本文原文由作者Amazing10原創(chuàng)發(fā)布于公眾號(hào)業(yè)余碼農(nóng)，收錄時(shí)有改動(dòng)，感謝原作者的技術(shù)分享。
1、引言
某天中午，吃完午飯，攤在自己的躺椅上，想趁吃飽喝足的午后時(shí)間靜靜享受獨(dú)自的靜謐。
干點(diǎn)什么好呢？于是單手操作鼠標(biāo)打開(kāi)了一個(gè)陌生而隱秘的網(wǎng)站。正開(kāi)著某個(gè)視頻起勁。。。
突然瀏覽器彈出了一個(gè)提示：
請(qǐng)使用微信掃碼登錄賬號(hào)，繼續(xù)觀看
這...
但是由于強(qiáng)烈的好奇驅(qū)使，迫于無(wú)奈，只好選擇登錄再繼續(xù)觀看。于是熟練的掏出手機(jī)，打開(kāi)微信掃一掃對(duì)準(zhǔn)上面的二維碼，只聽(tīng)見(jiàn) “叮” 的一聲，網(wǎng)頁(yè)上的二維碼放佛活過(guò)來(lái)了，直接刷新出了本尊的微信頭像，同時(shí)手機(jī)上也彈出登錄的提醒。
心中略微驚嘆，但沒(méi)來(lái)得及多想。忙點(diǎn)擊手機(jī)界面中登錄按鈕。此時(shí)網(wǎng)頁(yè)刷新，恢復(fù)了正常，表示可以繼續(xù)觀看。
上網(wǎng)沖浪的時(shí)間總是過(guò)得很快，很快就有些疲倦。于是閉上眼睛，腦海中卻浮現(xiàn)出了剛剛微信掃描二維碼，然后登錄網(wǎng)頁(yè)的場(chǎng)景，心中再次驚嘆，并開(kāi)始思考起其中的原理來(lái)。。。
言歸正傳，本文將以輕松活潑的語(yǔ)言形式，為你分析和講解微信手機(jī)掃碼登錄的技術(shù)原理，希望在你的IM中開(kāi)發(fā)此功能時(shí)有所啟發(fā)。
推薦閱讀：另一篇同類文章《IM的掃碼登錄功能如何實(shí)現(xiàn)？一文搞懂主流的掃碼登錄技術(shù)原理》也值得一讀。
學(xué)習(xí)交流：
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（本文同步發(fā)布于：http://www.52im.net/thread-2941-1-1.html）
2、IM開(kāi)發(fā)干貨系列文章
本文是系列文章中的第23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)登錄和消息漫游原理》
《IM開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(一)：正確理解前置HTTP SSO單點(diǎn)登錄接口的原理》
《IM開(kāi)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(kāi)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(kù)讀寫分離原理及實(shí)踐建議》
《IM開(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(六)：數(shù)據(jù)庫(kù)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(kāi)發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)課(七)：主流移動(dòng)端賬號(hào)登錄方式的原理及設(shè)計(jì)思路》
《IM開(kāi)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(wèn)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)用的掃碼登錄技術(shù)原理》
《IM要做手機(jī)掃碼登陸？先看看微信的掃碼登錄功能技術(shù)原理》（本文）
3、原理解析
微信掃碼登錄現(xiàn)在在日常生活中已經(jīng)是常見(jiàn)不能再常見(jiàn)的場(chǎng)景之一了，但是要知道微信首次公開(kāi)這項(xiàng)功能時(shí)，卻是驚艷眾人。移動(dòng)端與PC端以這樣一種巧妙的方式鏈接在了一起，的確是讓人驚嘆。
以下是一個(gè)典型的微信掃碼登錄全過(guò)程：
本來(lái)想在Web版微信上截圖，但掃碼登陸后出現(xiàn)了下面的提示（貌似很多人都碰到過(guò)）：
好吧，這很微信，反正就是不想讓你好好用，用戶愛(ài)咋咋滴。。。
如上圖所示，操作過(guò)程如下：
1）第一步：電腦上打開(kāi)PC端（出現(xiàn)2維碼）；
2）第二步：拿出手機(jī)，掃碼2維碼；
3）第三步：PC端顯示掃碼成功；
4）第四步：手機(jī)端“確認(rèn)”登錄；
5）第五步：成功登陸PC端。
上述實(shí)際操作過(guò)程，用戶體驗(yàn)相當(dāng)順滑，也難怪剛出來(lái)那會(huì)，能驚艷到很多人。
那么，對(duì)于上述操作過(guò)程的技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理是什么樣的呢？
想起來(lái)之前聽(tīng)過(guò)的前后端的概念，知道賬戶的數(shù)據(jù)信息一般都是放在服務(wù)器上，前端負(fù)責(zé)向后端 “討要數(shù)據(jù)” 并顯示，后端則是對(duì)前端的 “討要” 做出反應(yīng)。
這樣一來(lái)，猜測(cè)微信登錄的過(guò)程可能就是：
1）網(wǎng)頁(yè)前端向微信后臺(tái)請(qǐng)求賬號(hào)數(shù)據(jù)；
2）微信后臺(tái)接受網(wǎng)頁(yè)前端的請(qǐng)求，然后將他的賬號(hào)數(shù)據(jù)返回；
3）網(wǎng)頁(yè)前端接收到了數(shù)據(jù)后，在瀏覽器里進(jìn)行顯示。
于是，手腳麻利的畫了個(gè)示意圖：
當(dāng)我正準(zhǔn)備沾沾自喜的時(shí)候，突然看到桌面上的手機(jī)。咦，如果就只是這么個(gè)過(guò)程，那手機(jī)的作用是啥。于是才開(kāi)始意識(shí)到，問(wèn)題沒(méi)這么簡(jiǎn)單。
好吧，我們城要再深入一點(diǎn)探秘微信掃碼登錄的過(guò)程。
4、過(guò)程分析
為了更深入的分析整個(gè)過(guò)程，我們可以去看看微信網(wǎng)頁(yè)版，地址是：https://wx.qq.com/。
筆者看著網(wǎng)頁(yè)中碩大的二維碼陷入了沉思——這個(gè)二維碼跟手機(jī)賬號(hào)有沒(méi)有什么對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？如果沒(méi)有，那它又是怎么生成的呢？
思考間，于是打開(kāi)了瀏覽器的開(kāi)發(fā)者工具。
在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一覽找到了這幅二維碼，與之對(duì)應(yīng)的鏈接是：
https://login.weixin.qq.com/qrcode/gaO8cOQweA==
如下圖所示：
然后習(xí)慣性地，嘗試多次刷新頁(yè)面，發(fā)現(xiàn)二維碼不斷發(fā)生變化，鏈接也不斷更改：
https://login.weixin.qq.com/qrcode/AencxgKNFQ==
https://login.weixin.qq.com/qrcode/YcD7f_DxvA==
https://login.weixin.qq.com/qrcode/QblN8lCn2g==
似乎發(fā)現(xiàn)了些東西：二維碼不斷變化，其對(duì)應(yīng)的鏈接尾的代碼也相應(yīng)變化，并且是隨機(jī)性的變化。
這也就是說(shuō)，每一次頁(yè)面刷新都會(huì)隨機(jī)且唯一地生成一個(gè)二維碼。這或許可以與手機(jī)登錄的過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。
似乎開(kāi)始明白了，于是再次拿起手機(jī)，熟練的使用微信掃描了此時(shí)的二維碼。
“叮” 的一聲，網(wǎng)頁(yè)上的二維碼頓時(shí)變成了我?guī)洑獾奈⑿蓬^像。這個(gè)時(shí)候，我才突然意識(shí)到，是掃碼之后網(wǎng)頁(yè)才與他的微信賬號(hào)建立起了聯(lián)系。
如下圖所示：
也就是說(shuō)：
1）沒(méi)有掃碼之前，頁(yè)面上的二維碼只是隨機(jī)生成的且與用戶無(wú)關(guān)的碼；
2）而當(dāng)用戶掃碼之后，二維碼便與用戶帳號(hào)綁定在了一起。
原來(lái)手機(jī)掃碼的用處是這樣！
此時(shí)注意到，手機(jī)微信上彈出了『微信登錄確認(rèn)』的提醒。這個(gè)時(shí)候謹(jǐn)慎地點(diǎn)擊了下方的登錄按鈕。
如下圖所示：
隨著平滑的動(dòng)畫一閃而過(guò)，網(wǎng)頁(yè)上已經(jīng)顯示出了我的微信賬號(hào)信息，顯示微信賬號(hào)已經(jīng)登錄。再一次體驗(yàn)這個(gè)過(guò)程，心中開(kāi)始思索手機(jī)微信在登錄過(guò)程中所起到的具體作用。
首先需要明白幾個(gè)過(guò)程：
1）進(jìn)入網(wǎng)頁(yè)登陸界面，隨機(jī)生成一個(gè)二維碼；
2）通過(guò)手機(jī)掃描二維碼，將微信賬號(hào)與二維碼綁定；
3）在手機(jī)微信點(diǎn)擊登錄按鈕，授權(quán)網(wǎng)頁(yè)登錄微信賬號(hào)；
4）網(wǎng)頁(yè)獲得的賬號(hào)信息，將數(shù)據(jù)顯示。
5、原理解釋
回顧上述過(guò)程，結(jié)合最開(kāi)始的原理猜測(cè)，開(kāi)始思索整個(gè)環(huán)節(jié)，是哪里理解的不對(duì)。。。
1）網(wǎng)頁(yè)的二維碼到底從何而來(lái)？
2）是誰(shuí)向微信后臺(tái)請(qǐng)求了賬號(hào)數(shù)據(jù)？
實(shí)際上：不同的網(wǎng)站可能都需要通過(guò)微信后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，那么每一個(gè)網(wǎng)站必然也存在它的后臺(tái)來(lái)給微信后臺(tái)發(fā)送請(qǐng)求。
這樣一來(lái)，整個(gè)過(guò)程就能解釋得通了：
1）網(wǎng)站頁(yè)面刷新，網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)向微信后臺(tái)請(qǐng)求授權(quán)登錄；
2）微信后臺(tái)返回登錄所需二維碼；
3）用戶通過(guò)手機(jī)掃描二維碼，并在手機(jī)上授權(quán)登錄后，微信后臺(tái)告知網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)已授權(quán)；
4）網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)向微信后臺(tái)請(qǐng)求微信賬號(hào)數(shù)據(jù)；
5）微信后臺(tái)返回賬號(hào)數(shù)據(jù)；
6）網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)接收數(shù)據(jù)并通過(guò)瀏覽器顯示；
6、技術(shù)剖析
正如上節(jié)所述，想清楚了整個(gè)過(guò)程后，我們應(yīng)該對(duì)整個(gè)過(guò)程的技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行進(jìn)一步的探究。
在微信開(kāi)發(fā)官方文檔中，我找到了第三方網(wǎng)站應(yīng)用微信登錄開(kāi)發(fā)指南：
https://developers.weixin.qq.com/doc/oplatform/Website_App/WeChat_Login/Wechat_Login.html
我將整個(gè)過(guò)程梳理了一遍，畫出了這個(gè)圖：
如上圖所示，整個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)如下。
（1）二維碼的獲得：
- 1）用戶打開(kāi)網(wǎng)站后，網(wǎng)站后臺(tái)根據(jù)微信OAuth2.0協(xié)議向微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)請(qǐng)求授權(quán)登錄，并傳遞事先在微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)中審核通過(guò)的AppID和AppSecrect等參數(shù)；
- 2）微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)AppID等參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，并向網(wǎng)站后臺(tái)返回二維碼；
- 3）網(wǎng)站后臺(tái)將二維碼傳送至網(wǎng)站前端進(jìn)行顯示。
（2）微信客戶端授權(quán)登錄：
- 1）用戶使用微信客戶端掃描二維碼并授權(quán)登錄；
- 2）微信客戶端將二維碼特定的uid與微信賬號(hào)綁定，傳送至微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)；
- 3）微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)驗(yàn)證綁定數(shù)據(jù)，調(diào)用網(wǎng)站后臺(tái)的回調(diào)接口，發(fā)送授權(quán)臨時(shí)票據(jù)code；
（3）網(wǎng)站后臺(tái)請(qǐng)求數(shù)據(jù)：
- 1）網(wǎng)站后臺(tái)接收到code，表明微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)同意數(shù)據(jù)請(qǐng)求；
- 2）網(wǎng)站后臺(tái)根據(jù)code參數(shù)，再加上AppID和AppSecret請(qǐng)求微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)換取access_token；
- 3）微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)驗(yàn)證參數(shù)，并返回access_token；
- 4）網(wǎng)站后臺(tái)收到access_token后即可進(jìn)行參數(shù)分析獲得用戶賬號(hào)數(shù)據(jù)。
在上述過(guò)程中，有幾個(gè)參數(shù)值得解釋一下（來(lái)源官方文檔）：
- 1）AppID：應(yīng)用唯一標(biāo)識(shí)，在微信開(kāi)放平臺(tái)提交應(yīng)用審核通過(guò)后獲得；
- 2）AppSecret：應(yīng)用密鑰，在微信開(kāi)放平臺(tái)提交應(yīng)用審核通過(guò)后獲得；
- 3）code：授權(quán)臨時(shí)票據(jù)，第三方通過(guò)code進(jìn)行獲取access_token的時(shí)候需要用到，code的超時(shí)時(shí)間為10分鐘，一個(gè)code只能成功換取一次access_token即失效。code的臨時(shí)性和一次性保障了微信授權(quán)登錄的安全性。
整個(gè)過(guò)程從網(wǎng)站后臺(tái)向微信開(kāi)發(fā)平臺(tái)請(qǐng)求授權(quán)登錄開(kāi)始，最終目的是為了獲得access_token：
access_token：用戶授權(quán)第三方應(yīng)用發(fā)起接口調(diào)用的憑證
在獲得了access_token后就可以解析用戶的一些基本信息，包括頭像、用戶名、性別、城市等。這樣一來(lái)，整個(gè)微信掃描登錄的過(guò)程就完成了。
7、寫在最后
研究到這，終于大體上對(duì)微信掃碼登錄的整個(gè)過(guò)程有了清晰的認(rèn)知?？雌饋?lái)似乎也不難，開(kāi)發(fā)者只需要在網(wǎng)頁(yè)后端做好對(duì)微信公眾平臺(tái)的接口調(diào)用即可實(shí)現(xiàn)掃碼登錄。
伸了伸懶腰，忽然又想到在整個(gè)過(guò)程中還需要考慮超時(shí)的問(wèn)題。比如二維碼超時(shí)未掃描、二維碼掃描后超時(shí)授權(quán)、獲得access_token后超時(shí)等等問(wèn)題。
我發(fā)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)還是需要考慮許多細(xì)節(jié)，真的是紙上得來(lái)終覺(jué)淺呀。于是我下定決心，下次得少上網(wǎng)沖浪了，花點(diǎn)時(shí)間搭個(gè)服務(wù)器先把微信掃碼登錄過(guò)程實(shí)現(xiàn)看看。
不過(guò)，還得先去在微信開(kāi)放平臺(tái)注冊(cè)開(kāi)發(fā)者帳號(hào)，并擁有一個(gè)已審核通過(guò)的網(wǎng)站應(yīng)用，并獲得相應(yīng)的AppID和AppSecret才行。
想了想，還是讓我先趟一會(huì)兒吧。。。
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