前言
相信大家也知道 qiankun 有 SnapshotSandbox, LegacySandbox 和 ProxySandbox 这些沙箱，而它们又可以分为单例和多例两种模式，网上也有很多文章对其进行介绍。
但这些文章的关注点都是沙箱的环境恢复做的事，那 JS 的隔离到底是怎么做到的呢？
换个问法，当我写 window.a = 1 的时候，a 是怎么被挂载到这些 XXXSandbox 上的呢？又或者我直接云修改 window.a = 123 时，JS 沙箱到底是怎么隔离这个 a 的呢？
总不能这样吧：
window = window.sandbox window.a = 1 // window.sandbox.a = 1
这篇文章就来简单聊聊 qiankun 沙箱那些事。
复习一下沙箱
这里我们还是稍微复习一下 qiankun 的三大沙箱吧。
SanpshotSandbox
第一种是快照沙箱。
它的原理是：把主应用的 window 对象做浅拷贝，将 window 的键值对存成一个 Hash Map。之后无论微应用对 window 做任何改动，当要在恢复环境时，把这个 Hash Map 又应用到 window 上就可以了。 大概如下图所示。
稍微做下小结：
- 微应用 mount 时
- 先把上一次记录的变更 modifyPropsMap 应用到微应用的全局 window，没有则跳过
- 浅复制主应用的 window key-value 快照，用于下次恢复全局环境
- 微应用 unmount 时
- 将当前微应用 window 的 key-value 和 快照 的 key-value 进行 Diff，Diff 出来的结果用于下次恢复微应用环境的依据
- 将上次快照的 key-value 拷贝到主应用的 window 上，以此恢复环境
LegacySandbox
上面的 SnapshotSandbox 有一个问题：每次微应用 unmount 时都要对每个属性值做一次 Diff，类似这样：
for (const prop in window) {
if (window[prop] !== this.windowSnapshot[prop]) {
// 记录微应用的变更
this.modifyPropsMap[prop] = window[prop];
// 恢复主应用的环境
window[prop] = this.windowSnapshot[prop];
}
}
如果有 1000 个属性就要对比 1000 次，不是那么优雅。
LegacySandbox 的想法则是 通过监听对 window 的修改来直接记录 Diff 内容，因为只要对 window 属性进行设置，那么就会有两种情况：
- 如果是新增属性，那么存到 addedMap 里
- 如果是更新属性，那么把原来的键值存到 prevMap，把新的键值存到 newMap
（当然这里的变量名做了简化）
通过 addedMap, prevMap 和 newMap 这三个变量就能反推出微应用以及原来环境的变化，qiankun 也能以此作为恢复环境的依据。
当然这里的监听用到了 ES6 的新语法 Proxy，不过这里先不展开讨论，在之后的系列文章上会会自己手动实现一个简单的沙箱。
ProxySandbox
前面两种沙箱都是 单例模式 下使用的沙箱。也即一个页面中只能同时展示一个微应用，而且无论是 set 还是 get 依然是直接操作 window 对象。
在这样单例模式下，当微应用修改全局变量时依然会在原来的 window 上做修改，因此如果在同一个路由页面下展示多个微应用时，依然会有环境变量污染的问题。
为了避免真实的 window 被污染，qiankun 实现了 ProxySandbox。它的想法是：
- 把当前 window 的一些原生属性（如document, location等）拷贝出来，单独放在一个对象上，这个对象也称为 fakeWindow
- 之后对每个微应用分配一个 fakeWindow
- 当微应用修改全局变量时：
- 如果是原生属性，则修改全局的 window
- 如果是原生属性，则修改 fakeWindow 里的内容
- 微应用获取全局变量时：
- 如果是原生属性，则从 window 里拿
- 如果不是原生属性，则优先从 fakeWindow 里获取
这样一来连恢复环境都不需要了，因为每个微应用都有自己一个环境，当在 active 时就给这个微应用分配一个 fakeWindow，当 inactive 时就把这个 fakeWindow 存起来，以便之后再利用。
隔离原理
看完上面，你大概也知道了这些沙箱是怎么恢复环境的 但是，回到我们的问题：qiankun 是怎么把 a 和这些沙箱联系起来呢？也即写下 window.a = 1 是怎么做到对 a 变量隔离的呢？
这个逻辑的实现并不在 qiankun 的源码里，而是在它所依赖的 import-html-entry 中，这里做一下简化：
const executableScript = `
;(function(window, self, globalThis){
;${scriptText}${sourceUrl}
}).bind(window.proxy)(window.proxy, window.proxy, window.proxy);
`
eval.call(window, executableScript)
把上面字符串代码展开来看看：
function fn(window, self, globalThis) {
// 你的 JavaScript code
}
const bindedFn = fn.bind(window.proxy);
bindedFn(window.proxy, window.proxy, window.proxy);
可以发现这里的代码做了三件事：
- 把要执行 JS 代码放在一个立即执行函数中，且函数入参有 window, self, globalThis
- 给这个函数 绑定上下文 window.proxy
- 执行这个函数，并 把上面提到的沙箱对象 window.proxy 作为入参分别传入
因此，当我们在 JS 文件里有 window.a = 1 时，实际上会变成：
function fn(window, self, globalThis) {
window.a = 1;
}
const bindedFn = fn.bind(window.proxy);
bindedFn(window.proxy, window.proxy, window.proxy);
那么此时，window.a 的 window 就不是全局 window 而是 fn 的入参 window 了。又因为我们把 window.proxy 作为入参传入，所以 window.a 实际上为 window.proxy.a = 1。这也正好解释了 qiankun 的 JS 隔离逻辑。
XXX is undefined
不知道看完上面的实现，你有没有发现问题。
假如现在代码里有隐式声明或调用全局对象的代码：
add = (a, b) => {
return a + b
}
add(1, 2)
当这样调用 add 时，上下文 this 则为刚刚绑定的 window.proxy。由于隐式声明 add 不会自动挂载到 window.proxy 上，所以当执行 add，eval 就会报 add is undefined。详见 这个 Issue。
不要觉得这种情况不会发生，实际上，这还是挺常见的：
- 老旧的第三方 SDK JS 文件
- Webpack 插件引入的 JS
- 公司网关层自动注入的 JS
- 等等...
我之前就遇到过这种情况：比如下面 Webpack 会注入脚手架定义好的 CDN 资源重试逻辑：
<script>
var __JS_RETRY__ = {};
function __rpReport(data) {
console.log('__rpReport');
}
function __rpJsReport(loadType, msidType, url) {
console.log('__rpJsReport');
}
function __retryPlugin(event) {
console.log('retryPlugin')
}
// 改成下面就可以了
// window.__JS_RETRY__ = {};
//
// window.__rpReport = (data) => {
// console.log('__rpReport');
// }
//
// window.__rpJsReport = (loadType, msidType, url) => {
// console.log('__rpJsReport');
// }
//
// window.__retryPlugin = (event) => {
// console.log('retryPlugin')
// }
</script>
这个问题的解决的方法也很简单：
- 把代码 a = 1 改成 window.a
- 添加全局声明 window a
这样一来，你就得每次打包代码以及发布时执行一个脚本来做这些文本替换，非常麻烦。而京东的新微应用框架 MicroApp 则提供了一套插件系统：
它可以让开发者在执行 JS 前去做代码文本的替换：
import microApp from '@micro-zoe/micro-app'
microApp.start({
plugins: {
// ...
modules: {
'appName1': [{
loader(code, url, options) {
if (url === 'xxx.js') {
// 替换有问题的代码
code = code.replace('var abc =', 'window.abc =')
}
return code
}
}],
}
}
})
如果要对接别的团队的微应用时，而且正好他们有 a = 1 这样的代码，那么在加载微应用的时候直接修复全局变量的问题，不需要通知他们修改，也不失为一种策略吧。
总结
总结一下，qiankun 一共有 3 种沙箱：
- SnapshotSandbox：记录 window 对象，每次 unmount 都要和微应用的环境进行 Diff
- LegacySandbox：在微应用修改 window.xxx 时直接记录 Diff，将其用于环境恢复
- ProxySandbox：为每个微应用分配一个 fakeWindow，当微应用操作 window 时，其实是在 fakeWindow 上操作
要和这些沙箱结合起来使用，qiankun 会把要执行的 JS 包裹在立即执行函数中，通过绑定上下文和传参的方式来改变 this 和 window 的值，让它们指向 window.proxy 沙箱对象，最后再用 eval 来执行这个函数。
以上就是Qiankun原理详解JS沙箱是如何做隔离的详细内容，更多关于Qiankun原理JS沙箱隔离的资料请关注阿兔在线工具其它相关文章！
