Tiny微信框架是怎样设计的?
微信对国人而言，想必大名鼎鼎，活跃用户数已经突破6.5亿，足以说明这款应用的生命力。但是使用人数众多，不代表微信的API设计优异，有过微信公众号开发经验的人，想必复杂的报文，众多的服务API以及各种公众号资源与权限设置搞得头痛。其实Tiny框架设计理念之一就是简化开发人员的工作，设计Tiny微信框架可以一定程度上减少一般开发人员的难度。
前段时间本人写过一篇博文《微信框架的几个层次》，提到了十个层级，介绍之前先说一下微信的消息通讯机制，主要分为被动推送和主动请求两种模式：
一、被动推送模式。此时微信服务器是通讯发起方，用户服务器是通讯接收方。
这种模式下推送报文分两类：消息和事件。如用户在微信客户端发送的文本消息、图片消息在通讯层面上就是消息报文；而事件报文一般用于处理异步响应，比如用户点击微信菜单触发菜单事件等。
二、主动请求模式。此时用户服务器是通讯发起方，而微信服务器则是通讯接收方。
主动请求场景很多，微信开发平台提供的大部分API都是这种模式，如自定义菜单、素材管理、支付等。而微信服务器与微信客户端之间的数据更新有以下两种方式：
服务器主动推送信息。如微信的群发消息接口，在用户服务器触发群发消息后，由微信服务器往目标客户端主动推送消息。
客户端拉取信息。如自定义菜单的管理接口，在用户服务器修改了自定义菜单的内容后，微信服务器并不会主动推送内容，而是由微信客户端发现缓存过期后，自行向微信服务器请求更新。
Tiny微信框架的核心接口如图所示：
以上接口涵盖了微信通讯、报文转换、消息接收和发送、上下文会话、业务处理等诸多方面，接口说明如下：
接口
接口说明
WeiXinConnector 微信连接管理，管理接收消息和请求消息，同时保持微信的通讯信息(验证令牌和JS访问票据等)
WeiXinContext 微信上下文环境，支持保存微信的用户会话，也可以记录各个业务处理器的操作结果。
WeiXinConvert 微信消息/结果转换统一接口，支持优先级排序
WeiXinHandler 微信业务处理器，支持按优先级排序。按类型可以分为发送和接收处理器。开发人员需要扩展该接口实现业务逻辑。
WeiXinManager 微信配置管理器，负责加载微信API接口相关参数，和渲染微信URL。
WeiXinReceiver 微信接收消息器，负责接收微信服务器推送过来的消息和事件，WeiXinConnector委托其接收消息。
WeiXinSender 微信发送消息器，负责发送消息和上传文件到微信服务器，并处理响应，WeiXinConnector委托其发送消息。
WeiXinSession 微信用户会话，目前以微信的openId做主键。
WeiXinSessionManager 微信会话管理器，负责新增、修改和清理微信用户会话。
第一层次：通信处理
微信的服务主要是基于HTTP协议，安全通过访问令牌(access_token)保证;少数业务场景使用HTTPS加密协议，甚至涉及安全证书，例如微信商户的支付接口。
Tiny微信框架的通讯处理由WeiXinConnector总调度，接口定义如下：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
public interface WeiXinConnector {
/**
* 默认的bean配置名称
*/
public static final String DEFAULT_BEAN_NAME="weiXinConnector";
public static final String ACCESS_TOKEN="ACCESS_TOKEN";
/**
* 获取当前的管理号客户端信息
* @return
*/
Client getClient();
/**
* 获得微信消息发送者，负责往微信服务器发送消息
* @return
*/
WeiXinSender getWeiXinSender();
/**
* 获得微信消息接收者，负责解析微信服务器推送过来的消息
* @return
*/
WeiXinReceiver getWeiXinReceiver();
/**
* 获取微信的会话管理者
* @return
*/
WeiXinSessionManager getWeiXinSessionManager();
/**
* 获取微信验证令牌
* @return
*/
AccessToken getAccessToken();
/**
* 获得微信的JS访问票据
* @return
*/
JsApiTicket getJsApiTicket();
/**
* 发送微信消息
* @param message
*/
void send(ToServerMessage message);
/**
* 上传微信文件
* @param upload
*/
void upload(WeiXinHttpUpload upload);
/**
* 接收微信消息
* @param request
* @param response
*/
void receive(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response);
}
具体到底层的HTTP和HTTPS协议通讯，org.tinygroup.weixinhttp工程提供了业务接口WeiXinHttpConnector实现具体的协议通讯。
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
public interface WeiXinHttpConnector {
/**
* 默认的bean配置名称
*/
public static final String DEFAULT_BEAN_NAME="weiXinHttpConnector";
/**
* 用get方式访问微信URL
*
* @param url 要访问的微信URL
* @return 请求结果
*/
String getUrl(String url);
/**
* 用post方式访问微信URL
*
* @param url 要访问的微信URL
* @param content
* @param cert
* @return 请求结果
*/
String postUrl(String url, String content,WeiXinCert cert);
/**
* 上传文件
* @param url
* @param upload
* @return
*/
String upload(String url,WeiXinHttpUpload upload);
}
目前微信框架实现了HttpClient3.1和HttpClient4.5.1两个版本的底层通讯方案，对开发人员而言只需要配置不同的依赖，而无需关心具体通讯代码。
第二层次：报文解析
本人一直对微信的报文设计颇有微词，从整体上看微信报文缺乏统一规范，XML、JSON格式混用，字段命名也不规范。Tiny微信提供WeiXinConvert接口负责报文与对象之间的转换，目前XML报文通过Xsteam转换，JSON报文通过fastjson转换。接口定义如下：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
public interface WeiXinConvert extends Comparable {
/**
* 获得优先级
* @return
*/
int getPriority();
/**
* 设置优先级
* @param priority
*/
void setPriority(int priority);
/**
* 获得报文的状态
* @return
*/
WeiXinConvertMode getWeiXinConvertMode();
/**
* 获得结果类型
* @return
*/
Class getCalssType();
/**
* 判断转换接口能否处理输入信息（微信报文会出现不同类型报文字段一致的情况，需要根据上下文判断）
* @param
* @param input
* @param context
* @return
*/
boolean isMatch(INPUT input,WeiXinContext context);
/**
* 转换消息（微信报文会出现不同类型报文字段一致的情况，需要根据上下文判断）
* @param input
* @return
*/
OUTPUT convert(INPUT input,WeiXinContext context);
}
对开发人员而言，无需思考如何构建复杂的报文，只需依赖对应微信业务模块的子工程，构建不同的消息对象，而底层的报文解析与转换甚至通讯都由tiny框架处理。
第三层次：报文模拟发送
微信发送报文调试最麻烦的地方就是访问令牌(access_token)，这个是根据用户应用动态生成的，而且只保持两个小时有效。Tiny微信框架提供了模拟测试页面，只需要bean配置页面设置相关appId和APP秘钥等参数，开发人员在页面就无需手动输入访问令牌。测试页面如下：
第四层次：报文模拟接收
接收报文通常是用来模拟手机端的发送消息，特别是一些复杂交互场景：如命令行菜单，如果每次都通过手机端调试。效率非常低。而通过本测试页面，直接输入模拟的手机报文直接就可以得到报文结果，准确并且快速。模拟页面如图：
第五层次：报文处理框架
前面在介绍微信核心接口时提到过WeiXinReceiver和WeiXinSender，分别处理微信推送消息与主动发送消息。但是用户的业务是复杂多变的，Tiny是如何保证微信框架的可扩展性呢？其实WeiXinReceiver和WeiXinSender是由一组有序WeiXinHandler组成，而每一个WeiXinHandler都可以处理一类消息，接口定义如下：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
public interface WeiXinHandler extends Comparable {
int getPriority();
void setPriority(int priority);
WeiXinHandlerMode getWeiXinHandlerMode();
/**
* 是否匹配对象和上下文
* @param
* @param message
* @return
*/
boolean isMatch(T message,WeiXinContext context);
/**
* 处理对象
* @param
* @param message
* @param context
*/
void process(T message,WeiXinContext context);
}
简单举个例子，比如开发一个图片消息处理器ImageMessageHandler，用来处理微信客户端的图片类消息，代码如下：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
public class ImageMessageHandler extends AbstractWeiXinHandler{
public WeiXinHandlerMode getWeiXinHandlerMode() {
return WeiXinHandlerMode.RECEIVE;
}
public boolean isMatch(T message, WeiXinContext context) {
return message instanceof ImageMessage;
}
//具体业务处理
public void process(T message, WeiXinContext context) {
ImageMessage mess = (ImageMessage) message;
//逻辑处理
TextReplyMessage replyMessage= new TextReplyMessage();
replyMessage.setContent("回复图片消息["+mess.getPicUrl()+"]");
replyMessage.setToUserName(mess.getFromUserName());
replyMessage.setFromUserName(mess.getToUserName());
replyMessage.setCreateTime((int)(System.currentTimeMillis()/1000));
context.setOutput(replyMessage);
}
}
用户主要是编写isMatch和process这两个函数，前者决定这个业务类能处理哪些微信消息和事件，后者是真正的业务处理类。微信消息的包装和转换由微信框架提供，用户应该关心业务处理逻辑，原则上一个Handler只建议处理一类消息。编写完毕后，需要将Handler配置成bean文件，微信框架就能调用了。
ImageMessageHandler的作用是接收微信客户端发送的图片类消息，并返回图片地址给用户，效果如下：
第六层次：上下文保持
微信是有上下文概念的，比如微信应用的小游戏：猜数字。用户输入一个数字，而服务器告诉用户比目标值偏大还是偏小，直到用户猜中为止。游戏很简单，但是这就涉及到上下文会话，Tiny微信框架提供WeiXinSession接口作为上下文统一接口，而WeiXinSessionManager作为上下文的管理接口存在。
WeiXinSession接口定义如下：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
public interface WeiXinSession extends Serializable{
/**
* 会话Id
* @return
*/
String getSessionId();
/**
* 是否包含某元素
* @param name
* @return
*/
boolean contains(String name);
/**
* 返回指定name的序列化对象
* @param
* @param name
* @return
*/
T getParameter(String name);
/**
* 设置序列化的参数对象
* @param
* @param name
* @param value
*/
void setParameter(String name,T value);
/**
* 取得session的创建时间。
*
* @return 创建时间戮
*/
long getCreationTime();
/**
* 取得最近访问时间。
*
* @return 最近访问时间戮
*/
long getLastAccessedTime();
/**
* 取得session的最大不活动期限，超过此时间，session就会失效。
*
* @return 不活动期限的秒数,0表示永不过期
*/
int getMaxInactiveInterval();
/**
* 设置session的最大不活动期限，单位秒
* @param maxInactiveInterval
*/
void setMaxInactiveInterval(int maxInactiveInterval);
/**
* 判断session有没有过期。
*
* @return 如果过期了，则返回true
*/
boolean isExpired();
/**
* 更新session
*/
void update();
}
WeiXinSessionManager管理接口主要提供创建、删除、查询上下文会话的操作API，接口定义如下：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
public interface WeiXinSessionManager {
/**
* 默认的bean配置名称
*/
public static final String DEFAULT_BEAN_NAME="weiXinSessionManager";
/**
* 创建会话
* @param sessionId
* @return
*/
WeiXinSession createWeiXinSession(String sessionId);
/**
* 查询会话
* @param sessionId
* @return
*/
WeiXinSession getWeiXinSession(String sessionId);
/**
* 添加会话
* @param session
*/
void addWeiXinSession(WeiXinSession session);
/**
* 手动删除会话
* @param sessionId
* @return
*/
void removeWeiXinSession(String sessionId);
/**
* 遍历会话
* @return
*/
WeiXinSession[] getWeiXinSessions();
/**
* 清理会话过期的Session
*/
void expireWeiXinSessions();
/**
* 清理全部Session
*/
void clear();
/**
* Session最大过期时间设置，单位s，默认0
* @return
*/
int getMaxInactiveInterval();
/**
* Session清理线程首次延迟时间，单位s,默认值60
* @return
*/
int getExpireTimerDelay();
/**
* Session清理线程运行周期，单位s，默认值300
* @return
*/
int getExpireTimePeriod();
}
当然Tiny微信框架提供了上下文相关接口，不代表每一类消息强制进行会话管理，比如简单文本消息，微信客户端的位置消息，完全可以请求-响应这种模式进行处理。
第七层次：处理的水平扩展能力
前文讲过Tiny微信框架的具体业务是由WeiXinHandler接口完成的，而WeiXinHandler接口是不依赖WeiXinConnector等委托对象，因此通过扩展WeiXinHandler接口完全可以实现处理能力的水平扩展，比如Tiny框架本身有服务中心，支持分布式服务，那么我们可以在WeiXinHandler接口包装服务中心，从而实现分布式服务。
第八层次：命令处理框架
实际上一个微信公众号，许多的时候都是通过使用者用文字（语音识别也归到用文字）的方式与平台进行交互，这个时候，其实就是一个命令行的处理。Tiny微信框架通过org.tinygroup.menucommand实现相关需求，开发人员只需要配置XML就可完成复杂的命令行处理。目前支持两种模式：
简单模式。用户不需要动态数据，仅需要配置即可。类似电话黄页，支持逐级递归，针对这种模式，Tiny支持配置方式，用户无需编码。
动态模式。用户除了静态数据，还涉及动态交互，无法通过配置解决。Tiny框架提供了MenuCommandHandler接口，然后在配置中指定具体类或bean，框架就能解决。
配置文件是以menuconfig.xml为结尾，以演示工程的command.menuconfig.xml为例：
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
menu-configs是总结点，它包含两类子节点：菜单节点menu-config和系统命令节点system-command。菜单节点支持树结构，也就是可以自包含，菜单节点可以包含菜单命令节点menu-command，仅在当前菜单有效。系统命令不支持嵌套，而且只在menu-configs下面，它是全局有效的。最终效果如下：
第九层次：模板语言的引入
我们都知道，在做业务开发时，肯定都不希望把文本信息都放在程序代码中，这个时候就可以引入模板语言来把数据和展示来进行一个分割，做业务的只管做业务，做显示的只管做显示，井水河水两不犯。比如命令菜单，无论是显示信息还是处理结果都是配置在XML或者模板文件里，而非硬编码在java类。
第十层次：模块化
这也是Tiny微信框架的特色之一。其实在本人设计微信架构之前，也阅读过不少微信框架的源代码，它们绝大多数都是定义一个大接口，跟微信服务器API基本上是一一对应的关系，这样开发人员在使用时要么引入所有资源，要么不用。而Tiny微信框架是根据微信公众号API分类，每一类API接口实现一类工程，这样用户在开发时用多少资源就引入多少工程，比如我的公众号应用是视频类，可能用到素材管理接口和消息类接口，但是和微信商户无关，那开发人员在创建工程时只需要引入前两者即可。
好了，关于Tiny微信框架大致介绍如此，如果有开发人员对本框架感兴趣，想做一些扩展开发，可以联系本人。
如果您对我的博客感兴趣，请点击左上角的关注，以便及时收到我的相关通知。