微前端框架 之 qiankun 從入門到源碼分析

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簡介

從 single-spa 的缺陷講起 -> qiankun 是如何從框架層面解決 single-spa 存在的問題 -> qiankun 源碼解讀,帶你全方位刨析 qiankun 框架。

介紹

qiankun 是基于 single-spa 做了二次封裝的微前端框架,通過解決了 single-spa 的一些弊端和不足,來幫助大家實現更簡單、無痛的構建一個生產可用的微前端架構系統。

微前端框架 之 single-spa 從入門到精通 通過從 基本使用 -> 部署 -> 框架源碼分析 -> 手寫框架,帶你全方位刨析 single-spa 框架。

因為 qiankun 是基于 single-spa 做的二次封裝,主要解決了 single-spa 的一些痛點和不足,所以最好對 single-spa 有一個全面的了解和認識,明白其原理、了解它的不足和缺陷,然后帶著問題和目的去閱讀 qiankun 源碼,可以達到事半功倍的效果,整個閱讀過程的思路也會更加清晰明了。

為什么不是 single-spa

如果你很了解 single-spa 或者閱讀過 微前端框架 之 single-spa 從入門到精通 ,你會發現 single-spa 就做了兩件事,加載微應用(加載方法還是用戶自己提供的)、維護微應用狀態(初始化、掛載、卸載)。了解多了會發現 single-spa 雖好,但是卻存在一些比較嚴重的問題

  1. 對微應用的侵入性太強

    single-spa 采用 JS Entry 的方式接入微應用。微應用改造一般分為三步:

    • 微應用路由改造,添加一個特定的前綴
    • 微應用入口改造,掛載點變更和生命周期函數導出
    • 打包工具配置更改

    侵入型強其實說的就是第三點,更改打包工具的配置,使用 single-spa 接入微應用需要將微應用整個打包成一個 JS 文件,發布到靜態資源服務器,然后在主應用中配置該 JS 文件的地址告訴 single-spa 去這個地址加載微應用。

    不說其它的,就現在這個改動就存在很大的問題,將整個微應用打包成一個 JS 文件,常見的打包優化基本上都沒了,比如:按需加載、首屏資源加載優化、css 獨立打包等優化措施。

    項目發布以后出現了 bug ,修復之后需要更新上線,為了清除瀏覽器緩存帶來的影響,一般文件名會帶上 chunkcontent,微應用發布之后文件名都會發生變化,這時候還需要更新主應用中微應用配置,然后重新編譯主應用然后發布,這套操作簡直是不能忍受的,這也是 微前端框架 之 single-spa 從入門到精通 這篇文章中示例項目中微應用發布時的環境配置選擇 development 的原因。

  2. 樣式隔離問題

    single-spa 沒有做這部分的工作。一個大型的系統會有很的微應用組成,怎么保證這些微應用之間的樣式互不影響?微應用和主應用之間的樣式互不影響?這時只能通過約定命名規范來實現,比如應用樣式以自己的應用名稱開頭,以應用名構造一個獨立的命名空間,這個方式新系統還好說,如果是一個已有的系統,這個改造工作量可不小。

  3. JS 隔離

    這部分工作 single-spa 也沒有做。 JS 全局對象污染是一個很常見的現象,比如:微應用 A 在全局對象上添加了一個自己特有的屬性,window.A,這時候切換到微應用 B,這時候如何保證 window 對象是干凈的呢?

  4. 資源預加載

    這部分的工作 single-spa 更沒做了,畢竟將微應用整個打包成一個 js 文件。現在有個需求,比如為了提高系統的用戶體驗,在第一個微應用掛載完成后,需要讓瀏覽器在后臺悄悄的加載其它微應用的靜態資源,這個怎么實現呢?

  5. 應用間通信

    這部分工作 single-spa 沒做,它只在注冊微應用時給微應用注入一些狀態信息,后續就不管了,沒有任何通信的手段,只能用戶自己去實現

以上 5 個問題中第 2、3、5 還好說,可以通過一些方式來解決,比如采用命名空間的方式解決樣式隔離問題, 通過備份全局對象,每次微應用切換時初始化全局對象的方式來解決 JS 隔離的問題,通信問題可以通過傳遞一些通信方法,這點依賴了 JS 對象本身的特性(傳遞的是引用)來實現;但是第一個和第四個就不好解決了,這是 JS Entry 方式帶來的問題,要解決這個問題,難度相對就會大很多,工作量也會更大。況且這些通用的臟活累活就不應該由用戶(框架使用者)來解決,而是由框架來解決。

為什么是 qiankun

上面說到,通用的臟活累活應該在框架層面去做,qiankun 基于 single-spa 做了二次封裝,很好的解決了上面提到的幾個問題。

  1. HTML Entry

    qiankun 通過 HTML Entry 的方式來解決 JS Entry 帶來的問題,讓你接入微應用像使用 iframe 一樣簡單。

  2. 樣式隔離

    qiankun 實現了兩種樣式隔離

    • 嚴格的樣式隔離模式,為每個微應用的容器包裹上一個 shadow dom 節點,從而確保微應用的樣式不會對全局造成影響
    • 實驗性的方式,通過動態改寫 css 選擇器來實現,可以理解為 css scoped 的方式
  3. **運行時沙箱 **

    qiankun 的運行時沙箱分為 JS 沙箱和 樣式沙箱

    JS 沙箱 為每個微應用生成單獨的 window proxy 對象,配合 HTML Entry 提供的 JS 腳本執行器 (execScripts) 來實現 JS 隔離;

    樣式沙箱 通過重寫 DOM 操作方法,來劫持動態樣式和 JS 腳本的添加,讓樣式和腳本添加到正確的地方,即主應用的插入到主應用模版內,微應用的插入到微應用模版,并且為劫持的動態樣式做了 scoped css 的處理,為劫持的腳本做了 JS 隔離的處理,更加具體的內容可繼續往下閱讀或者直接閱讀 微前端專欄 中的 qiankun 2.x 運行時沙箱 源碼分析

  4. 資源預加載

    qiankun 實現預加載的思路有兩種,一種是當主應用執行 start 方法啟動 qiankun 以后立即去預加載微應用的靜態資源,另一種是在第一個微應用掛載以后預加載其它微應用的靜態資源,這個是利用 single-spa 提供的 single-spa:first-mount 事件來實現的

  5. 應用間通信

    qiankun 通過發布訂閱模式來實現應用間通信,狀態由框架來統一維護,每個應用在初始化時由框架生成一套通信方法,應用通過這些方法來更改全局狀態和注冊回調函數,全局狀態發生改變時觸發各個應用注冊的回調函數執行,將新舊狀態傳遞到所有應用

說明

文章基于 qiankun 2.0.26 版本做了完整的源碼分析,目前網上好像還沒有 qiankun 2.x 版本的完整源碼分析,簡單搜了下好像都是 1.x 版本的

由于框架代碼比較多的,博客有字數限制,所以將全部內容拆成了三篇文章,每一篇都可獨立閱讀:

  • 微前端框架 之 qiankun 從入門到精通

    ,文章由以下三部分組成

    • 為什么不是 single-spa,詳細介紹了 single-spa 存在的問題
    • 為什么是 qiankun,詳細介紹了 qiankun 是怎么從框架層面解決 single-spa 存在的問題的
    • 源碼解讀,完整解讀了 qiankun 2.x 版本的源碼
  • qiankun 2.x 運行時沙箱 源碼分析,詳細解讀了 qiankun 2.x 版本的沙箱實現

  • HTML Entry 源碼分析,詳細解讀了 HTML Entry 的原理以及在 qiankun 中的應用

源碼解讀

這里沒有單獨編寫示例代碼,因為 qiankun 源碼中提供了完整的示例項目,這也是 qiankun 做的很好的一個地方,提供完整的示例,避免大家在使用時重復踩坑。

微前端實現和改造時面臨的第一個困難就是主應用的設置、微應用的接入,single-spa 官方沒有提供一個很好的示例項目,所以大家在使用 single-spa 接入微應用時還是需要踩不少坑的,甚至有些問題需要去閱讀源碼才能解決

框架目錄結構

github 克隆項目以后,執行一下命令:

  • 安裝 qiankun 框架所需的包

    yarn install
    
  • 安裝示例項目的包

    yarn examples:install
    

以上命令執行結束以后:

image-20220202220056482

有料的 package.json

  • npm-run-all

    一個 CLI 工具,用于并行或順序執行多個 npm 腳本

  • father-build

    基于 rollup 的庫構建工具,father 更加強大

  • 多項目的目錄組織以及 scripts 部分的編寫

  • main 和 module 字段

    標識組件庫的入口,當兩者同時存在時,module 字段的優先級高于 main

示例項目中的主應用

這里需要更改一下示例項目中主應用的 webpack 配置

{
  ...
  devServer: {
    // 從 package.json 中可以看出,啟動示例項目時,主應用執行了兩條命令,其實就是啟動了兩個主應用,但是卻只配置了一個端口,瀏覽器打開 localhost:7099 和你預想的有一些出入,這時顯示的是 loadMicroApp(手動加載微應用) 方式的主應用,基于路由配置的主應用沒起來,因為端口被占用了
    // port: '7099'
        // 這樣配置,手動加載微應用的主應用在 7099 端口,基于路由配置的主應用在 7088 端口
    port: process.env.MODE === 'multiple' ? '7099' : '7088'
  }
  ...
}

啟動示例項目

yarn examples:start

命令執行結束以后,訪問 localhost:7099localhost:7088 兩個地址,可以看到如下內容:

image-20220202220258551
image-20220202220401608

到這一步,就證明項目正式跑起來了,所有準備工作就緒

示例項目

官方為我們準備了兩種主應用的實現方式,五種微應用的接入示例,覆蓋面可以說是比較廣了,足以滿足大家的普遍需要了

主應用

主應用在 examples/main 目錄下,提供了兩種實現方式,基于路由配置的 registerMicroApps 和 手動加載微應用的 loadMicroApp。主應用很簡單,就是一個從 0 通過 webpack 配置的一個同時支持 react 和 vue 的項目,至于為什么同時支持 react 和 vue,繼續往下看

webpack.config.js

就是一個普通的 webpack 配置,配置了一個開發服務器 devServer、兩個 loader (babel-loader、css loader)、一個插件 HtmlWebpackPlugin (告訴 webpack html 模版文件是哪個)

通過 webpack 配置文件的 entry 字段得知入口文件分別為 index.jsmultiple.js

基于路由配置

通用將微應用關聯到一些 url 規則的方式,實現當瀏覽器 url 發生變化時,自動加載相應的微應用的功能

index.js
// qiankun api 引入
import { registerMicroApps, runAfterFirstMounted, setDefaultMountApp, start, initGlobalState } from '../../es';
// 全局樣式
import './index.less';

// 專門針對 angular 微應用引入的一個庫
import 'zone.js';

/**
 * 主應用可以使用任何技術棧,這里提供了 react 和 vue 兩種,可以隨意切換
 * 最終都導出了一個 render 函數,負責渲染主應用
 */
// import render from './render/ReactRender';
import render from './render/VueRender';

// 初始化主應用,其實就是渲染主應用
render({ loading: true });

// 定義 loader 函數,切換微應用時由 qiankun 框架負責調用顯示一個 loading 狀態
const loader = loading => render({ loading });

// 注冊微應用
registerMicroApps(
  // 微應用配置列表
  [
    {
      // 應用名稱
      name: 'react16',
      // 應用的入口地址
      entry: '//localhost:7100',
      // 應用的掛載點,這個掛載點在上面渲染函數中的模版里面提供的
      container: '#subapp-viewport',
      // 微應用切換時調用的方法,顯示一個 loading 狀態
      loader,
      // 當路由前綴為 /react16 時激活當前應用
      activeRule: '/react16',
    },
    {
      name: 'react15',
      entry: '//localhost:7102',
      container: '#subapp-viewport',
      loader,
      activeRule: '/react15',
    },
    {
      name: 'vue',
      entry: '//localhost:7101',
      container: '#subapp-viewport',
      loader,
      activeRule: '/vue',
    },
    {
      name: 'angular9',
      entry: '//localhost:7103',
      container: '#subapp-viewport',
      loader,
      activeRule: '/angular9',
    },
    {
      name: 'purehtml',
      entry: '//localhost:7104',
      container: '#subapp-viewport',
      loader,
      activeRule: '/purehtml',
    },
  ],
  // 全局生命周期鉤子,切換微應用時框架負責調用
  {
    beforeLoad: [
      app => {
        // 這個打印日志的方法可以學習一下,第三個參數會替換掉第一個參數中的 %c%s,并且第三個參數的顏色由第二個參數決定
        console.log('[LifeCycle] before load %c%s', 'color: green;', app.name);
      },
    ],
    beforeMount: [
      app => {
        console.log('[LifeCycle] before mount %c%s', 'color: green;', app.name);
      },
    ],
    afterUnmount: [
      app => {
        console.log('[LifeCycle] after unmount %c%s', 'color: green;', app.name);
      },
    ],
  },
);

// 定義全局狀態,并返回兩個通信方法
const { onGlobalStateChange, setGlobalState } = initGlobalState({
  user: 'qiankun',
});

// 監聽全局狀態的更改,當狀態發生改變時執行回調函數
onGlobalStateChange((value, prev) => console.log('[onGlobalStateChange - master]:', value, prev));

// 設置新的全局狀態,只能設置一級屬性,微應用只能修改已存在的一級屬性
setGlobalState({
  ignore: 'master',
  user: {
    name: 'master',
  },
});

// 設置默認進入的子應用,當主應用啟動以后默認進入指定微應用
setDefaultMountApp('/react16');

// 啟動應用
start();

// 當第一個微應用掛載以后,執行回調函數,在這里可以做一些特殊的事情,比如開啟一監控或者買點腳本
runAfterFirstMounted(() => {
  console.log('[MainApp] first app mounted');
});
VueRender.js
/**
 * 導出一個由 vue 實現的渲染函數,渲染了一個模版,模版里面包含一個 loading 狀態節點和微應用容器節點
 */
import Vue from 'vue/dist/vue.esm';

// 返回一個 vue 實例
function vueRender({ loading }) {
  return new Vue({
    template: `
      <div id="subapp-container">
        <h4 v-if="loading" class="subapp-loading">Loading...</h4>
        <div id="subapp-viewport"></div>
      </div>
    `,
    el: '#subapp-container',
    data() {
      return {
        loading,
      };
    },
  });
}

// vue 實例
let app = null;

// 渲染函數
export default function render({ loading }) {
  // 單例,如果 vue 實例不存在則實例化主應用,存在則說明主應用已經渲染,需要更新主營應用的 loading 狀態
  if (!app) {
    app = vueRender({ loading });
  } else {
    app.loading = loading;
  }
}
ReactRender.js
/**
 * 同 vue 實現的渲染函數,這里通過 react 實現了一個一樣的渲染函數
 */
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

// 渲染主應用
function Render(props) {
  const { loading } = props;

  return (
    <>
      {loading && <h4 className="subapp-loading">Loading...</h4>}
      <div id="subapp-viewport" />
    </>
  );
}

// 將主應用渲染到指定節點下
export default function render({ loading }) {
  const container = document.getElementById('subapp-container');
  ReactDOM.render(<Render loading={loading} />, container);
}
手動加載微應用

通常這種場景下的微應用是一個不帶路由的可獨立運行的業務組件,這種使用方式的情況比較少見

multiple.js
/**
 * 調用 loadMicroApp 方法注冊了兩個微應用
 */
import { loadMicroApp } from '../../es';

const app1 = loadMicroApp(
  // 應用配置,名稱、入口地址、容器節點
  { name: 'react15', entry: '//localhost:7102', container: '#react15' },
  // 可以添加一些其它的配置,比如:沙箱、樣式隔離等
  {
    sandbox: {
      // strictStyleIsolation: true,
    },
  },
);

const app2 = loadMicroApp(
  { name: 'vue', entry: '//localhost:7101', container: '#vue' },
  {
    sandbox: {
      // strictStyleIsolation: true,
    },
  },
);

vue

vue 微應用在 examples/vue 目錄下,就是一個通過 vue-cli 創建的 vue demo 應用,然后對 vue.config.jsmain.js 做了一些更改

vue.config.js

一個普通的 webpack 配置,需要注意的地方就三點

{
  ...
  // publicPath 沒在這里設置,是通過 webpack 提供的全局變量 __webpack_public_path__ 來即時設置的,webpackjs.com/guides/public-path/
  devServer: {
    ...
    // 設置跨域,因為主應用需要通過 fetch 去獲取微應用引入的靜態資源的,所以必須要求這些靜態資源支持跨域
    headers: {
      'Access-Control-Allow-Origin': '*',
    },
  },
  output: {
    // 把子應用打包成 umd 庫格式
    library: `${name}-[name]`,  // 庫名稱,唯一
    libraryTarget: 'umd',
    jsonpFunction: `webpackJsonp_${name}`,
  }
  ...
}
main.js
// 動態設置 __webpack_public_path__
import './public-path';
import ElementUI from 'element-ui';
import 'element-ui/lib/theme-chalk/index.css';
import Vue from 'vue';
import VueRouter from 'vue-router';
import App from './App.vue';
// 路由配置
import routes from './router';
import store from './store';

Vue.config.productionTip = false;

Vue.use(ElementUI);

let router = null;
let instance = null;

// 應用渲染函數
function render(props = {}) {
  const { container } = props;
  // 實例化 router,根據應用運行環境設置路由前綴
  router = new VueRouter({
    // 作為微應用運行,則設置 /vue 為前綴,否則設置 /
    base: window.__POWERED_BY_QIANKUN__ ? '/vue' : '/',
    mode: 'history',
    routes,
  });

  // 實例化 vue 實例
  instance = new Vue({
    router,
    store,
    render: h => h(App),
  }).$mount(container ? container.querySelector('#app') : '#app');
}

// 支持應用獨立運行
if (!window.__POWERED_BY_QIANKUN__) {
  render();
}

/**
 * 從 props 中獲取通信方法,監聽全局狀態的更改和設置全局狀態,只能操作一級屬性
 * @param {*} props 
 */
function storeTest(props) {
  props.onGlobalStateChange &&
    props.onGlobalStateChange(
      (value, prev) => console.log(`[onGlobalStateChange - ${props.name}]:`, value, prev),
      true,
    );
  props.setGlobalState &&
    props.setGlobalState({
      ignore: props.name,
      user: {
        name: props.name,
      },
    });
}

/**
 * 導出的三個生命周期函數
 */
// 初始化
export async function bootstrap() {
  console.log('[vue] vue app bootstraped');
}

// 掛載微應用
export async function mount(props) {
  console.log('[vue] props from main framework', props);
  storeTest(props);
  render(props);
}

// 卸載、銷毀微應用
export async function unmount() {
  instance.$destroy();
  instance.$el.innerHTML = '';
  instance = null;
  router = null;
}
public-path.js
/**
 * 在入口文件中使用 ES6 模塊導入,則在導入后對 __webpack_public_path__ 進行賦值。
 * 在這種情況下,必須將公共路徑(public path)賦值移至專屬模塊,然后將其在最前面導入
 */

// qiankun 設置的全局變量,表示應用作為微應用在運行
if (window.__POWERED_BY_QIANKUN__) {
  // eslint-disable-next-line no-undef
  __webpack_public_path__ = window.__INJECTED_PUBLIC_PATH_BY_QIANKUN__;
}

jQuery

這是一個使用了 jQuery 的項目,在 examples/purehtml 目錄下,展示了如何接入使用 jQuery 開發的應用

package.json

為了達到演示效果,使用 http-server 在起了一個本地服務器,并且支持跨域

{
  ...
  "scripts": {
    "start": "cross-env PORT=7104 http-server . --cors",
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },
  ...
}
entry.js
// 渲染函數
const render = $ => {
  $('#purehtml-container').html('Hello, render with jQuery');
  return Promise.resolve();
};

// 在全局對象上導出三個生命周期函數
(global => {
  global['purehtml'] = {
    bootstrap: () => {
      console.log('purehtml bootstrap');
      return Promise.resolve();
    },
    mount: () => {
      console.log('purehtml mount');
      // 調用渲染函數
      return render($);
    },
    unmount: () => {
      console.log('purehtml unmount');
      return Promise.resolve();
    },
  };
})(window);
index.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Purehtml Example</title>
  <script src="http://cdn.bootcss.com/jquery/3.4.1/jquery.min.js">
  </script>
</head>
<body>
  <div style="display: flex; justify-content: center; align-items: center; height: 200px;">
    Purehtml Example
  </div>
  <div id="purehtml-container" style="text-align:center"></div>
  <!-- 引入 entry.js,相當于 vue 項目的 publicPath 配置 -->
  <script src="http://localhost:7104/entry.js" entry></script>
</body>
</html>

angular 9、react 15、react 16

這三個實例項目就不一一分析了,和 vue 項目類似,都是配置打包工具將微應用打包成一個 umd 格式,然后配置應用入口文件 和 路由前綴

小結

好了,讀到這里,系統改造(可以開始干活了)基本上就已經可以順利進行了,從主應用的開發到微應用接入,應該是不會有什么問題了。

當然如果你想繼續深入了解,比如:

  • 上面用到那些 API 的原理是什么?
  • qiankun 是怎么解決我們之前提到的 single-spa 未解決的問題的?
  • ...

接下來就帶著我們的疑問和目的去全面深入的了解 qiankun 框架的內部實現

框架源碼

整個框架的源碼目錄是 src,入口文件是 src/index.ts

入口 src/index.ts

/**
 * 在示例或者官網提到的所有 API 都在這里統一導出
 */
// 最關鍵的三個,手動加載微應用、基于路由配置、啟動 qiankun
export { loadMicroApp, registerMicroApps, start } from './apis';
// 全局狀態
export { initGlobalState } from './globalState';
// 全局的未捕獲異常處理器
export * from './errorHandler';
// setDefaultMountApp 設置主應用啟動后默認進入哪個微應用、runAfterFirstMounted 設置當第一個微應用掛載以后需要調用的一些方法
export * from './effects';
// 類型定義
export * from './interfaces';
// prefetch
export { prefetchImmediately as prefetchApps } from './prefetch';

registerMicroApps

/**
 * 注冊微應用,基于路由配置
 * @param apps = [
 *  {
 *    name: 'react16',
 *    entry: '//localhost:7100',
 *    container: '#subapp-viewport',
 *    loader,
 *    activeRule: '/react16'
 *  },
 *  ...
 * ]
 * @param lifeCycles = { ...各個生命周期方法對象 }
 */
export function registerMicroApps<T extends object = {}>(
  apps: Array<RegistrableApp<T>>,
  lifeCycles?: FrameworkLifeCycles<T>,
) {
  // 防止微應用重復注冊,得到所有沒有被注冊的微應用列表
  const unregisteredApps = apps.filter(app => !microApps.some(registeredApp => registeredApp.name === app.name));

  // 所有的微應用 = 已注冊 + 未注冊的(將要被注冊的)
  microApps = [...microApps, ...unregisteredApps];

  // 注冊每一個微應用
  unregisteredApps.forEach(app => {
    // 注冊時提供的微應用基本信息
    const { name, activeRule, loader = noop, props, ...appConfig } = app;

    // 調用 single-spa 的 registerApplication 方法注冊微應用
    registerApplication({
      // 微應用名稱
      name,
      // 微應用的加載方法,Promise<生命周期方法組成的對象>
      app: async () => {
        // 加載微應用時主應用顯示 loading 狀態
        loader(true);
        // 這句可以忽略,目的是在 single-spa 執行這個加載方法時讓出線程,讓其它微應用的加載方法都開始執行
        await frameworkStartedDefer.promise;

        // 核心、精髓、難點所在,負責加載微應用,然后一大堆處理,返回 bootstrap、mount、unmount、update 這個幾個生命周期
        const { mount, ...otherMicroAppConfigs } = await loadApp(
          // 微應用的配置信息
          { name, props, ...appConfig },
          // start 方法執行時設置的配置對象
          frameworkConfiguration,
          // 注冊微應用時提供的全局生命周期對象
          lifeCycles,
        );

        return {
          mount: [async () => loader(true), ...toArray(mount), async () => loader(false)],
          ...otherMicroAppConfigs,
        };
      },
      // 微應用的激活條件
      activeWhen: activeRule,
      // 傳遞給微應用的 props
      customProps: props,
    });
  });
}

start

/**
 * 啟動 qiankun
 * @param opts start 方法的配置對象 
 */
export function start(opts: FrameworkConfiguration = {}) {
  // qiankun 框架默認開啟預加載、單例模式、樣式沙箱
  frameworkConfiguration = { prefetch: true, singular: true, sandbox: true, ...opts };
  // 從這里可以看出 start 方法支持的參數不止官網文檔說的那些,比如 urlRerouteOnly,這個是 single-spa 的 start 方法支持的
  const { prefetch, sandbox, singular, urlRerouteOnly, ...importEntryOpts } = frameworkConfiguration;

  // 預加載
  if (prefetch) {
    // 執行預加載策略,參數分別為微應用列表、預加載策略、{ fetch、getPublicPath、getTemplate }
    doPrefetchStrategy(microApps, prefetch, importEntryOpts);
  }

  // 樣式沙箱
  if (sandbox) {
    if (!window.Proxy) {
      console.warn('[qiankun] Miss window.Proxy, proxySandbox will degenerate into snapshotSandbox');
      // 快照沙箱不支持非 singular 模式
      if (!singular) {
        console.error('[qiankun] singular is forced to be true when sandbox enable but proxySandbox unavailable');
        // 如果開啟沙箱,會強制使用單例模式
        frameworkConfiguration.singular = true;
      }
    }
  }

  // 執行 single-spa 的 start 方法,啟動 single-spa
  startSingleSpa({ urlRerouteOnly });

  frameworkStartedDefer.resolve();
}

預加載 - doPrefetchStrategy

/**
 * 執行預加載策略,qiankun 支持四種
 * @param apps 所有的微應用 
 * @param prefetchStrategy 預加載策略,四種 =》 
 *  1、true,第一個微應用掛載以后加載其它微應用的靜態資源,利用的是 single-spa 提供的 single-spa:first-mount 事件來實現的
 *  2、string[],微應用名稱數組,在第一個微應用掛載以后加載指定的微應用的靜態資源
 *  3、all,主應用執行 start 以后就直接開始預加載所有微應用的靜態資源
 *  4、自定義函數,返回兩個微應用組成的數組,一個是關鍵微應用組成的數組,需要馬上就執行預加載的微應用,一個是普通的微應用組成的數組,在第一個微應用掛載以后預加載這些微應用的靜態資源
 * @param importEntryOpts = { fetch, getPublicPath, getTemplate }
 */
export function doPrefetchStrategy(
  apps: AppMetadata[],
  prefetchStrategy: PrefetchStrategy,
  importEntryOpts?: ImportEntryOpts,
) {
  // 定義函數,函數接收一個微應用名稱組成的數組,然后從微應用列表中返回這些名稱所對應的微應用,最后得到一個數組[{name, entry}, ...]
  const appsName2Apps = (names: string[]): AppMetadata[] => apps.filter(app => names.includes(app.name));

  if (Array.isArray(prefetchStrategy)) {
    // 說明加載策略是一個數組,當第一個微應用掛載之后開始加載數組內由用戶指定的微應用資源,數組內的每一項表示一個微應用的名稱
    prefetchAfterFirstMounted(appsName2Apps(prefetchStrategy as string[]), importEntryOpts);
  } else if (isFunction(prefetchStrategy)) {
    // 加載策略是一個自定義的函數,可完全自定義應用資源的加載時機(首屏應用、次屏應用)
    (async () => {
      // critical rendering apps would be prefetch as earlier as possible,關鍵的應用程序應該盡可能早的預取
      // 執行加載策略函數,函數會返回兩個數組,一個關鍵的應用程序數組,會立即執行預加載動作,另一個是在第一個微應用掛載以后執行微應用靜態資源的預加載
      const { criticalAppNames = [], minorAppsName = [] } = await prefetchStrategy(apps);
      // 立即預加載這些關鍵微應用程序的靜態資源
      prefetchImmediately(appsName2Apps(criticalAppNames), importEntryOpts);
      // 當第一個微應用掛載以后預加載這些微應用的靜態資源
      prefetchAfterFirstMounted(appsName2Apps(minorAppsName), importEntryOpts);
    })();
  } else {
    // 加載策略是默認的 true 或者 all
    switch (prefetchStrategy) {
      case true:
        // 第一個微應用掛載之后開始加載其它微應用的靜態資源
        prefetchAfterFirstMounted(apps, importEntryOpts);
        break;

      case 'all':
        // 在主應用執行 start 以后就開始加載所有微應用的靜態資源
        prefetchImmediately(apps, importEntryOpts);
        break;

      default:
        break;
    }
  }
}

// 判斷是否為弱網環境
const isSlowNetwork = navigator.connection
  ? navigator.connection.saveData ||
    (navigator.connection.type !== 'wifi' &&
      navigator.connection.type !== 'ethernet' &&
      /(2|3)g/.test(navigator.connection.effectiveType))
  : false;

/**
 * prefetch assets, do nothing while in mobile network
 * 預加載靜態資源,在移動網絡下什么都不做
 * @param entry
 * @param opts
 */
function prefetch(entry: Entry, opts?: ImportEntryOpts): void {
  // 弱網環境下不執行預加載
  if (!navigator.onLine || isSlowNetwork) {
    // Don't prefetch if in a slow network or offline
    return;
  }

  // 通過時間切片的方式去加載靜態資源,在瀏覽器空閑時去執行回調函數,避免瀏覽器卡頓
  requestIdleCallback(async () => {
    // 得到加載靜態資源的函數
    const { getExternalScripts, getExternalStyleSheets } = await importEntry(entry, opts);
    // 樣式
    requestIdleCallback(getExternalStyleSheets);
    // js 腳本
    requestIdleCallback(getExternalScripts);
  });
}

/**
 * 在第一個微應用掛載之后開始加載 apps 中指定的微應用的靜態資源
 * 通過監聽 single-spa 提供的 single-spa:first-mount 事件來實現,該事件在第一個微應用掛載以后會被觸發
 * @param apps 需要被預加載靜態資源的微應用列表,[{ name, entry }, ...]
 * @param opts = { fetch , getPublicPath, getTemplate }
 */
function prefetchAfterFirstMounted(apps: AppMetadata[], opts?: ImportEntryOpts): void {
  // 監聽 single-spa:first-mount 事件
  window.addEventListener('single-spa:first-mount', function listener() {
    // 已掛載的微應用
    const mountedApps = getMountedApps();
    // 從預加載的微應用列表中過濾出未掛載的微應用
    const notMountedApps = apps.filter(app => mountedApps.indexOf(app.name) === -1);

    // 開發環境打印日志,已掛載的微應用和未掛載的微應用分別有哪些
    if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
      console.log(`[qiankun] prefetch starting after ${mountedApps} mounted...`, notMountedApps);
    }

    // 循環加載微應用的靜態資源
    notMountedApps.forEach(({ entry }) => prefetch(entry, opts));

    // 移除 single-spa:first-mount 事件
    window.removeEventListener('single-spa:first-mount', listener);
  });
}

/**
 * 在執行 start 啟動 qiankun 之后立即預加載所有微應用的靜態資源
 * @param apps 需要被預加載靜態資源的微應用列表,[{ name, entry }, ...]
 * @param opts = { fetch , getPublicPath, getTemplate }
 */
export function prefetchImmediately(apps: AppMetadata[], opts?: ImportEntryOpts): void {
  // 開發環境打印日志
  if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
    console.log('[qiankun] prefetch starting for apps...', apps);
  }

  // 加載所有微應用的靜態資源
  apps.forEach(({ entry }) => prefetch(entry, opts));
}

應用間通信 initGlobalState

// 觸發全局監聽,執行所有應用注冊的回調函數
function emitGlobal(state: Record<string, any>, prevState: Record<string, any>) {
  // 循環遍歷,執行所有應用注冊的回調函數
  Object.keys(deps).forEach((id: string) => {
    if (deps[id] instanceof Function) {
      deps[id](cloneDeep(state), cloneDeep(prevState));
    }
  });
}

/**
 * 定義全局狀態,并返回通信方法,一般由主應用調用,微應用通過 props 獲取通信方法。 
 * @param state 全局狀態,{ key: value }
 */
export function initGlobalState(state: Record<string, any> = {}) {
  if (state === globalState) {
    console.warn('[qiankun] state has not changed!');
  } else {
    // 方法有可能被重復調用,將已有的全局狀態克隆一份,為空則是第一次調用 initGlobalState 方法,不為空則非第一次次調用
    const prevGlobalState = cloneDeep(globalState);
    // 將傳遞的狀態克隆一份賦值為 globalState
    globalState = cloneDeep(state);
    // 觸發全局監聽,當然在這個位置調用,正常情況下沒啥反應,因為現在還沒有應用注冊回調函數
    emitGlobal(globalState, prevGlobalState);
  }
  // 返回通信方法,參數表示應用 id,true 表示自己是主應用調用
  return getMicroAppStateActions(`global-${+new Date()}`, true);
}

/**
 * 返回通信方法 
 * @param id 應用 id
 * @param isMaster 表明調用的應用是否為主應用,在主應用初始化全局狀態時,initGlobalState 內部調用該方法時會傳遞 true,其它都為 false
 */
export function getMicroAppStateActions(id: string, isMaster?: boolean): MicroAppStateActions {
  return {
    /**
     * 全局依賴監聽,為指定應用(id = 應用id)注冊回調函數
     * 依賴數據結構為:
     * {
     *   {id}: callback
     * }
     *
     * @param callback 注冊的回調函數
     * @param fireImmediately 是否立即執行回調
     */
    onGlobalStateChange(callback: OnGlobalStateChangeCallback, fireImmediately?: boolean) {
      // 回調函數必須為 function
      if (!(callback instanceof Function)) {
        console.error('[qiankun] callback must be function!');
        return;
      }
      // 如果回調函數已經存在,重復注冊時給出覆蓋提示信息
      if (deps[id]) {
        console.warn(`[qiankun] '${id}' global listener already exists before this, new listener will overwrite it.`);
      }
      // id 為一個應用 id,一個應用對應一個回調
      deps[id] = callback;
      // 克隆全局狀態
      const cloneState = cloneDeep(globalState);
      // 如果需要,立即出發回調執行
      if (fireImmediately) {
        callback(cloneState, cloneState);
      }
    },

    /**
     * setGlobalState 更新 store 數據
     *
     * 1. 對新輸入 state 的第一層屬性做校驗,如果是主應用則可以添加新的一級屬性進來,也可以更新已存在的一級屬性,
     *    如果是微應用,則只能更新已存在的一級屬性,不可以新增一級屬性
     * 2. 觸發全局監聽,執行所有應用注冊的回調函數,以達到應用間通信的目的
     *
     * @param state 新的全局狀態
     */
    setGlobalState(state: Record<string, any> = {}) {
      if (state === globalState) {
        console.warn('[qiankun] state has not changed!');
        return false;
      }

      // 記錄舊的全局狀態中被改變的 key
      const changeKeys: string[] = [];
      // 舊的全局狀態
      const prevGlobalState = cloneDeep(globalState);
      globalState = cloneDeep(
        // 循環遍歷新狀態中的所有 key
        Object.keys(state).reduce((_globalState, changeKey) => {
          if (isMaster || _globalState.hasOwnProperty(changeKey)) {
            // 主應用 或者 舊的全局狀態存在該 key 時才進來,說明只有主應用才可以新增屬性,微應用只可以更新已存在的屬性值,且不論主應用微應用只能更新一級屬性
            // 記錄被改變的key
            changeKeys.push(changeKey);
            // 更新舊狀態中對應的 key value
            return Object.assign(_globalState, { [changeKey]: state[changeKey] });
          }
          console.warn(`[qiankun] '${changeKey}' not declared when init state!`);
          return _globalState;
        }, globalState),
      );
      if (changeKeys.length === 0) {
        console.warn('[qiankun] state has not changed!');
        return false;
      }
      // 觸發全局監聽
      emitGlobal(globalState, prevGlobalState);
      return true;
    },

    // 注銷該應用下的依賴
    offGlobalStateChange() {
      delete deps[id];
      return true;
    },
  };
}

全局未捕獲異常處理器

/**
 * 整個文件的邏輯一眼明了,整個框架提供了兩種全局異常捕獲,一個是 single-spa 提供的,另一個是 qiankun 自己的,你只需提供相應的回調函數即可
 */

// single-spa 的異常捕獲
export { addErrorHandler, removeErrorHandler } from 'single-spa';

// qiankun 的異常捕獲
// 監聽了 error 和 unhandlerejection 事件
export function addGlobalUncaughtErrorHandler(errorHandler: OnErrorEventHandlerNonNull): void {
  window.addEventListener('error', errorHandler);
  window.addEventListener('unhandledrejection', errorHandler);
}

// 移除 error 和 unhandlerejection 事件監聽
export function removeGlobalUncaughtErrorHandler(errorHandler: (...args: any[]) => any) {
  window.removeEventListener('error', errorHandler);
  window.removeEventListener('unhandledrejection', errorHandler);
}

setDefaultMountApp

/**
 * 設置主應用啟動后默認進入的微應用,其實是規定了第一個微應用掛載完成后決定默認進入哪個微應用
 * 利用的是 single-spa 的 single-spa:no-app-change 事件,該事件在所有微應用狀態改變結束后(即發生路由切換且新的微應用已經被掛載完成)觸發
 * @param defaultAppLink 微應用的鏈接,比如 /react16
 */
export function setDefaultMountApp(defaultAppLink: string) {
  // 當事件觸發時就說明微應用已經掛載完成,但這里只監聽了一次,因為事件被觸發以后就移除了監聽,所以說是主應用啟動后默認進入的微應用,且只執行了一次的原因
  window.addEventListener('single-spa:no-app-change', function listener() {
    // 說明微應用已經掛載完成,獲取掛載的微應用列表,再次確認確實有微應用掛載了,其實這個確認沒啥必要
    const mountedApps = getMountedApps();
    if (!mountedApps.length) {
      // 這個是 single-spa 提供的一個 api,通過觸發 window.location.hash 或者 pushState 更改路由,切換微應用
      navigateToUrl(defaultAppLink);
    }

    // 觸發一次以后,就移除該事件的監聽函數,后續的路由切換(事件觸發)時就不再響應
    window.removeEventListener('single-spa:no-app-change', listener);
  });
}

// 這個 api 和 setDefaultMountApp 作用一致,官網也提到,兼容老版本的一個 api
export function runDefaultMountEffects(defaultAppLink: string) {
  console.warn(
    '[qiankun] runDefaultMountEffects will be removed in next version, please use setDefaultMountApp instead',
  );
  setDefaultMountApp(defaultAppLink);
}

runAfterFirstMounted

/**
 * 第一個微應用 mount 后需要調用的方法,比如開啟一些監控或者埋點腳本
 * 同樣利用的 single-spa 的 single-spa:first-mount 事件,當第一個微應用掛載以后會觸發
 * @param effect 回調函數,當第一個微應用掛載以后要做的事情
 */
export function runAfterFirstMounted(effect: () => void) {
  // can not use addEventListener once option for ie support
  window.addEventListener('single-spa:first-mount', function listener() {
    if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
      console.timeEnd(firstMountLogLabel);
    }

    effect();

    // 這里不移除也沒事,因為這個事件后續不會再被觸發了
    window.removeEventListener('single-spa:first-mount', listener);
  });
}

手動加載微應用 loadMicroApp

/**
 * 手動加載一個微應用,是通過 single-spa 的 mountRootParcel api 實現的,返回微應用實例
 * @param app = { name, entry, container, props }
 * @param configuration 配置對象
 * @param lifeCycles 還支持一個全局生命周期配置對象,這個參數官方文檔沒提到
 */
export function loadMicroApp<T extends object = {}>(
  app: LoadableApp<T>,
  configuration?: FrameworkConfiguration,
  lifeCycles?: FrameworkLifeCycles<T>,
): MicroApp {
  const { props } = app;
  // single-spa 的 mountRootParcel api
  return mountRootParcel(() => loadApp(app, configuration ?? frameworkConfiguration, lifeCycles), {
    domElement: document.createElement('div'),
    ...props,
  });
}

qiankun 的核心 loadApp

接下來介紹 loadApp 方法,個人認為 qiankun 的核心代碼可以說大部分都在這里,當然這也是整個框架的精髓和難點所在

/**
 * 完成了以下幾件事:
 *  1、通過 HTML Entry 的方式遠程加載微應用,得到微應用的 html 模版(首屏內容)、JS 腳本執行器、靜態經資源路徑
 *  2、樣式隔離,shadow DOM 或者 scoped css 兩種方式
 *  3、渲染微應用
 *  4、運行時沙箱,JS 沙箱、樣式沙箱
 *  5、合并沙箱傳遞出來的 生命周期方法、用戶傳遞的生命周期方法、框架內置的生命周期方法,將這些生命周期方法統一整理,導出一個生命周期對象,
 * 供 single-spa 的 registerApplication 方法使用,這個對象就相當于使用 single-spa 時你的微應用導出的那些生命周期方法,只不過 qiankun
 * 額外填了一些生命周期方法,做了一些事情
 *  6、給微應用注冊通信方法并返回通信方法,然后會將通信方法通過 props 注入到微應用
 * @param app 微應用配置對象
 * @param configuration start 方法執行時設置的配置對象 
 * @param lifeCycles 注冊微應用時提供的全局生命周期對象
 */
export async function loadApp<T extends object>(
  app: LoadableApp<T>,
  configuration: FrameworkConfiguration = {},
  lifeCycles?: FrameworkLifeCycles<T>,
): Promise<ParcelConfigObject> {
  // 微應用的入口和名稱
  const { entry, name: appName } = app;
  // 實例 id
  const appInstanceId = `${appName}_${+new Date()}_${Math.floor(Math.random() * 1000)}`;

  // 下面這個不用管,就是生成一個標記名稱,然后使用該名稱在瀏覽器性能緩沖器中設置一個時間戳,可以用來度量程序的執行時間,performance.mark、performance.measure
  const markName = `[qiankun] App ${appInstanceId} Loading`;
  if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
    performanceMark(markName);
  }

  // 配置信息
  const { singular = false, sandbox = true, excludeAssetFilter, ...importEntryOpts } = configuration;

  /**
   * 獲取微應用的入口 html 內容和腳本執行器
   * template 是 link 替換為 style 后的 template
   * execScript 是 讓 JS 代碼(scripts)在指定 上下文 中運行
   * assetPublicPath 是靜態資源地址
   */
  const { template, execScripts, assetPublicPath } = await importEntry(entry, importEntryOpts);

  // single-spa 的限制,加載、初始化和卸載不能同時進行,必須等卸載完成以后才可以進行加載,這個 promise 會在微應用卸載完成后被 resolve,在后面可以看到
  if (await validateSingularMode(singular, app)) {
    await (prevAppUnmountedDeferred && prevAppUnmountedDeferred.promise);
  }

  // --------------- 樣式隔離 ---------------
  // 是否嚴格樣式隔離
  const strictStyleIsolation = typeof sandbox === 'object' && !!sandbox.strictStyleIsolation;
  // 實驗性的樣式隔離,后面就叫 scoped css,和嚴格樣式隔離不能同時開啟,如果開啟了嚴格樣式隔離,則 scoped css 就為 false,強制關閉
  const enableScopedCSS = isEnableScopedCSS(configuration);

  // 用一個容器元素包裹微應用入口 html 模版, appContent = `<div id="__qiankun_microapp_wrapper_for_${appInstanceId}__" data-name="${appName}">${template}</div>`
  const appContent = getDefaultTplWrapper(appInstanceId, appName)(template);
  // 將 appContent 有字符串模版轉換為 html dom 元素,如果需要開啟樣式嚴格隔離,則將 appContent 的子元素即微應用入口模版用 shadow dom 包裹起來,以達到樣式嚴格隔離的目的
  let element: HTMLElement | null = createElement(appContent, strictStyleIsolation);
  // 通過 scoped css 的方式隔離樣式,從這里也就能看出官方為什么說:
  // 在目前的階段,該功能還不支持動態的、使用 <link />標簽來插入外聯的樣式,但考慮在未來支持這部分場景
  // 在現階段只處理 style 這種內聯標簽的情況 
  if (element && isEnableScopedCSS(configuration)) {
    const styleNodes = element.querySelectorAll('style') || [];
    forEach(styleNodes, (stylesheetElement: HTMLStyleElement) => {
      css.process(element!, stylesheetElement, appName);
    });
  }

  // --------------- 渲染微應用 ---------------
  // 主應用裝載微應用的容器節點
  const container = 'container' in app ? app.container : undefined;
  // 這個是 1.x 版本遺留下來的實現,如果提供了 render 函數,當微應用需要被激活時就執行 render 函數渲染微應用,新版本用的 container,棄了 render
  // 而且 legacyRender 和 strictStyleIsolation、scoped css 不兼容
  const legacyRender = 'render' in app ? app.render : undefined;

  // 返回一個 render 函數,這個 render 函數要不使用用戶傳遞的 render 函數,要不將 element 插入到 container
  const render = getRender(appName, appContent, container, legacyRender);

  // 渲染微應用到容器節點,并顯示 loading 狀態
  render({ element, loading: true }, 'loading');

  // 得到一個 getter 函數,通過該函數可以獲取 <div id="__qiankun_microapp_wrapper_for_${appInstanceId}__" data-name="${appName}">${template}</div>
  const containerGetter = getAppWrapperGetter(
    appName,
    appInstanceId,
    !!legacyRender,
    strictStyleIsolation,
    enableScopedCSS,
    () => element,
  );

  // --------------- 運行時沙箱 ---------------
  // 保證每一個微應用運行在一個干凈的環境中(JS 執行上下文獨立、應用間不會發生樣式污染)
  let global = window;
  let mountSandbox = () => Promise.resolve();
  let unmountSandbox = () => Promise.resolve();
  if (sandbox) {
    /**
     * 生成運行時沙箱,這個沙箱其實由兩部分組成 => JS 沙箱(執行上下文)、樣式沙箱
     * 
     * 沙箱返回 window 的代理對象 proxy 和 mount、unmount 兩個方法
     * unmount 方法會讓微應用失活,恢復被增強的原生方法,并記錄一堆 rebuild 函數,這個函數是微應用卸載時希望自己被重新掛載時要做的一些事情,比如動態樣式表重建(卸載時會緩存)
     * mount 方法會執行一些一些 patch 動作,恢復原生方法的增強功能,并執行 rebuild 函數,將微應用恢復到卸載時的狀態,當然從初始化狀態進入掛載狀態就沒有恢復一說了
     */
    const sandboxInstance = createSandbox(
      appName,
      containerGetter,
      Boolean(singular),
      enableScopedCSS,
      excludeAssetFilter,
    );
    // 用沙箱的代理對象作為接下來使用的全局對象
    global = sandboxInstance.proxy as typeof window;
    mountSandbox = sandboxInstance.mount;
    unmountSandbox = sandboxInstance.unmount;
  }

  // 合并用戶傳遞的生命周期對象和 qiankun 框架內置的生命周期對象
  const { beforeUnmount = [], afterUnmount = [], afterMount = [], beforeMount = [], beforeLoad = [] } = mergeWith(
    {},
    // 返回內置生命周期對象,global.__POWERED_BY_QIANKUN__ 和 global.__INJECTED_PUBLIC_PATH_BY_QIANKUN__ 的設置就是在內置的生命周期對象中設置的
    getAddOns(global, assetPublicPath),
    lifeCycles,
    (v1, v2) => concat(v1 ?? [], v2 ?? []),
  );

  await execHooksChain(toArray(beforeLoad), app, global);

  // get the lifecycle hooks from module exports,獲取微應用暴露出來的生命周期函數
  const scriptExports: any = await execScripts(global, !singular);
  const { bootstrap, mount, unmount, update } = getLifecyclesFromExports(scriptExports, appName, global);

  // 給微應用注冊通信方法并返回通信方法,然后會將通信方法通過 props 注入到微應用
  const {
    onGlobalStateChange,
    setGlobalState,
    offGlobalStateChange,
  }: Record<string, Function> = getMicroAppStateActions(appInstanceId);

  const parcelConfig: ParcelConfigObject = {
    name: appInstanceId,
    bootstrap,
    // 掛載階段需要執行的一系列方法
    mount: [
      // 性能度量,不用管
      async () => {
        if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
          const marks = performance.getEntriesByName(markName, 'mark');
          // mark length is zero means the app is remounting
          if (!marks.length) {
            performanceMark(markName);
          }
        }
      },
      // 單例模式需要等微應用卸載完成以后才能執行掛載任務,promise 會在微應用卸載完以后 resolve
      async () => {
        if ((await validateSingularMode(singular, app)) && prevAppUnmountedDeferred) {
          return prevAppUnmountedDeferred.promise;
        }

        return undefined;
      },
      // 添加 mount hook, 確保每次應用加載前容器 dom 結構已經設置完畢
      async () => {
        // element would be destroyed after unmounted, we need to recreate it if it not exist
        // unmount 階段會置空,這里重新生成
        element = element || createElement(appContent, strictStyleIsolation);
        // 渲染微應用到容器節點,并顯示 loading 狀態
        render({ element, loading: true }, 'mounting');
      },
      // 運行時沙箱導出的 mount
      mountSandbox,
      // exec the chain after rendering to keep the behavior with beforeLoad
      async () => execHooksChain(toArray(beforeMount), app, global),
      // 向微應用的 mount 生命周期函數傳遞參數,比如微應用中使用的 props.onGlobalStateChange 方法
      async props => mount({ ...props, container: containerGetter(), setGlobalState, onGlobalStateChange }),
      // 應用 mount 完成后結束 loading
      async () => render({ element, loading: false }, 'mounted'),
      async () => execHooksChain(toArray(afterMount), app, global),
      // initialize the unmount defer after app mounted and resolve the defer after it unmounted
      // 微應用掛載完成以后初始化這個 promise,并且在微應用卸載以后 resolve 這個 promise
      async () => {
        if (await validateSingularMode(singular, app)) {
          prevAppUnmountedDeferred = new Deferred<void>();
        }
      },
      // 性能度量,不用管
      async () => {
        if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
          const measureName = `[qiankun] App ${appInstanceId} Loading Consuming`;
          performanceMeasure(measureName, markName);
        }
      },
    ],
    // 卸載微應用
    unmount: [
      async () => execHooksChain(toArray(beforeUnmount), app, global),
      // 執行微應用的 unmount 生命周期函數
      async props => unmount({ ...props, container: containerGetter() }),
      // 沙箱導出的 unmount 方法
      unmountSandbox,
      async () => execHooksChain(toArray(afterUnmount), app, global),
      // 顯示 loading 狀態、移除微應用的狀態監聽、置空 element
      async () => {
        render({ element: null, loading: false }, 'unmounted');
        offGlobalStateChange(appInstanceId);
        // for gc
        element = null;
      },
      // 微應用卸載以后 resolve 這個 promise,框架就可以進行后續的工作,比如加載或者掛載其它微應用
      async () => {
        if ((await validateSingularMode(singular, app)) && prevAppUnmountedDeferred) {
          prevAppUnmountedDeferred.resolve();
        }
      },
    ],
  };

  // 微應用有可能定義 update 方法
  if (typeof update === 'function') {
    parcelConfig.update = update;
  }

  return parcelConfig;
}

樣式隔離

qiankun 的樣式隔離有兩種方式,一種是嚴格樣式隔離,通過 shadow dom 來實現,另一種是實驗性的樣式隔離,就是 scoped css,兩種方式不可共存

嚴格樣式隔離

qiankun 中的嚴格樣式隔離,就是在這個 createElement 方法中做的,通過 shadow dom 來實現, shadow dom 是瀏覽器原生提供的一種能力,在過去的很長一段時間里,瀏覽器用它來封裝一些元素的內部結構。以一個有著默認播放控制按鈕的 <video> 元素為例,實際上,在它的 Shadow DOM 中,包含來一系列的按鈕和其他控制器。Shadow DOM 標準允許你為你自己的元素(custom element)維護一組 Shadow DOM。具體內容可查看 shadow DOM

/**
 * 做了兩件事
 *  1、將 appContent 由字符串模版轉換成 html dom 元素
 *  2、如果需要開啟嚴格樣式隔離,則將 appContent 的子元素即微應用的入口模版用 shadow dom 包裹起來,達到樣式嚴格隔離的目的
 * @param appContent = `<div id="__qiankun_microapp_wrapper_for_${appInstanceId}__" data-name="${appName}">${template}</div>`
 * @param strictStyleIsolation 是否開啟嚴格樣式隔離
 */
function createElement(appContent: string, strictStyleIsolation: boolean): HTMLElement {
  // 創建一個 div 元素
  const containerElement = document.createElement('div');
  // 將字符串模版 appContent 設置為 div 的子與阿蘇
  containerElement.innerHTML = appContent;
  // appContent always wrapped with a singular div,appContent 由模版字符串變成了 DOM 元素
  const appElement = containerElement.firstChild as HTMLElement;
  // 如果開啟了嚴格的樣式隔離,則將 appContent 的子元素(微應用的入口模版)用 shadow dom 包裹,以達到微應用之間樣式嚴格隔離的目的
  if (strictStyleIsolation) {
    if (!supportShadowDOM) {
      console.warn(
        '[qiankun]: As current browser not support shadow dom, your strictStyleIsolation configuration will be ignored!',
      );
    } else {
      const { innerHTML } = appElement;
      appElement.innerHTML = '';
      let shadow: ShadowRoot;

      if (appElement.attachShadow) {
        shadow = appElement.attachShadow({ mode: 'open' });
      } else {
        // createShadowRoot was proposed in initial spec, which has then been deprecated
        shadow = (appElement as any).createShadowRoot();
      }
      shadow.innerHTML = innerHTML;
    }
  }

  return appElement;
}
實驗性樣式隔離

實驗性樣式的隔離方式其實就是 scoped cssqiankun 會通過動態改寫一個特殊的選擇器約束來限制 css 的生效范圍,應用的樣式會按照如下模式改寫:

// 假設應用名是 react16
.app-main {
  font-size: 14px;
}
div[data-qiankun-react16] .app-main {
  font-size: 14px;
}
process
/**
 * 做了兩件事:
 *  實例化 processor = new ScopedCss(),真正處理樣式選擇器的地方
 *  生成樣式前綴 `div[data-qiankun]=${appName}`
 * @param appWrapper = <div id="__qiankun_microapp_wrapper_for_${appInstanceId}__" data-name="${appName}">${template}</div>
 * @param stylesheetElement = <style>xx</style>
 * @param appName 微應用名稱
 */
export const process = (
  appWrapper: HTMLElement,
  stylesheetElement: HTMLStyleElement | HTMLLinkElement,
  appName: string,
) => {
  // lazy singleton pattern,單例模式
  if (!processor) {
    processor = new ScopedCSS();
  }

  // 目前支持 style 標簽
  if (stylesheetElement.tagName === 'LINK') {
    console.warn('Feature: sandbox.experimentalStyleIsolation is not support for link element yet.');
  }

  // 微應用模版
  const mountDOM = appWrapper;
  if (!mountDOM) {
    return;
  }

  // div
  const tag = (mountDOM.tagName || '').toLowerCase();

  if (tag && stylesheetElement.tagName === 'STYLE') {
    // 生成前綴 `div[data-qiankun]=${appName}`
    const prefix = `${tag}[${QiankunCSSRewriteAttr}="${appName}"]`;
     /**
     * 實際處理樣式的地方
     * 拿到樣式節點中的所有樣式規則,然后重寫樣式選擇器
     *  含有根元素選擇器的情況:用前綴替換掉選擇器中的根元素選擇器部分,
     *  普通選擇器:將前綴插到第一個選擇器的后面
     */
    processor.process(stylesheetElement, prefix);
  }
}

export const QiankunCSSRewriteAttr = 'data-qiankun';
ScopedCSS
// https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/CSSRule
enum RuleType {
  // type: rule will be rewrote
  STYLE = 1,
  MEDIA = 4,
  SUPPORTS = 12,

  // type: value will be kept
  IMPORT = 3,
  FONT_FACE = 5,
  PAGE = 6,
  KEYFRAMES = 7,
  KEYFRAME = 8,
}

const arrayify = <T>(list: CSSRuleList | any[]) => {
  return [].slice.call(list, 0) as T[];
};

export class ScopedCSS {
  private static ModifiedTag = 'Symbol(style-modified-qiankun)';

  private sheet: StyleSheet;

  private swapNode: HTMLStyleElement;

  constructor() {
    const styleNode = document.createElement('style');
    document.body.appendChild(styleNode);

    this.swapNode = styleNode;
    this.sheet = styleNode.sheet!;
    this.sheet.disabled = true;
  }

  /**
   * 拿到樣式節點中的所有樣式規則,然后重寫樣式選擇器
   *  含有根元素選擇器的情況:用前綴替換掉選擇器中的根元素選擇器部分,
   *  普通選擇器:將前綴插到第一個選擇器的后面
   * 
   * 如果發現一個樣式節點為空,則該節點的樣式內容可能會被動態插入,qiankun 監控了該動態插入的樣式,并做了同樣的處理
   * 
   * @param styleNode 樣式節點
   * @param prefix 前綴 `div[data-qiankun]=${appName}`
   */
  process(styleNode: HTMLStyleElement, prefix: string = '') {
    // 樣式節點不為空,即 <style>xx</style>
    if (styleNode.textContent !== '') {
      // 創建一個文本節點,內容為 style 節點內的樣式內容
      const textNode = document.createTextNode(styleNode.textContent || '');
      // swapNode 是 ScopedCss 類實例化時創建的一個空 style 節點,將樣式內容添加到這個節點下
      this.swapNode.appendChild(textNode);
      /**
       * {
       *  cssRules: CSSRuleList {0: CSSStyleRule, 1: CSSStyleRule, 2: CSSStyleRule, 3: CSSStyleRule, length: 4}
       *  disabled: false
       *  href: null
       *  media: MediaList {length: 0, mediaText: ""}
       *  ownerNode: style
       *  ownerRule: null
       *  parentStyleSheet: null
       *  rules: CSSRuleList {0: CSSStyleRule, 1: CSSStyleRule, 2: CSSStyleRule, 3: CSSStyleRule, length: 4}
       *  title: null
       *  type: "text/css"
       * }
       */
      const sheet = this.swapNode.sheet as any; // type is missing
      /**
       * 得到所有的樣式規則,比如
       * [
       *  {selectorText: "body", style: CSSStyleDeclaration, styleMap: StylePropertyMap, type: 1, cssText: "body { background: rgb(255, 255, 255); margin: 0px; }", …}
       *  {selectorText: "#oneGoogleBar", style: CSSStyleDeclaration, styleMap: StylePropertyMap, type: 1, cssText: "#oneGoogleBar { height: 56px; }", …}
       *  {selectorText: "#backgroundImage", style: CSSStyleDeclaration, styleMap: StylePropertyMap, type: 1, cssText: "#backgroundImage { border: none; height: 100%; poi…xed; top: 0px; visibility: hidden; width: 100%; }", …}
       *  {selectorText: "[show-background-image] #backgroundImage {xx}"
       * ]
       */
      const rules = arrayify<CSSRule>(sheet?.cssRules ?? []);
      /**
       * 重寫樣式選擇器
       *  含有根元素選擇器的情況:用前綴替換掉選擇器中的根元素選擇器部分,
       *  普通選擇器:將前綴插到第一個選擇器的后面
       */
      const css = this.rewrite(rules, prefix);
      // 用重寫后的樣式替換原來的樣式
      // eslint-disable-next-line no-param-reassign
      styleNode.textContent = css;

      // cleanup
      this.swapNode.removeChild(textNode);
      return;
    }

    /**
     * 
     * 走到這里說明樣式節點為空
     */

    // 創建并返回一個新的 MutationObserver 它會在指定的DOM發生變化時被調用
    const mutator = new MutationObserver(mutations => {
      for (let i = 0; i < mutations.length; i += 1) {
        const mutation = mutations[i];

        // 表示該節點已經被 qiankun 處理過,后面就不會再被重復處理
        if (ScopedCSS.ModifiedTag in styleNode) {
          return;
        }

        // 如果是子節點列表發生變化
        if (mutation.type === 'childList') {
          // 拿到 styleNode 下的所有樣式規則,并重寫其樣式選擇器,然后用重寫后的樣式替換原有樣式
          const sheet = styleNode.sheet as any;
          const rules = arrayify<CSSRule>(sheet?.cssRules ?? []);
          const css = this.rewrite(rules, prefix);

          // eslint-disable-next-line no-param-reassign
          styleNode.textContent = css;
          // 給 styleNode 添加一個 ScopedCss.ModifiedTag 屬性,表示已經被 qiankun 處理過,后面就不會再被處理了
          // eslint-disable-next-line no-param-reassign
          (styleNode as any)[ScopedCSS.ModifiedTag] = true;
        }
      }
    });

    // since observer will be deleted when node be removed
    // we dont need create a cleanup function manually
    // see https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/MutationObserver/disconnect
    // 觀察 styleNode 節點,當其子節點發生變化時調用 callback 即 實例化時傳遞的函數
    mutator.observe(styleNode, { childList: true });
  }

  /**
   * 重寫樣式選擇器,都是在 ruleStyle 中處理的:
   *  含有根元素選擇器的情況:用前綴替換掉選擇器中的根元素選擇器部分,
   *  普通選擇器:將前綴插到第一個選擇器的后面
   * 
   * @param rules 樣式規則
   * @param prefix 前綴 `div[data-qiankun]=${appName}`
   */
  private rewrite(rules: CSSRule[], prefix: string = '') {
    let css = '';

    rules.forEach(rule => {
      // 幾種類型的樣式規則,所有類型查看 https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/CSSRule#%E7%B1%BB%E5%9E%8B%E5%B8%B8%E9%87%8F
      switch (rule.type) {
        // 最常見的 selector { prop: val }
        case RuleType.STYLE:
          /**
           * 含有根元素選擇器的情況:用前綴替換掉選擇器中的根元素選擇器部分,
           * 普通選擇器:將前綴插到第一個選擇器的后面
           */
          css += this.ruleStyle(rule as CSSStyleRule, prefix);
          break;
        // 媒體 @media screen and (max-width: 300px) { prop: val }
        case RuleType.MEDIA:
          // 拿到其中的具體樣式規則,然后調用 rewrite 通過 ruleStyle 去處理
          css += this.ruleMedia(rule as CSSMediaRule, prefix);
          break;
        // @supports (display: grid) {}
        case RuleType.SUPPORTS:
          // 拿到其中的具體樣式規則,然后調用 rewrite 通過 ruleStyle 去處理
          css += this.ruleSupport(rule as CSSSupportsRule, prefix);
          break;
        // 其它,直接返回樣式內容
        default:
          css += `${rule.cssText}`;
          break;
      }
    });

    return css;
  }

  /**
   * 普通的根選擇器用前綴代替
   * 根組合選擇器置空,忽略非標準形式的兄弟選擇器,比如 html + body {...}
   * 針對普通選擇器則是在第一個選擇器后面插入前綴,比如 .xx 變成 .xxprefix
   * 
   * 總結就是:
   *  含有根元素選擇器的情況:用前綴替換掉選擇器中的根元素選擇器部分,
   *  普通選擇器:將前綴插到第一個選擇器的后面
   * 
   * handle case:
   * .app-main {}
   * html, body {}
   * 
   * @param rule 比如:.app-main {} 或者 html, body {}
   * @param prefix `div[data-qiankun]=${appName}`
   */
  // eslint-disable-next-line class-methods-use-this
  private ruleStyle(rule: CSSStyleRule, prefix: string) {
    // 根選擇,比如 html、body、:root
    const rootSelectorRE = /((?:[^\w\-.#]|^)(body|html|:root))/gm;
    // 根組合選擇器,比如 html body {...} 、 html > body {...}
    const rootCombinationRE = /(html[^\w{[]+)/gm;

    // 選擇器
    const selector = rule.selectorText.trim();

    // 樣式文本
    let { cssText } = rule;

    // 如果選擇器為根選擇器,則直接用前綴將根選擇器替換掉
    // handle html { ... }
    // handle body { ... }
    // handle :root { ... }
    if (selector === 'html' || selector === 'body' || selector === ':root') {
      return cssText.replace(rootSelectorRE, prefix);
    }

    // 根組合選擇器
    // handle html body { ... }
    // handle html > body { ... }
    if (rootCombinationRE.test(rule.selectorText)) {
      // 兄弟選擇器 html + body,非標準選擇器,無效,轉換時忽略
      const siblingSelectorRE = /(html[^\w{]+)(\+|~)/gm;

      // since html + body is a non-standard rule for html
      // transformer will ignore it
      if (!siblingSelectorRE.test(rule.selectorText)) {
        // 說明時 html + body 這種非標準形式,則將根組合器置空
        cssText = cssText.replace(rootCombinationRE, '');
      }
    }

    // 其它一般選擇器,比如 類選擇器、id 選擇器、元素選擇器、組合選擇器等
    // handle grouping selector, a,span,p,div { ... }
    cssText = cssText.replace(/^[\s\S]+{/, selectors =>
      // item 是匹配的字串,p 是第一個分組匹配的內容,s 是第二個分組匹配的內容
      selectors.replace(/(^|,\n?)([^,]+)/g, (item, p, s) => {
        // handle div,body,span { ... }
        if (rootSelectorRE.test(item)) {
          // 說明選擇器中含有根元素選擇器
          return item.replace(rootSelectorRE, m => {
            // do not discard valid previous character, such as body,html or *:not(:root)
            const whitePrevChars = [',', '('];

            // 將其中的根元素替換為前綴
            if (m && whitePrevChars.includes(m[0])) {
              return `${m[0]}${prefix}`;
            }

            // replace root selector with prefix
            return prefix;
          });
        }

        // selector1 selector2 =》 selector1prefix selector2
        return `${p}${prefix} ${s.replace(/^ */, '')}`;
      }),
    );

    return cssText;
  }

  // 拿到其中的具體樣式規則,然后調用 rewrite 通過 ruleStyle 去處理
  // handle case:
  // @media screen and (max-width: 300px) {}
  private ruleMedia(rule: CSSMediaRule, prefix: string) {
    const css = this.rewrite(arrayify(rule.cssRules), prefix);
    return `@media ${rule.conditionText} {${css}}`;
  }

  // 拿到其中的具體樣式規則,然后調用 rewrite 通過 ruleStyle 去處理
  // handle case:
  // @supports (display: grid) {}
  private ruleSupport(rule: CSSSupportsRule, prefix: string) {
    const css = this.rewrite(arrayify(rule.cssRules), prefix);
    return `@supports ${rule.conditionText} {${css}}`;
  }
}

結語

以上內容就是對 qiankun 框架的完整解讀了,相信你在閱讀完這篇文章以后會有不錯的收獲,源碼在 github

閱讀 qiankun 時的感受就是 書讀百變其義自現,qiankun 框架有些地方實現還是比較難理解的,相信大家閱讀源碼時也會有這個感受,那就多讀幾遍吧,當然也可以來評論區交流,共同學習,共同進步!!

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