彭淑燕, 劉思聰

(江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能工程技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210046)

0 引言

目前越來(lái)越多的行業(yè)都開(kāi)始將小程序作為其主要的流量入口。小程序作為一種典型的輕應(yīng)用，具有免安裝、快速觸達(dá)用戶(hù)、用完即走等特點(diǎn)。作為最早提出的一種小程序，微信小程序截止到2019年底，已經(jīng)積累了約500萬(wàn)個(gè)應(yīng)用，累計(jì)使用人數(shù)已經(jīng)超過(guò)了9億人次。隨著微信小程序的使用范圍越來(lái)越廣，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者加入到了小程序的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)當(dāng)中。但是由于微信小程序開(kāi)發(fā)具有自身獨(dú)特的體系架構(gòu)，使得很多開(kāi)發(fā)者需要重新學(xué)習(xí)相關(guān)的開(kāi)發(fā)規(guī)范與語(yǔ)法。這樣就導(dǎo)致很多開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)成本上升，從而不利于小程序的推廣與應(yīng)用。

鑒于此，本文提出利用Java模板引擎并結(jié)合類(lèi)反射技術(shù)來(lái)進(jìn)行微信小程序代碼的自動(dòng)生成，從而可以大幅提高小程序的開(kāi)發(fā)速度，縮短小程序的發(fā)布周期。首先通過(guò)分析小程序中的常用功能，來(lái)構(gòu)建出若干功能類(lèi)。然后利用模板引擎來(lái)加載相關(guān)的源碼模板文件，最后依據(jù)不同的界面設(shè)計(jì)需求，利用反射技術(shù)來(lái)將相應(yīng)的功能類(lèi)配置信息加載至引擎模板中[1]，并最終通過(guò)模板引擎來(lái)編譯生成具體的小程序源碼。

通過(guò)上述系統(tǒng)，可以快速地根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求來(lái)搭配不同的邏輯組件，進(jìn)而來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的微信小程序App。而且由于該系統(tǒng)定義了一系列的公共接口，第三方開(kāi)發(fā)人員也可以根據(jù)相關(guān)的接口規(guī)范來(lái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)[2]。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)遵循MVC架構(gòu)規(guī)范，對(duì)于系統(tǒng)的視圖、控制、實(shí)體對(duì)象都進(jìn)行了分層設(shè)計(jì)[3]。具體來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)可由以下幾個(gè)模塊組成。

1.1 UI交互模塊

該模塊的作用主要是為用戶(hù)提供一個(gè)可視化的圖形交互界面，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的交互操作以及對(duì)后端數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化渲染。該模塊作為本系統(tǒng)的圖形化交互窗口，一方面將后臺(tái)數(shù)據(jù)以直觀(guān)的方式呈現(xiàn)給用戶(hù)，一方面也會(huì)將用戶(hù)的操作指令及相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)API數(shù)據(jù)接口傳遞至其它模塊。具體的API數(shù)據(jù)接口格式如表1所示。

表1 API數(shù)據(jù)接口結(jié)構(gòu)

1.2 響應(yīng)控制模塊

該模塊的作用是對(duì)用戶(hù)的操作進(jìn)行響應(yīng)。該模塊可以調(diào)用模板引擎模塊，通過(guò)類(lèi)反射技術(shù)來(lái)生成相應(yīng)的小程序代碼。該模塊主要接收UI交互界面所傳遞的用戶(hù)數(shù)據(jù)。在獲取到用戶(hù)數(shù)據(jù)后，該模塊首先需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式解析。首先需要從接口數(shù)據(jù)的Data字段中獲得用戶(hù)數(shù)據(jù)。需要注意的是，由于本系統(tǒng)允許用戶(hù)傳遞空值數(shù)據(jù)(Null)，因此響應(yīng)控制模塊需要先對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行非空判定(Is_Null)。當(dāng)確定上述數(shù)據(jù)不為空時(shí)，才對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式解析。具體方法為首先對(duì)Data字段的值按@符進(jìn)行分割，之后對(duì)獲取到的每一個(gè)鍵值再按冒號(hào)進(jìn)行分割，之后將冒號(hào)右側(cè)的值作為最終的用戶(hù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理。當(dāng)用戶(hù)數(shù)據(jù)處理完畢后，如果沒(méi)有任何錯(cuò)誤異常信息出現(xiàn)，則該模塊會(huì)對(duì)Status字段進(jìn)行數(shù)據(jù)填充，具體值為200，同時(shí)對(duì)Msg字段賦值：“Success”。如果在上述過(guò)程中出現(xiàn)了異常錯(cuò)誤信息，則終止整個(gè)響應(yīng)流程，并為Status字段賦值為500，Msg字段賦值：“Fail”。其他情況，按照響應(yīng)的代碼進(jìn)行填充。如果該用戶(hù)操作不需要獲取后臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)，則Result字段不進(jìn)行填充，直接按空值進(jìn)行傳輸。否則，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)按照“Key1:Value1@Key2:Value2……”的形式進(jìn)行填充。所有操作結(jié)束后，將上述API接口數(shù)據(jù)傳輸回UI交互模塊當(dāng)中。UI交互模塊會(huì)自動(dòng)解析上述API數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的界面渲染與響應(yīng)。

1.3 對(duì)象操作模塊

該模塊主要對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表進(jìn)行對(duì)象關(guān)系映射(ORM)，從而將對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)系統(tǒng)實(shí)例對(duì)象的操作[4]。上述3個(gè)模塊之間存在著相互依賴(lài)關(guān)系。具體的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

2 系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1 UI交互模塊實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，該架構(gòu)模式具有系統(tǒng)平臺(tái)依賴(lài)度低、部署靈活、能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能熱更新等優(yōu)點(diǎn)。在UI交互模塊中包含了所有的系統(tǒng)可視化頁(yè)面，上述頁(yè)面都是基于HTML，CSS以及VUE前端框架開(kāi)發(fā)而成的。具體而言，在上述頁(yè)面當(dāng)中，HTML確定了頁(yè)面的基本框架布局結(jié)構(gòu)，利用DIV元素作為頁(yè)面布局的框架模塊，首先設(shè)置每個(gè)功能模塊的空間位置。之后通過(guò)設(shè)置不同DIV元素的空間定位屬性，來(lái)確定不同功能模塊之間的空間相對(duì)位置。在確定了模塊間的空間相對(duì)位置后，使用CSS樣式來(lái)對(duì)頁(yè)面整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行外觀(guān)美化。當(dāng)靜態(tài)頁(yè)面搭建完成后，再基于VUE框架的模板功能(Template)，將靜態(tài)頁(yè)面按功能模塊的不同劃分至不同的模板當(dāng)中。當(dāng)頁(yè)面對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染時(shí)，將上述功能模板按需進(jìn)行組合，并最終與后臺(tái)數(shù)據(jù)一起構(gòu)成完整的動(dòng)態(tài)渲染頁(yè)面內(nèi)容。具體過(guò)程如圖2所示。

圖2 UI交互模塊實(shí)現(xiàn)原理圖

2.2 響應(yīng)控制模塊實(shí)現(xiàn)

響應(yīng)控制模塊的實(shí)現(xiàn)主要基于Java語(yǔ)言的SpringBoot框架來(lái)實(shí)現(xiàn)。該模塊的作用主要是用來(lái)響應(yīng)前端用戶(hù)請(qǐng)求，處理傳輸數(shù)據(jù)以及向前端頁(yè)面?zhèn)鬏敽笈_(tái)數(shù)據(jù)。該模塊中每一類(lèi)用戶(hù)請(qǐng)求都會(huì)被單獨(dú)抽象為一個(gè)獨(dú)立的Java類(lèi)。每一類(lèi)中都包含以下幾個(gè)基本操作響應(yīng)函數(shù)：(1)add；(2)update；(3)delete；(4)find。除此以外，每個(gè)響應(yīng)類(lèi)中，還包含若干特殊函數(shù)，用來(lái)響應(yīng)用戶(hù)的不同操作請(qǐng)求。每個(gè)用戶(hù)響應(yīng)類(lèi)中都會(huì)添加SpringBoot的用戶(hù)響應(yīng)注解(RequestMapping)。通過(guò)該注解，可以將用戶(hù)的操作與響應(yīng)類(lèi)中的相關(guān)函數(shù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)操作的響應(yīng)[7]。

當(dāng)前端頁(yè)面?zhèn)鬟f的數(shù)據(jù)被用戶(hù)響應(yīng)類(lèi)獲取后，會(huì)首先將上述數(shù)據(jù)保存至一個(gè)String類(lèi)型的變量當(dāng)中，之后利用split工具函數(shù)對(duì)Data字段中的數(shù)據(jù)按冒號(hào)進(jìn)行解析，并將解析后的數(shù)據(jù)保存到一個(gè)臨時(shí)數(shù)組變量當(dāng)中。如果獲取到的解析結(jié)果長(zhǎng)度值小于2時(shí)，則判定當(dāng)前用戶(hù)沒(méi)有向后臺(tái)響應(yīng)函數(shù)傳遞數(shù)據(jù)。反之，則從臨時(shí)數(shù)組變量中獲取第2個(gè)位置上的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)即為用戶(hù)數(shù)據(jù)。獲得用戶(hù)數(shù)據(jù)后，繼續(xù)利用split函數(shù)來(lái)按“@”符進(jìn)行格式解析。解析后得到數(shù)據(jù)均被保存于臨時(shí)數(shù)組變量當(dāng)中，之后所有用戶(hù)數(shù)據(jù)均以冒號(hào)為特征符號(hào)進(jìn)行二次解析，并將解析后的數(shù)據(jù)傳入響應(yīng)的適配器類(lèi)(Adaptive)中進(jìn)行進(jìn)一步的處理。如果用戶(hù)數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，則響應(yīng)的適配器類(lèi)調(diào)用后臺(tái)對(duì)象操作模塊中的相關(guān)方法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作。另一方面，如果用戶(hù)數(shù)據(jù)需要結(jié)合模板引擎(Volicity)來(lái)生成相關(guān)的小程序代碼時(shí)，響應(yīng)控制模塊也會(huì)調(diào)用模板引擎的相關(guān)方法，在類(lèi)反射器的幫助下，向代碼模板中填充相關(guān)的實(shí)例數(shù)據(jù)，并最終生成小程序代碼[8]。生成的相關(guān)代碼以壓縮包的形式向用戶(hù)提供。需要注意的是，當(dāng)使用模板引擎進(jìn)行代碼生成時(shí)，需要首先確保用戶(hù)傳遞的數(shù)據(jù)能夠被正確的實(shí)例化，要點(diǎn)是用戶(hù)數(shù)據(jù)必須含有完整路徑的Java類(lèi)名，否則用戶(hù)數(shù)據(jù)無(wú)法完成實(shí)例化操作，最終會(huì)導(dǎo)致小程序代碼生成失敗。具體流程如圖3所示。

圖3 響應(yīng)控制模塊工作流程圖

2.3 對(duì)象操作模塊實(shí)現(xiàn)

該模塊主要基于Spring Data JPA框架技術(shù)[5-6]來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)象-關(guān)系映射(ORM)。在本系統(tǒng)中主要抽象出了12種代碼模板對(duì)象，并且支持用戶(hù)進(jìn)行代碼模板的自定義操作。具體的代碼模板對(duì)象如表2所示。

表2 代碼模板列表

上述模板對(duì)象，均通過(guò)JPA框架存儲(chǔ)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中?？梢园葱柽M(jìn)行模塊組合。

3 總結(jié)

小程序作為一種典型的輕應(yīng)用，具有免安裝、快速觸達(dá)用戶(hù)、用完即走等特點(diǎn)，使其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者加入到了小程序的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)當(dāng)中。但是由于小程序開(kāi)發(fā)具有自身獨(dú)特的體系架構(gòu)，而且目前各大公司均推出了自己的小程序平臺(tái)，使得很多開(kāi)發(fā)者需要重新學(xué)習(xí)相關(guān)的開(kāi)發(fā)規(guī)范與語(yǔ)法。這樣就導(dǎo)致很多開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)成本上升，小程序應(yīng)用的開(kāi)發(fā)周期拉長(zhǎng)，從而不利于小程序的推廣與應(yīng)用。本研究所提出的基于Java模板引擎并結(jié)合類(lèi)反射技術(shù)來(lái)進(jìn)行小程序代碼的自動(dòng)生成系統(tǒng)，可以大幅提高小程序的開(kāi)發(fā)速度，縮短小程序的發(fā)布周期。經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)踐檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定，高效地進(jìn)行小程序的開(kāi)發(fā)工作，達(dá)到了本研究的設(shè)計(jì)目的，性能穩(wěn)定、高效。這也為以后的小程序開(kāi)發(fā)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。