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阿里面试官:分别说说微信和淘宝扫码登录背后的实现原理?

扫码登录这个功能,最早应该是微信的PC端开始搞,虽然有点反人类的功能(不扫码也没别的方式登录),但不得不说还是很酷的。

作者:imtech来源:Java知音|2020-02-05 14:12

 1、引言

扫码登录这个功能,最早应该是微信的PC端开始搞,虽然有点反人类的功能(不扫码也没别的方式登录),但不得不说还是很酷的。

下面这张图,不管是IM开发者还是普通用户,应该很熟悉:

于是,搞IM产品的老板和产品经理们,从此又多了一个要抛给程序员们的需求——“为什么微信有扫一扫登录,而我们的没有?”。

好吧,每次只要是微信有的功能,IM程序员们想甩锅,难度就有点大了,毕竟老板们都都会想当然认为,微信有的“我”的IM产品里也得有。

既然无法回避,那就只能老老实实搞懂技术原理,然后自已使劲撸吧。

本文将简要的介绍扫码登录功能的技术实现逻辑,并实际结合淘宝、微信的扫码登录功能,学习和研究大厂主流应用的技术实现思路。

2、基本技术原理

2.1 扫码登录功能到底是什么样的?

首先介绍下什么是扫码登录。现在大部分同学手机上都装有微信、qq和淘宝这一类的软件。而这些app都有他们相对应的网页端。为了让用户在使用他们的网页时登录更加方便和安全,使用手机扫一扫就可以登录的服务,就显得自然而然了。

几个主流大厂应用扫码登录时的界面效果如下:

有很多小伙伴可能会感到很神奇,网页上只是显示了个二维码,它怎么就知道是哪个手机扫到了二维码,并且进行登录的呢?而且,登录完成以后,还能直接把用户信息显示给用户,真的是很神奇啊。

2.2 扫码登录功能的完整技术逻辑

1)网页端与服务器的配合逻辑:

接下来就是对于这个服务的详细实现。

首先用户打开网站的登录页面的时候,向浏览器的服务器发送获取登录二维码的请求。服务器收到请求后,随机生成一个uuid,将这个id作为key值存入redis服务器,同时设置一个过期时间,再过期后,用户登录二维码需要进行刷新重新获取。

同时,将这个key值和本公司的验证字符串合在一起,通过二维码生成接口,生成一个二维码的图片(二维码生成,网上有很多现成的接口和源码,这里不再介绍)。然后,将二维码图片和uuid一起返回给用户浏览器。

浏览器拿到二维码和uuid后,会每隔一秒向浏览器发送一次,登录是否成功的请求。请求中携带有uuid作为当前页面的标识符。这里有的同学就会奇怪了,服务器只存了个uuid在redis中作为key值,怎么会有用户的id信息呢?

这里确实会有用户的id信息,这个id信息是由手机服务器存入redis中的。具体请继续阅读“手机端与服务器的配合逻辑”。

2)手机端与服务器的配合逻辑:

话说,浏览器拿到二维码后,将二维码展示到网页上,并给用户一个提示:请掏出您的手机,打开扫一扫进行登录。

用户拿出手机扫描二维码,就可以得到一个验证信息和一个uuid(扫描二维码获取字符串的功能在网上同样有很多demo,这里就不详细介绍了)。

由于手机端已经进行过了登录,在访问手机端的服务器的时候,参数中都会携带一个用户的token,手机端服务器可以从中解析到用户的userId(这里从token中取值而不是手机端直接传userid是为了安全,直接传userid可能会被截获和修改,token是加密的,被修改的风险会小很多)。手机端将解析到的数据和用户token一起作为参数,向服务器发送验证登录请求(这里的服务器是手机服务器,手机端的服务器跟网页端服务器不是同一台服务器)。

服务器收到请求后,首先对比参数中的验证信息,确定是否为用户登录请求接口。如果是,返回一个确认信息给手机端。

手机端收到返回后,将登录确认框显示给用户(防止用户误操作,同时使登录更加人性化)。用户确认是进行的登录操作后,手机再次发送请求。服务器拿到uuId和userId后,将用户的userid作为value值存入redis中以uuid作为key的键值对中。

3)登录成功时的逻辑:

然后,浏览器再次发送请求的时候,浏览器端的服务器就可以得到一个用户Id,并调用登录的方法,生成一个浏览器端的token,再浏览器再次发送请求的时候,将用户信息返回给浏览器,登录成功。这里存储用户id而不是直接存储用户信息是因为,手机端的用户信息,不一定是和浏览器端的用户信息完全一致。

4)详细的技术原理总结如下图所示:

3、淘宝的扫码登录技术实现

本节我们以淘宝的扫码登录为例,来实际研究分析一下淘宝的扫码登录实现逻辑。

登录界面 https://login.taobao.com/member/login.jhtml 传回来的参数为:

然后请求(GET)报文是这样的:

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

关键的就是lgToken,是网页的唯一ID,当打开了二维码登录的时候,网页在轮询(应该是长轮询long polling)调用接口去请求服务器。扩展:彻底理解cookie,session,token

如果没有扫码,返回的为:

如果扫了的话则会返回:

  1.  
  2.     "code": "10001",  
  3.     "message": "mobile scan QRCode success",  
  4.     "success": true  

长时间没有扫码的话,网页端会停止轮询,二维码失效!

当手机端确认登录后,接口返回的是:

  1. {   
  2. "code": "10006",   
  3. "success": true,  
  4.  "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
  5.  

表示登录成功,当然手机端与服务端在点击"确认登录"之间的交互可能就是这样:网页端生成的lgToken去请求服务端,服务端记住了这个lgToken并认为登录了,当网页端再次轮询请求接口时,就返回真正的登录态Token,网页端此时就可以凭着这个Token来登录了。

详细的技术逻辑如下图所示:

4、微信的扫码登录技术实现

4.1 技术原理流程图

微信的网页版访问地址是:https://wx.qq.com/,有兴趣也可以自行深入研究。

4.2 实际的技术实现逻辑

1)获取唯一的uuid, 以及包含uid信息的二维码:

  1. // 获取uuid  
  2. getUUID: function() {  
  3.     vare = t.defer();  
  4.     returnwindow.QRLogin = {},  
  5.     $.ajax({  
  6.         url: i.API_jsLogin,  
  7.         dataType: "script"  
  8.     }).done(function() { 
  9.         200 == window.QRLogin.code ? e.resolve(window.QRLogin.uuid) : e.reject(window.QRLogin.code)  
  10.     }).fail(function() {  
  11.         e.reject()  
  12.     }),  
  13.     e.promise  

2)浏览器轮询服务器,获取扫码状态:

  1. // 查看扫码状态  
  2. checkLogin: function(e, a) {  
  3.     varn = t.defer()  
  4.         , aa = a || 0;  
  5.     returnwindow.code = 0 
  6.     window.checkLoginPromise = $.ajax({  
  7.         url: i.API_login + "?loginicon=true&uuid="+ e + "&tip="+ a + "&r="+ ~newDate,  
  8.         dataType: "script",  
  9.         timeout: 35e3  
  10.     }).done(function() {  
  11.         newRegExp("/"+ location.host + "/");  
  12.         if(window.redirect_uri && window.redirect_uri.indexOf("/"+ location.host + "/") < 0 
  13.             returnvoid (location.href = window.redirect_uri);  
  14.         vare = {  
  15.             code: window.code,  
  16.             redirect_uri: window.redirect_uri,  
  17.             userAvatar: window.userAvatar  
  18.         };  
  19.         n.resolve(e) 
  20.     }).fail(function() {  
  21.         n.reject()  
  22.     }),  
  23.     n.promise  

3)根据服务器返回的扫码状态,进行相应的操作:

408 扫码超时:如果手机没有扫码或没有授权登录,服务器会阻塞约25s,然后返回状态码 408 -> 前端继续轮询

400 二维码失效:大约5分钟的时间内不扫码,二维码失效

201 已扫码:如果手机已经扫码,服务器立即返回状态码和用户的基本信息 (window.code=201,window.code.userAvator="…"),-> 前端继续轮询

200 已授权:如果手机点击了确认登录,服务器返回200及token -> 前端停止轮询, 获取到token,重定向到目标页

具体的代码示例如下:

  1. // 根据服务器返回的扫码状态,进行相应的操作  
  2. functiono(c) {  
  3.     switch(c.code) {  
  4.     case200:  
  5.         t.newLoginPage(c.redirect_uri).then(function(t) {  
  6.             varo = t.match(/<ret>(.*)<\/ret>/)  
  7.                 , r = t.match(/<script>(.*)<\/script>/)  
  8.                 , c = t.match(/<skey>(.*)<\/skey>/)  
  9.                 , s = t.match(/<wxsid>(.*)<\/wxsid>/)  
  10.                 , l = t.match(/<wxuin>(.*)<\/wxuin>/)  
  11.                 , d = t.match(/<pass_ticket>(.*)<\/pass_ticket>/)  
  12.                 , f = t.match(/<message>(.*)<\/message>/)  
  13.                 , u = t.match(/<redirecturl>(.*)<\/redirecturl>/);  
  14.             returnu ? void (window.location.href = u[1]) : o && "0"!= o[1] ? (alert(f && f[1] || "登录失败"),  
  15.             i.report(i.AUTH_FAIL_COUNT, 1),  
  16.             void location.reload()) : (e.$emit("newLoginPage", {  
  17.                 Ret: o && o[1],  
  18.                 SKey: c && c[1],  
  19.                 Sid: s && s[1],  
  20.                 Uin: l && l[1],  
  21.                 Passticket: d && d[1],  
  22.                 Code: r  
  23.             }),  
  24.             void (a.getCookie("webwx_data_ticket") || n.report(n.ReportType.cookieError, {  
  25.                 text: "webwx_data_ticket 票据丢失",  
  26.                 cookie: document.cookie  
  27.             })))  
  28.         });  
  29.         break;  
  30.     case201:  
  31.         e.isScan = !0,  
  32.         n.report(n.ReportType.timing, {  
  33.             timing: {  
  34.                 scan: Date.now()  
  35.             }  
  36.         }),  
  37.         t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {  
  38.             !t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)  
  39.         });  
  40.         break;  
  41.     case408:  
  42.         t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {  
  43.             !t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)  
  44.         });  
  45.         break;  
  46.     case400:  
  47.     case500:  
  48.     case0:  
  49.         vars = a.getCookie("refreshTimes") || 0;  
  50.         s < 5 ? (s++,  
  51.         a.setCookie("refreshTimes", s, .5),  
  52.         document.location.reload()) : e.isNeedRefresh = !0;  
  53.         break;  
  54.     case202:  
  55.         e.isScan = !1,  
  56.         e.isAssociationLogin = !1,  
  57.         a.setCookie("login_frequency", 0, 2),  
  58.         window.checkLoginPromise && (window.checkLoginPromise.abort(), 
  59.          window.checkLoginPromise = null),  
  60.         r()  
  61.     }  
  62.     e.code = c.code,  
  63.     e.userAvatar = c.userAvatar,  
  64.     a.log("get code", c.code)  

4.3 小结

微信网页端扫码登录时,轮询的数据返回采用的是JSONP的形式,这是为了解决跨域问题。如对JSONP不了解的,可以参考:

http://www.52im.net/thread-1038-1-1.html

微信网页端扫码登录时,轮询采用了后台根据扫码情况阻塞前台请求,优化轮询及减少前端的无效轮询。这种技术,请详见:

http://www.52im.net/thread-338-1-1.html

5、本文小结

扫码登录这个功能,现在已经不只出现有IM应用里,各种带有移动端的线上网站也都有了这个功能,所以本文中介绍的技术原理并不局限于只用于实现IM应用中的扫码登录。

另外,为了方便抓取真实的数据进行分析研究,本文中的PC端案例分析是针对的是网页端,但实际上如果你的PC端是富客户端(也就是.exe、.dmg这样的安装版),原理也是一样的,而且还不需要考虑浏览器里的跨域问题等。

阅读本文时,可能涉及到传统的Web端即时通讯技术(为了扫码登录的实时性),比如长轮询等,如果您对这些技术还不太了解的话,可以系统学习一下即时通讯网整理的有关Web端即时通讯方面的资料。

【责任编辑:庞桂玉 TEL:(010)68476606】

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