面试官:聊聊微信和淘宝扫码登录背后的实现原理?

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:

https://qrlogin.taobao.com/qrcodelogin/qrcodeLoginCheck.do?
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:

{

"code": "10001",

"message": "mobile scan QRCode success",

"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:

{
“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:

// 获取 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)浏览器轮询服务器,获取扫码状态:

// 查看扫码状态

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:

// 根据服务器返回的扫码状态,进行相应的操作

functiono(c) {
switch(c.code) {
case200:
t.newLoginPage(c.redirect_uri).then(function(t) {
varo = t.match(/(.)</ret>/)
, r = t.match(/