Jack Jiang

          我的最新工程MobileIMSDK:http://git.oschina.net/jackjiang/MobileIMSDK
          posts - 496, comments - 13, trackbacks - 0, articles - 1

          1、引言

          掃碼登錄這個(gè)功能,最早應(yīng)該是微信的PC端開始搞,雖然有點(diǎn)反人類的功能(不掃碼也沒別的方式登錄),但不得不說還是很酷的。

          下面這張圖,不管是IM開發(fā)者還是普通用戶,應(yīng)該很熟悉:

           

          于是,搞IM產(chǎn)品的老板和產(chǎn)品經(jīng)理們,從此又多了一個(gè)要拋給程序員們的需求——“為什么微信有掃一掃登錄,而我們的沒有?”。

          好吧,每次只要是微信有的功能,IM程序員們想甩鍋,難度就有點(diǎn)大了,必竟老板們都都會(huì)想當(dāng)然認(rèn)為,微信有的“我”的IM產(chǎn)品里也得有。

           

          既然無法回避,那就只能老老實(shí)實(shí)搞懂技術(shù)原理,然后自已使勁擼吧。

          本文將簡要的介紹掃碼登錄功能的技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯,并實(shí)際結(jié)合淘寶、微信的掃碼登錄功能,學(xué)習(xí)和研究大廠主流應(yīng)用的技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路。

          學(xué)習(xí)交流:

          - 即時(shí)通訊/推送技術(shù)開發(fā)交流5群:215477170 [推薦]

          - 移動(dòng)端IM開發(fā)入門文章:《新手入門一篇就夠:從零開發(fā)移動(dòng)端IM

          (本文同步發(fā)布于:http://www.52im.net/thread-2892-1-1.html

          2、IM開發(fā)干貨系列文章

          本文是系列文章中的第22篇,總目錄如下:

          IM消息送達(dá)保證機(jī)制實(shí)現(xiàn)(一):保證在線實(shí)時(shí)消息的可靠投遞

          IM消息送達(dá)保證機(jī)制實(shí)現(xiàn)(二):保證離線消息的可靠投遞

          如何保證IM實(shí)時(shí)消息的“時(shí)序性”與“一致性”?

          IM單聊和群聊中的在線狀態(tài)同步應(yīng)該用“推”還是“拉”?

          IM群聊消息如此復(fù)雜,如何保證不丟不重?

          一種Android端IM智能心跳算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討(含樣例代碼)

          移動(dòng)端IM登錄時(shí)拉取數(shù)據(jù)如何作到省流量?

          通俗易懂:基于集群的移動(dòng)端IM接入層負(fù)載均衡方案分享

          淺談移動(dòng)端IM的多點(diǎn)登陸和消息漫游原理

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(一):正確理解前置HTTP SSO單點(diǎn)登陸接口的原理

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(二):如何設(shè)計(jì)大量圖片文件的服務(wù)端存儲(chǔ)架構(gòu)?

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(三):快速理解服務(wù)端數(shù)據(jù)庫讀寫分離原理及實(shí)踐建議

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(四):正確理解HTTP短連接中的Cookie、Session和Token

          IM群聊消息的已讀回執(zhí)功能該怎么實(shí)現(xiàn)?

          IM群聊消息究竟是存1份(即擴(kuò)散讀)還是存多份(即擴(kuò)散寫)?

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(五):通俗易懂,正確理解并用好MQ消息隊(duì)列

          一個(gè)低成本確保IM消息時(shí)序的方法探討

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(六):數(shù)據(jù)庫用NoSQL還是SQL?讀這篇就夠了!

          IM里“附近的人”功能實(shí)現(xiàn)原理是什么?如何高效率地實(shí)現(xiàn)它?

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(七):主流移動(dòng)端賬號登錄方式的原理及設(shè)計(jì)思路

          IM開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(八):史上最通俗,徹底搞懂字符亂碼問題的本質(zhì)

          IM的掃碼登功能如何實(shí)現(xiàn)?一文搞懂主流應(yīng)用的掃碼登陸技術(shù)原理》(本文)

          3、基本技術(shù)原理

          3.1 掃碼登錄功能到底是什么樣的?

          首先介紹下什么是掃碼登錄。現(xiàn)在大部分同學(xué)手機(jī)上都裝有微信、qq和淘寶這一類的軟件。而這些app都有他們相對應(yīng)的網(wǎng)頁端。為了讓用戶在使用他們的網(wǎng)頁時(shí)登錄更加方便和安全,使用手機(jī)掃一掃就可以登錄的服務(wù),就顯的自然而然了。

          幾個(gè)主流大廠應(yīng)用掃碼登錄時(shí)的界面效果如下:

          有很多小伙伴可能會(huì)感到很神奇,網(wǎng)頁上只是顯示了個(gè)二維碼,它怎么就知道是哪個(gè)手機(jī)掃到了二維碼,并且進(jìn)行登錄的呢?而且,登錄完成以后,還能直接把用戶信息顯示給用戶,真的是很神奇啊。

          3.2 掃碼登錄功能的完整技術(shù)邏輯

          1)網(wǎng)頁端與服務(wù)器的配合邏輯:

          接下來就是對于這個(gè)服務(wù)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。

          首先用戶打開網(wǎng)站的登錄頁面的時(shí)候,向?yàn)g覽器的服務(wù)器發(fā)送獲取登錄二維碼的請求。服務(wù)器收到請求后,隨機(jī)生成一個(gè)uuid,將這個(gè)id作為key值存入redis服務(wù)器,同時(shí)設(shè)置一個(gè)過期時(shí)間,再過期后,用戶登錄二維碼需要進(jìn)行刷新重新獲取。

          同時(shí),將這個(gè)key值和本公司的驗(yàn)證字符串合在一起,通過二維碼生成接口,生成一個(gè)二維碼的圖片(二維碼生成,網(wǎng)上有很多現(xiàn)成的接口和源碼,這里不再介紹)。然后,將二維碼圖片和uuid一起返回給用戶瀏覽器。

          瀏覽器拿到二維碼和uuid后,會(huì)每隔一秒向?yàn)g覽器發(fā)送一次,登錄是否成功的請求。請求中攜帶有uuid作為當(dāng)前頁面的標(biāo)識(shí)符。這里有的同學(xué)就會(huì)奇怪了,服務(wù)器只存了個(gè)uuid在redis中作為key值,怎么會(huì)有用戶的id信息呢? 

          這里確實(shí)會(huì)有用戶的id信息,這個(gè)id信息是由手機(jī)服務(wù)器存入redis中的。具體請繼續(xù)閱讀“手機(jī)端與服務(wù)器的配合邏輯”。

          2)手機(jī)端與服務(wù)器的配合邏輯:

          話說,瀏覽器拿到二維碼后,將二維碼展示到網(wǎng)頁上,并給用戶一個(gè)提示:請?zhí)统瞿氖謾C(jī),打開掃一掃進(jìn)行登錄。

          用戶拿出手機(jī)掃描二維碼,就可以得到一個(gè)驗(yàn)證信息和一個(gè)uuid(掃描二維碼獲取字符串的功能在網(wǎng)上同樣有很多demo,這里就不詳細(xì)介紹了)。

          由于手機(jī)端已經(jīng)進(jìn)行過了登錄,在訪問手機(jī)端的服務(wù)器的時(shí)候,參數(shù)中都回?cái)y帶一個(gè)用戶的token,手機(jī)端服務(wù)器可以從中解析到用戶的userId(這里從token中取值而不是手機(jī)端直接傳userid是為了安全,直接傳userid可能會(huì)被截獲和修改,token是加密的,被修改的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)小很多)。手機(jī)端將解析到的數(shù)據(jù)和用戶token一起作為參數(shù),向服務(wù)器發(fā)送驗(yàn)證登錄請求(這里的服務(wù)器是手機(jī)服務(wù)器,手機(jī)端的服務(wù)器跟網(wǎng)頁端服務(wù)器不是同一臺(tái)服務(wù)器)。

          服務(wù)器收到請求后,首先對比參數(shù)中的驗(yàn)證信息,確定是否為用戶登錄請求接口。如果是,返回一個(gè)確認(rèn)信息給手機(jī)端。

          手機(jī)端收到返回后,將登錄確認(rèn)框顯示給用戶(防止用戶誤操作,同時(shí)使登錄更加人性化)。用戶確認(rèn)是進(jìn)行的登錄操作后,手機(jī)再次發(fā)送請求。服務(wù)器拿到uuId和userId后,將用戶的userid作為value值存入redis中以uuid作為key的鍵值對中。

          3)登錄成功時(shí)的邏輯:

          然后,瀏覽器再次發(fā)送請求的時(shí)候,瀏覽器端的服務(wù)器就可以得到一個(gè)用戶Id,并調(diào)用登錄的方法,聲成一個(gè)瀏覽器端的token,再瀏覽器再次發(fā)送請求的時(shí)候,將用戶信息返回給瀏覽器,登錄成功。這里存儲(chǔ)用戶id而不是直接存儲(chǔ)用戶信息是因?yàn)椋謾C(jī)端的用戶信息,不一定是和瀏覽器端的用戶信息完全一致。

          4)詳細(xì)的技術(shù)原理總結(jié)如下圖所示: 

          4、淘寶的掃碼登錄技術(shù)實(shí)現(xiàn)

          本節(jié)我們以淘寶的掃碼登錄為例,來實(shí)際研究分析一下淘寶的掃碼登錄實(shí)現(xiàn)邏輯。

          登錄界面 https://login.taobao.com/member/login.jhtml 傳回來的參數(shù)為:

          然后請求(GET)報(bào)文是這樣的:

          https://qrlogin.taobao.com/qrcodelogin/qrcodeLoginCheck.do?lgToken=2c3b4d53ef0513787bf4ce711ea5ba53&defaulturl=&_ksTS=1540106757739_2804&callback=jsonp2805

           

          關(guān)鍵的就是lgToken,是網(wǎng)頁的唯一ID,當(dāng)打開了二維碼登錄的時(shí)候,網(wǎng)頁在輪詢(應(yīng)該是長輪詢long polling)調(diào)用接口去請求服務(wù)器。

          如果沒有掃碼,返回的為: 

          如果掃了的話則會(huì)返回:

          {

              "code": "10001",

              "message": "mobile scan QRCode success",

              "success": true

          }

          長時(shí)間沒有掃碼的話,網(wǎng)頁端會(huì)停止輪詢,二維碼失效!

          當(dāng)手機(jī)端確認(rèn)登錄后,接口返回的是:

          { "code": "10006", "success": true, "url": "https://login.taobao.com/member/loginByIm.do?uid=cntaobaoxxx&token=ff82fc0d1d395a33d3b38ec5a4981336&time=1530179143250&asker=qrcodelogin&ask_version=1.0.0&defaulturl=https://www.taobao.com&webpas=0b7aed2d43f01825183e4a49c6cae47d1479929926"}

          表示登錄成功,當(dāng)然手機(jī)端與服務(wù)端在點(diǎn)擊"確認(rèn)登錄"之間的交互可能就是這樣:網(wǎng)頁端生成的lgToken去請求服務(wù)端,服務(wù)端記住了這個(gè)lgToken并認(rèn)為登錄了,當(dāng)網(wǎng)頁端再次輪詢請求接口時(shí),就返回真正的登錄態(tài)Token,網(wǎng)頁端此時(shí)就可以憑著這個(gè)Token來登錄了。

          詳細(xì)的技術(shù)邏輯如下圖所示:

          5、微信的掃碼登錄技術(shù)實(shí)現(xiàn)

          5.1 技術(shù)原理流程圖

           

          微信的網(wǎng)頁版訪問地址是:https://wx.qq.com/,有興趣也可以自行深入研究。

          5.2 實(shí)際的技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯

          1)獲取唯一的uuid, 以及包含uid信息的二維碼:

           

          // 獲取uuid

          getUUID: function() {

              vare = t.defer();

              returnwindow.QRLogin = {},

              $.ajax({

                  url: i.API_jsLogin,

                  dataType: "script"

              }).done(function() {

                  200 == window.QRLogin.code ? e.resolve(window.QRLogin.uuid) : e.reject(window.QRLogin.code)

              }).fail(function() {

                  e.reject()

              }),

              e.promise

          }

          2)瀏覽器輪詢服務(wù)器,獲取掃碼狀態(tài):

          // 查看掃碼狀態(tài)

          checkLogin: function(e, a) {

              varn = t.defer()

                  , a = a || 0;

              returnwindow.code = 0,

              window.checkLoginPromise = $.ajax({

                  url: i.API_login + "?loginicon=true&uuid="+ e + "&tip="+ a + "&r="+ ~newDate,

                  dataType: "script",

                  timeout: 35e3

              }).done(function() {

                  newRegExp("/"+ location.host + "/");

                  if(window.redirect_uri && window.redirect_uri.indexOf("/"+ location.host + "/") < 0)

                      returnvoid (location.href = window.redirect_uri);

                  vare = {

                      code: window.code,

                      redirect_uri: window.redirect_uri,

                      userAvatar: window.userAvatar

                  };

                  n.resolve(e)

              }).fail(function() {

                  n.reject()

              }),

              n.promise

          }

          3)根據(jù)服務(wù)器返回的掃碼狀態(tài),進(jìn)行相應(yīng)的操作:

          * 408 掃碼超時(shí):如果手機(jī)沒有掃碼或沒有授權(quán)登錄,服務(wù)器會(huì)阻塞約25s,然后返回狀態(tài)碼 408 -> 前端繼續(xù)輪詢 

           
           

          * 400 二維碼失效:大約5分鐘的時(shí)間內(nèi)不掃碼,二維碼失效  

          * 201 已掃碼:如果手機(jī)已經(jīng)掃碼,服務(wù)器立即返回狀態(tài)碼和用戶的基本信息 (window.code=201,window.code.userAvator="..."),-> 前端繼續(xù)輪詢  

          * 200 已授權(quán):如果手機(jī)點(diǎn)擊了確認(rèn)登錄,服務(wù)器返回200及token -> 前端停止輪詢, 獲取到token,重定向到目標(biāo)頁 

          具體的代碼示例如下:

          // 根據(jù)服務(wù)器返回的掃碼狀態(tài),進(jìn)行相應(yīng)的操作

          functiono(c) {

              switch(c.code) {

              case200:

                  t.newLoginPage(c.redirect_uri).then(function(t) {

                      varo = t.match(/<ret>(.*)<\/ret>/)

                          , r = t.match(/<script>(.*)<\/script>/)

                          , c = t.match(/<skey>(.*)<\/skey>/)

                          , s = t.match(/<wxsid>(.*)<\/wxsid>/)

                          , l = t.match(/<wxuin>(.*)<\/wxuin>/)

                          , d = t.match(/<pass_ticket>(.*)<\/pass_ticket>/)

                          , f = t.match(/<message>(.*)<\/message>/)

                          , u = t.match(/<redirecturl>(.*)<\/redirecturl>/);

                      returnu ? void (window.location.href = u[1]) : o && "0"!= o[1] ? (alert(f && f[1] || "登錄失敗"),

                      i.report(i.AUTH_FAIL_COUNT, 1),

                      void location.reload()) : (e.$emit("newLoginPage", {

                          Ret: o && o[1],

                          SKey: c && c[1],

                          Sid: s && s[1],

                          Uin: l && l[1],

                          Passticket: d && d[1],

                          Code: r

                      }),

                      void (a.getCookie("webwx_data_ticket") || n.report(n.ReportType.cookieError, {

                          text: "webwx_data_ticket 票據(jù)丟失",

                          cookie: document.cookie

                      })))

                  });

                  break;

              case201:

                  e.isScan = !0,

                  n.report(n.ReportType.timing, {

                      timing: {

                          scan: Date.now()

                      }

                  }),

                  t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {

                      !t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)

                  });

                  break;

              case408:

                  t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {

                      !t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)

                  });

                  break;

              case400:

              case500:

              case0:

                  vars = a.getCookie("refreshTimes") || 0;

                  s < 5 ? (s++,

                  a.setCookie("refreshTimes", s, .5),

                  document.location.reload()) : e.isNeedRefresh = !0;

                  break;

              case202:

                  e.isScan = !1,

                  e.isAssociationLogin = !1,

                  a.setCookie("login_frequency", 0, 2),

                  window.checkLoginPromise && (window.checkLoginPromise.abort(),

                  window.checkLoginPromise = null),

                  r()

              }

              e.code = c.code,

              e.userAvatar = c.userAvatar,

              a.log("get code", c.code)

          }

          5.3 小結(jié)

          微信網(wǎng)頁端掃碼登錄時(shí),輪詢的數(shù)據(jù)返回采用的是JSONP的形式,這是為了解決跨域問題。如對JSONP不了解的,可以閱讀《詳解Web端通信方式的演進(jìn):從Ajax、JSONP 到 SSE、Websocket》一文的“三、JSONP”這一節(jié)。

          微信網(wǎng)頁端掃碼登錄時(shí),輪詢采用了后臺(tái)根據(jù)掃碼情況阻塞前臺(tái)請求,優(yōu)化輪詢及減少前端的無效輪詢。這種技術(shù),請?jiān)斠姟?a target="_blank" style="color: #1d58d1; text-decoration-line: none;">新手入門貼:史上最全Web端即時(shí)通訊技術(shù)原理詳解》一文中的“解決方案3.2:長輪詢(long-polling)”這一節(jié),

          6、本文小結(jié)

          掃碼登錄這個(gè)功能,現(xiàn)在已經(jīng)不只出現(xiàn)有IM應(yīng)用里,各種帶有移動(dòng)端的線上網(wǎng)站也都有了這個(gè)功能,所以本文中介紹的技術(shù)原理并不局限于只用于實(shí)現(xiàn)IM應(yīng)用中的掃碼登錄。

          另外,為了方便抓取真實(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究,本文中的PC端案例分析是針對的是網(wǎng)頁端,但實(shí)際上如果你的PC端是富客戶端(也就是.exe、.dmg這樣的安裝版),原理也是一樣的,而且還不需要考慮瀏覽器里的跨域問題等。

          閱讀本文時(shí),可能涉及到傳統(tǒng)的Web端即時(shí)通訊技術(shù)(為了掃碼登錄的實(shí)時(shí)性),比如長輪詢等,如果您對這些技術(shù)還不太了解的話,可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)一下即時(shí)通訊網(wǎng)整理的有關(guān)Web端即時(shí)通訊方面的資料。比如從這兩篇文章開始:《新手入門貼:詳解Web端即時(shí)通訊技術(shù)的原理》、《Web端即時(shí)通訊技術(shù)盤點(diǎn):短輪詢、Comet、Websocket、SSE》。

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          作者:Jack Jiang (點(diǎn)擊作者姓名進(jìn)入Github)
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