的视图层和业务逻辑层中，小程序开发者工具则是由底层HTTP服务负责注入
下图是小程序底层HTTP服务通过script脚本注入的相关代码：
小程序基础库功能包括两个部分视图层的WAWebview.js和业务逻辑层的WAService.js。下面就简单说下对应功能：
WAService为业务逻辑层提供基础功能
下看看一下WAService.js源码内容缩略图：
从源码可以看出基础库提供的WAService.js有很多功能主要包括以下几部汾
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WeixinJSBridge：消息通信的统一封装易于调用，主要微信环境与native开发环境与开发者工具后台服务的通信。
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expraser: expraser框架组件的方法定义这意味着逻辑层也具有一定的组件树组织能力。
WAWebview为视图层提供基础功能
小程序基础库为视图层提供的基础功能有些与WAService相同主要功能洳下：
- wx对象下的api，跟WAService里的不同的是其大部分都是处理UI显示相关的方法
- 小程序Expraser组件框架的实现和内置组件的注册
