一、微前端概述

1. 基本原理

在正式介绍qiankun之前，我们需要知道，它是基于另一个微前端框架：single-spa 搭建的。qiankun在它的基础上进行了封装和增强，使其更加易用。本文我们会先从single-spa入手，一步步介绍qiankun的实现原理。在讲解两者之前，我们先来了解一下何为微前端。

微前端的概念借鉴自后端的微服务，主要是为了解决大型工程在变更、维护、扩展等方面的困难而提出的。目前主流的微前端方案包括以下几个：

1. iframe
2. 基座模式，主要基于路由分发，qiankun和single-spa就是基于这种模式
3. 组合式集成，即单独构建组件，按需加载，类似npm包的形式
4. EMP，主要基于Webpack5 Module Federation
5. Web Components

严格来讲，这些方案都不算是完整的微前端解决方案，它们只是用于解决微前端中运行时容器的相关问题。除了运行时容器，一套完整的微前端方案还需要解决版本管理、质量管控、配置下发、线上监控、灰度发布、安全监测等与工程和平台相关的问题，而这些问题中的大部分工作目前仍处于探索阶段。

iframe：是传统的微前端解决方案，基于iframe标签实现，技术难度低，隔离性和兼容性很好，但是性能和使用体验比较差，多用于集成第三方系统；
基座模式：主要基于路由分发，即由一个基座应用来监听路由，并按照路由规则来加载不同的应用，以实现应用间解耦；
组合式集成：把组件单独打包和发布，然后在构建或运行时组合；
EMP：基于Webpack5 Module Federation，一种去中心化的微前端实现方案，它不仅能很好地隔离应用，还可以轻松实现应用间的资源共享和通信；
Web Components：是官方提出的组件化方案，它通过对组件进行更高程度的封装，来实现微前端，但是目前兼容性不够好，尚未普及。

总的来说，iframe主要用于简单并且性能要求不高的第三方系统；组合式集成目前主要用于前端组件化，而不是微前端；基座模式、EMP和Web Components是目前主流的微前端方案。

本文我们主要对qiankun所基于的基座模式进行介绍。它的主要思路是将一个大型应用拆分成若干个更小、更简单，可以独立开发、测试和部署的子应用，然后由一个基座应用根据路由进行应用切换。

如果以前端组件的概念作类比，我们可以把每个被拆分出的子应用看作是一个应用级组件，每个应用级组件专门实现某个特定的业务功能（如商品管理、订单管理等）。这里实际上谈到了微前端拆分的原则：即以业务功能为基本单元。经过拆分后，整个系统的结构也发生了变化：

左侧是传统大型单页应用的前端架构，所有模块都在一个应用内，由应用本身负责路由管理，是应用分发路由的方式；而右侧是基座模式下的系统架构，各个子应用互不相关，单独运行在不同的服务上，由基座应用根据路由选择加载哪个应用到页面内，是路由分发应用的方式。这种方式使得各个模块的耦合性大大降低，而微前端需要解决的主要问题就是如何拆分和组织这些子应用。

为了让这些拆分出的子应用在一个单页面内协同工作，我们需要一个“管理者”应用，这就是我们上面说的基座应用，也叫主应用。基座应用一般是用户最终访问的应用，它会根据定义的规则，将不同的应用加载到页面内供用户使用。当然，这种架构下的每个子应用也具备单独访问的能力。

为了配合基座应用，子应用必须经过一些改造，向外暴露出相应的生命周期钩子，以便基座应用加载和卸载。实际上，一个典型的基于vue-router的Vue应用与这种架构存在着很大的相似性：

在典型的Vue应用中，各个组件当然都必须基于Vue编写；但是在微前端架构中，各个子应用可以基于不同的技术框架，这也是它最大的优势之一。这是因为各个子应用是独立编译和部署的，而基座应用是在运行时动态加载的子应用，由于在启动子应用时已经经历过编译阶段，所以基座应用加载的都是原生JavaScript代码，自然与子应用所用的技术框架无关（qiankun甚至能加载jQuery编写的页面）。

概念性地讲，在微前端架构中，各个子应用将一些特定的业务功能封装在一个业务黑箱中，只对外暴露少量生命周期方法；基座应用根据路由地址变化，动态地加载对应的业务黑箱，并将其渲染到指定的占位DOM元素上。与Vue应用一样，微前端也可以一次加载多个业务黑箱，这称为多实例模式（类似于vue-router的命名视图）。

2. 微前端的主要优势

1. 技术兼容性好，各个子应用可以基于不同的技术架构
2. 代码库更小、内聚性更强
3. 便于独立编译、测试和部署，可靠性更高
4. 耦合性更低，各个团队可以独立开发，互不干扰
5. 可维护性和扩展性更好，便于局部升级和增量升级

关于技术兼容性，由于在被基座应用加载前， 所有子应用已经编译成原生代码输出，所以基座应用可以加载各类技术栈编写的应用；由于拆分后应用体积明显变小，并且每个应用只实现一个业务模块，因此其内聚性更强；另外子应用本身也是完整的应用，所以它可以独立编译、测试和部署；关于耦合性，由于各个子应用只负责各自的业务模块，所以耦合性很低，非常便于独立开发；关于可维护性和扩展性，由于拆分出的应用都是完整的应用，因此专门升级某个功能模块就成为了可能，并且当需要增加模块时，只需要创建一个新应用，并修改基座应用的路由规则即可。

不过这种微前端方案仍然存在缺点：

3. 当前微前端方案的一些缺点

1. 子应用间的资源共享能力较差，使得项目总体积变大
2. 需要对现有代码进行改造（指的是未按照微前端形式编写的旧工程）

首先，子应用之间保持较高的独立性，反而使一些公共资源不便于共享。虽然大型第三方库可以通过externals的方式上传到cdn，但像一些工具函数，通用业务组件等则不易共享，这就使得项目整体体积反而变大。由于改造成本不高，代码改造通常算不上很严重的问题，但仍存在一定的代价。

介绍完微前端的基本概念，我们就来看一下qiankun和single-spa的核心实现原理。

二、qiankun与single-spa实现原理

既然qiankun是基于single-spa的，那么我们就来看qiankun和single-spa在架构中分别扮演了什么角色。

一般来说，微前端需要解决的问题分为两大类：

1. 应用的加载与切换
2. 应用的隔离与通信

应用的加载与切换需要解决的问题包括：路由问题、应用入口、应用加载；应用的隔离与通信需要解决的问题包括：js隔离、css样式隔离、应用间通信。

single-spa很好地解决了路由和应用入口两个问题，但并没有解决应用加载问题，而是将该问题暴露出来由使用者实现（一般可以用system.js或原生script标签来实现）；qiankun借助import-html-entry实现了应用加载，并给出了js隔离、css样式隔离和应用间通信三个问题的解决方案，同时提供了预加载功能。

借助single-spa提供的能力，我们只能把不同的应用加载到一个页面内，但是很难保证这些应用不会互相干扰。而qiankun为我们解决了这些后顾之忧，使得它成为一个更加完整的微前端运行时容器。

接下来我们借助部分源码，分别来看single-spa和qiankun是如何一步步实现运行时容器的。

1. single-spa实现原理

我们已经知道，single-spa解决的是应用的加载与切换相关的问题，下面就来看完整的实现过程。

(1). 路由问题

single-spa是通过监听hashChange和popState这两个原生事件来检测路由变化的，它会根据路由的变化来加载对应的应用，相关的代码可以在single-spa的 src/navigation/navigation-events.js 中找到：

...
// 139行
if (isInBrowser) {
  // We will trigger an app change for any routing events.
  window.addEventListener("hashchange", urlReroute);
  window.addEventListener("popstate", urlReroute);
...
// 174行，劫持pushState和replaceState
  window.history.pushState = patchedUpdateState(
    window.history.pushState,
    "pushState"
  );
  window.history.replaceState = patchedUpdateState(
    window.history.replaceState,
    "replaceState"
  );

我们看到，single-spa在检测到发生hashChange或popState事件时，会执行urlReroute函数，这里封装了它对路由问题的解决方案。另外，它还劫持了原生的pushState和replaceState事件，关于为什么劫持这两个事件，我们后面会介绍，我们先来看urlReroute函数做了什么：

function urlReroute() {
  reroute([], arguments);
}

这个函数只是调用了reroute函数，而reroute函数就是single-spa解决路由问题的核心逻辑，下面我们来分析一下它的实现，由于该函数较长，我们截取其中体现核心思路的代码进行分析：
src/navigation/reroute.js

export function reroute(pendingPromises = [], eventArguments) {
  ...
  // getAppChanges会根据路由改变应用的状态，状态包含4类
  // 待清除、待卸载、待加载、待挂载
  const {
    appsToUnload,
    appsToUnmount,
    appsToLoad,
    appsToMount,
  } = getAppChanges();
  ...
  // 如果应用已启动，则调用performAppChanges加载和挂载应用
  // 否则，只加载未加载的应用
  if (isStarted()) {
    appChangeUnderway = true;
    appsThatChanged = appsToUnload.concat(
      appsToLoad,
      appsToUnmount,
      appsToMount
    );
    return performAppChanges();
  } else {
    appsThatChanged = appsToLoad;
    return loadApps();
  }
  ...
  function performAppChanges() {
    return Promise.resolve().then(() => {
      // 1. 派发应用更新前的自定义事件
      // 2. 执行应用暴露出的生命周期函数
      // appsToUnload -> unload生命周期钩子
      // appsToLoad -> 执行加载方法
      // appsToUnmount -> 卸载应用，并执行对应生命周期钩子
      // appsToMount -> 尝试引导和挂载应用
    })
  }
  ...
}

这里就是single-spa解决路由问题的主要逻辑。主要是以下几步：

1. 根据传入的参数activeWhen判断哪个应用需要加载，哪个应用需要卸载或清除，并将其push到对应的数组
2. 如果应用已经启动，则进行应用加载或切换。针对应用的不同状态，直接执行应用自身暴露出的生命周期钩子函数即可。
3. 如果应用未启动，则只去下载appsToLoad中的应用。

总的来看，当路由发生变化时，hashChange或popState会触发，这时single-spa会监听到，并触发urlReroute；接着它会调用reroute，该函数正确设置各个应用的状态后，直接通过调用应用所暴露出的生命周期钩子函数即可。当某个应用被推送到appsToMount后，它的mount函数会被调用，该应用就会被挂载；而推送到appsToUnmount中的应用则会调用其unmount钩子进行卸载。

上面我们还提到，single-spa除了监听hashChange或popState两个事件外，还劫持了原生的pushState和 replaceState两个方法，这是为什么呢？

这是因为像scroll-restorer这样的第三方组件可能会在页面滚动时，通过调用pushState或replaceState，将滚动位置记录在state中，而页面的url实际上没有变化。这种情况下，single-spa理论上不应该去重新加载应用，但是由于这种行为会触发页面的hashChange事件，所以根据上面的逻辑，single-spa会发生意外重载。

为了解决这个问题，single-spa允许开发者手动设置是否只对url值的变化监听，而不是只要发生hashChange或popState就去重新加载应用，我们可以像下面一样在启动single-spa时添加urlRerouteOnly参数：

singleSpa.start({
  urlRerouteOnly: true,
});

这样除非url发生了变化，否则pushState和popState不会导致应用重载。

(2). 应用入口

single-spa采用的是协议入口，即只要实现了single-spa的入口协议规范，它就是可加载的应用。single-spa的规范要求应用入口必须暴露出以下三个生命周期钩子函数，且必须返回Promise，以保证single-spa可以注册回调函数：

1. bootstrap
2. mount
3. unmount
   

bootstrap用于应用引导，基座应用会在子应用挂载前调用它。举个应用场景，假如某个子应用要挂载到基座应用内id为app的节点上：

new Vue({
  el: '#app',
  ...
})

但是基座应用中当前没有id为app的节点，我们就可以在子应用的bootstrap钩子内手动创建这样一个节点并插入到基座应用，子应用就可以正常挂载了。所以它的作用就是做一些挂载前的准备工作。

mount用于应用挂载，就是一般应用中用于渲染的逻辑，即上述的new Vue语句。我们通常会把它封装到一个函数里，在mount钩子函数中调用。

unmount用于应用卸载，我们可以在这里调用实例的destroy方法手动卸载应用，或清除某些内存占用等。

除了以上三个必须实现的钩子外，single-spa还支持非必须的load、unload、update等，分别用于加载、卸载和更新应用。

那么只使用single-spa如何进行子应用加载呢？

(3). 应用加载

实际上single-spa并没有提供自己的解决方案，而是将它开放出来，由开发者提供。

我们看一下基于system.js如何启动single-spa：

<script type="systemjs-importmap">
  {
    "imports": {
      "app1": "http://localhost:8080/app1.js",
      "app2": "http://localhost:8081/app2.js",
      "single-spa": "https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/single-spa/4.3.7/system/single-spa.min.js"
    }
  }
</script>
... // system.js的相关依赖文件
<script>
(function(){
  // 加载single-spa
  System.import('single-spa').then((res)=>{
    var singleSpa = res;
    // 注册子应用
    singleSpa.registerApplication('app1',
      () => System.import('app1'),
      location => location.hash.startsWith(`#/app1`);
    );
    singleSpa.registerApplication('app2',
      () => System.import('app2'),
      location => location.hash.startsWith(`#/app2`);
    );
    // 启动single-spa
    singleSpa.start();
  })
})()
</script>

我们在调用singleSpa.registerApplication注册应用时提供的第二个参数就是加载这个子应用的方法。如果需要加载多个js，可以使用多个System.import连续导入。single-spa会调用这个函数，下载子应用代码并分别调用其bootstrap和mount方法进行引导和挂载。

从这里我们也可以看到single-spa的弊端。首先我们必须手动实现应用加载逻辑，挨个罗列子应用需要加载的资源，这在大型项目里是十分困难的（特别是使用了文件名hash时）；另外它只能以js文件为入口，无法直接以html为入口，这使得嵌入子应用变得很困难，也正因此，single-spa不能直接加载jQuery应用。

single-spa的start方法也很简单：

export function start(opts) {
  started = true;
  if (opts && opts.urlRerouteOnly) {
    setUrlRerouteOnly(opts.urlRerouteOnly);
  }
  if (isInBrowser) {
    reroute();
  }
}

先是设置started状态，然后设置我们上面说到的urlRerouteOnly属性，接着调用reroute，开始首次加载子应用。加载完第一个应用后，single-spa就时刻等待着hashChange或popState事件的触发，并执行应用的切换。

以上就是single-spa的核心原理，从上面的介绍中不难看出，single-spa只是负责把应用加载到一个页面中，至于应用能否协同工作，是很难保证的。而qiankun所要解决的，就是协同工作的问题。

2. qiankun实现原理

(1). 应用加载

上面我们说到了，single-spa提供的应用加载方案是开放式的。针对上面我们谈到的几个弊端，qiankun使用了一个更完整的应用加载方案：import-html-entry。

该方案的主要思路是允许以html文件为应用入口，然后通过一个html解析器从文件中提取js和css依赖，并通过fetch下载依赖，于是在qiankun中你可以这样配置入口：

const MicroApps = [{
  name: 'app1',
  entry: 'http://localhost:8080',
  container: '#app',
  activeRule: '/app1'
}]

qiankun会通过import-html-entry请求http://localhost:8080，得到对应的html文件，解析内部的所有script和style标签，依次下载和执行它们，这使得应用加载变得更易用。我们看一下这具体是怎么实现的。

import-html-entry暴露出的核心接口是importHTML，用于加载html文件，它支持两个参数：

1. url，要加载的文件地址，一般是服务中html的地址
2. opts，配置参数

url不必多说。opts如果是一个函数，则会替换默认的fetch作为下载文件的方法，此时其返回值应当是Promise；如果是一个对象，那么它最多支持四个属性：fetch、getPublicPath、getDomain、getTemplate，用于替换默认的方法，这里暂不详述。

我们截取该函数的主要逻辑：

export default function importHTML(url, opts = {}) {
  ...
  // 如果已经加载过，则从缓存返回，否则fetch回来并保存到缓存中
  return embedHTMLCache[url] || (embedHTMLCache[url] = fetch(url)
		.then(response => readResAsString(response, autoDecodeResponse))
		.then(html => {
		  // 对html字符串进行初步处理
		  const { template, scripts, entry, styles } = 
		    processTpl(getTemplate(html), assetPublicPath);
		  // 先将外部样式处理成内联样式
		  // 然后返回几个核心的脚本及样式处理方法
		  return getEmbedHTML(template, styles, { fetch }).then(embedHTML => ({
				template: embedHTML,
				assetPublicPath,
				getExternalScripts: () => getExternalScripts(scripts, fetch),
				getExternalStyleSheets: () => getExternalStyleSheets(styles, fetch),
				execScripts: (proxy, strictGlobal, execScriptsHooks = {}) => {
					if (!scripts.length) {
						return Promise.resolve();
					}
					return execScripts(entry, scripts, proxy, {
						fetch,
						strictGlobal,
						beforeExec: execScriptsHooks.beforeExec,
						afterExec: execScriptsHooks.afterExec,
					});
				},
			}));
		});
}

省略的部分主要是一些参数预处理，我们从return语句开始看，具体过程如下：

1. 检查是否有缓存，如果有，直接从缓存中返回
2. 如果没有，则通过fetch下载，并字符串化
3. 调用processTpl进行一次模板解析，主要任务是扫描出外联脚本和外联样式，保存在scripts和styles中
4. 调用getEmbedHTML，将外联样式下载下来，并替换到模板内，使其变成内部样式
5. 返回一个对象，该对象包含处理后的模板，以及getExternalScripts、getExternalStyleSheets、execScripts等几个核心方法
   

processTpl主要基于正则表达式对模板字符串进行解析，这里不进行详述。我们来看getExternalScripts、getExternalStyleSheets、execScripts这三个方法：
getExternalStyleSheets

export function getExternalStyleSheets(styles, fetch = defaultFetch) {
  return Promise.all(styles.map(styleLink => {
	if (isInlineCode(styleLink)) {
	  // if it is inline style
	  return getInlineCode(styleLink);
	} else {
	  // external styles
	  return styleCache[styleLink] ||
	  (styleCache[styleLink] = fetch(styleLink).then(response => response.text()));
	}
  ));
}

遍历styles数组，如果是内联样式，则直接返回；否则判断缓存中是否存在，如果没有，则通过fetch去下载，并进行缓存。

getExternalScripts与上述过程类似。

execScripts是实现js隔离的核心方法，我们放在下一部分js隔离里讲解。

通过调用importHTML方法，qiankun可以直接加载html文件，同时将外联样式处理成内部样式表，并且解析出JavaScript依赖。更重要的是，它获得了一个可以在隔离环境下执行应用脚本的方法execScripts。

(2). js隔离

上面我们说到，qiankun通过import-html-entry，可以对html入口进行解析，并获得一个可以执行脚本的方法execScripts。qiankun引入该接口后，首先为该应用生成一个window的代理对象，然后将代理对象作为参数传入接口，以保证应用内的js不会对全局window造成影响。由于IE11不支持proxy，所以qiankun通过快照策略来隔离js，缺点是无法支持多实例场景。

我们先来看基于proxy的js隔离是如何实现的。首先看import-html-entry暴露出的接口，照例我们只截取核心代码:
execScripts

export function execScripts(entry, scripts, proxy = window, opts = {}) {
  ... // 初始化参数
  return getExternalScripts(scripts, fetch, error)
	.then(scriptsText => {
	  // 在proxy对象下执行脚本的方法
	  const geval = (scriptSrc, inlineScript) => {
	    const rawCode = beforeExec(inlineScript, scriptSrc) || inlineScript;
	    const code = getExecutableScript(scriptSrc, rawCode, proxy, strictGlobal);
        (0, eval)(code);
        afterExec(inlineScript, scriptSrc);
	  };
	  // 执行单个脚本的方法
      function exec (scriptSrc, inlineScript, resolve) { ... }
      // 排期函数，负责逐个执行脚本
      function schedule(i, resolvePromise) { ... }
      // 启动排期函数，执行脚本
      return new Promise(resolve => schedule(0, success || resolve));
    });
});

这个函数的关键是定义了三个函数：geval、exec、schedule，其中实现js隔离的是geval函数内调用的getExecutableScript函数。我们看到，在调这个函数时，我们把外部传入的proxy作为参数传入了进去，而它返回的是一串新的脚本字符串，这段新的字符串内的window已经被proxy替代，具体实现逻辑如下：

function getExecutableScript(scriptSrc, scriptText, proxy, strictGlobal) {
	const sourceUrl = isInlineCode(scriptSrc) ? '' : `//# sourceURL=${scriptSrc}\n`;

	// 通过这种方式获取全局 window，因为 script 也是在全局作用域下运行的，所以我们通过 window.proxy 绑定时也必须确保绑定到全局 window 上
	// 否则在嵌套场景下， window.proxy 设置的是内层应用的 window，而代码其实是在全局作用域运行的，会导致闭包里的 window.proxy 取的是最外层的微应用的 proxy
	const globalWindow = (0, eval)('window');
	globalWindow.proxy = proxy;
	// TODO 通过 strictGlobal 方式切换切换 with 闭包，待 with 方式坑趟平后再合并
	return strictGlobal
		? `;(function(window, self, globalThis){with(window){;${scriptText}\n${sourceUrl}}}).bind(window.proxy)(window.proxy, window.proxy, window.proxy);`
		: `;(function(window, self, globalThis){;${scriptText}\n${sourceUrl}}).bind(window.proxy)(window.proxy, window.proxy, window.proxy);`;
}

核心代码就是由两个矩形框起来的部分，它把解析出的scriptText（即脚本字符串）用with(window){}包裹起来，然后把window.proxy作为函数的第一个参数传进来，所以with语法内的window实际上是window.proxy。

这样，当在执行这段代码时，所有类似var name = '张三'这样的语句添加的全局变量name，实际上是被挂载到了window.proxy上，而不是真正的全局window上。当应用被卸载时，对应的proxy会被清除，因此不会导致js污染。而当你配置webpack的打包类型为lib时，你得到的接口大概如下：

var jquery = (function(){})();

如果你的应用内使用了jquery，那么这个jquery对象就会被挂载到window.proxy上。

import-html-entry实现了上述能力后，qiankun要做的就很简单了，只需要在加载一个应用时为其初始化一个proxy传递进来即可：
proxySandbox.ts

export default class ProxySandbox implements SandBox {
  ...
  constructor(name: string) {
    ...
    const proxy = new Proxy(fakeWindow, {
      set () { ... },
      get () { ... }
    }
  }
}

每次加载一个应用，qiankun就初始化这样一个proxySandbox，传入上述execScripts函数中。

在IE下，由于proxy不被支持，并且没有可用的polyfill，所以qiankun退而求其次，采用快照策略实现js隔离。它的大致思路是，在加载应用前，将window上的所有属性保存起来（即拍摄快照）；等应用被卸载时，再恢复window上的所有属性，这样也可以防止全局污染。但是当页面同时存在多个应用实例时，qiankun无法将其隔离开，所以IE下的快照策略无法支持多实例模式。

关于快照模式我们就不详细介绍了，接下来看一下qiankun如何实现css样式隔离。

(3). css隔离

目前qiankun主要提供了两种样式隔离方案，一种是基于shadowDom的；另一种则是实验性的，思路类似于Vue中的scoped属性，给每个子应用的根节点添加一个特殊属性，用作对所有css选择器的约束。

开启样式隔离的语法如下：

registerMicroApps({
  name: 'app1',
  ...
  sandbox: {
    strictStyleIsolation: true
    // 实验性方案，scoped方式
    // experimentalStyleIsolation: true
  },
})

当启用strictStyleIsolation时，qiankun将采用shadowDom的方式进行样式隔离，即为子应用的根节点创建一个shadow root。最终整个应用的所有DOM将形成一棵shadow tree。我们知道，shadowDom的特点是，它内部所有节点的样式对树外面的节点无效，因此自然就实现了样式隔离。

但是这种方案是存在缺陷的。因为某些UI框架可能会生成一些弹出框直接挂载到document.body下，此时由于脱离了shadow tree，所以它的样式仍然会对全局造成污染。

此外qiankun也在探索类似于scoped属性的样式隔离方案，可以通过experimentalStyleIsolation来开启。这种方案的策略是为子应用的根节点添加一个特定的随机属性，如：

<div
  data-qiankun-asiw732sde
  id="__qiankun_microapp_wrapper__"
  data-name="module-app1"
>

然后为所有样式前面都加上这样的约束：

.app-main { 
  字体大小：14 px ; 
}
// ->
div[data-qiankun-asiw732sde] .app-main {  
  字体大小：14 px ; 
}

经过上述替换，这个样式就只能在当前子应用内生效了。虽然该方案已经提出很久了，但仍然是实验性的，因为它不支持@ keyframes，@ font-face，@ import，@ page（即不会被重写）。

(4). 应用通信

一般来说，微前端中各个应用之前的通信应该是尽量少的，而这依赖于应用的合理拆分。反过来说，如果你发现两个应用间存在极其频繁的通信，那么一般是拆分不合理造成的，这时往往需要将它们合并成一个应用。

当然了，应用间存在少量的通信是难免的。qiankun官方提供了一个简要的方案，思路是基于一个全局的globalState对象。这个对象由基座应用负责创建，内部包含一组用于通信的变量，以及两个分别用于修改变量值和监听变量变化的方法：setGlobalState和onGlobalStateChange。

以下代码用于在基座应用中初始化它：

import { initGlobalState, MicroAppStateActions } from 'qiankun';

const initialState = {};
const actions: MicroAppStateActions = initGlobalState(initialState);

export default actions;

这里的actions对象就是我们说的globalState，即全局状态。基座应用可以在加载子应用时通过props将actions传递到子应用内，而子应用通过以下语句即可监听全局状态变化：

actions.onGlobalStateChange (globalState, oldGlobalState) {
  ...
}

同样的，子应用也可以修改全局状态：

actions.setGlobalState(...);

此外，基座应用和其他子应用也可以进行这两个操作，从而实现对全局状态的共享，这样各个应用之间就可以通信了。这种方案与Redux和Vuex都有相似之处，只是由于微前端中的通信问题较为简单，所以官方只提供了这样一个精简方案。关于其实现原理这里不再赘述，感兴趣的可以去看一下源码。

关于qiankun的核心原理到这里就介绍完了，下面我们看一下如果使用qankun搭建一个微前端项目。

三、qiankun实战

我们上面说到，qiankun是基于基座模式的，所以它必然有一个基座应用（主应用），来管理各个子应用的加载和卸载。我们以一个基于Vue的管理系统为例，来看如何搭建一个微前端项目。

目前主流的管理系统大都是基于以下页面结构：

左侧menu是菜单区，点击不同的菜单会在content内容区域加载不同的菜单页，而顶部的header一般是一些用户信息，右侧的help一般是帮助区域。

一般来说，微前端的子应用不宜拆分得过细，应该以业务领域进行大致拆分，所以我们将menu、header和help这三个区域放在基座应用中实现；然后我们将每个一级菜单用一个微应用来实现。这样，当我们打开不同一级菜单下的页面时，就会发生应用切换；而在同一个一级菜单下进行选择时，不会切换应用。

1. 搭建基座应用

有了思路之后，我们就可以开始搭建基座应用了。首先我们需要先搭建好一个常规的Vue应用，并编写好以上三个区域对应的组件，此时的根组件结构大概如下：

<template>
  <div class="container">
    <div class="app-header">
      <prime-header></prime-header>
    </div>
    <div class="app-menu">
      <prime-menu></prime-menu>
    </div>
    <div class="app-content">
      <div id="root-view"></div>
    </div>
    <div class="help-taggle">
      <prime-help></prime-help>
    </div>
  </div>
</template>

我们在内容区域写了这样一个标签<div id="root-view"></div>，它就像vue-router中的占位组件<router-view>一样，用于后续加载子应用。

除了内容区域外，我们应该已经搭建好了一个完整的Vue应用。现在我们需要对它进行改造，使得它成为一个基座应用。

首先，我们需要安装qiankun：

yarn add qiankun

然后我们创建一个文件，来定义各个子应用的入口：
micro-app.js

const microApps: Array<any> = [{
  name: 'module-app1',
  entry: 'https://app1.example.com',
  activeRule: '/app1',
  container: '#root-view',
  sandbox: {
    strictStyleIsolation: true // 开启样式隔离
  }
}, {
  name: 'module-shop',
  entry: 'https://app2.example.com',
  activeRule: '/app2',
  container: '#root-view',
  sandbox: {
    strictStyleIsolation: true // 开启样式隔离
  }
}, ...
];

export default microApps;

需要注意的是，这里所有子应用的name都不能重复，因为qiankun需要基于它进行缓存。

entry属性是定义子应用入口，基于qiankun的应用一般直接写子应用的入口html地址即可。

activeRule则是定义何时加载该子应用，该参数最终会被映射成为single-spa中的activeWhen参数，用于匹配url。它们的格式也是一样的，可以是字符串，或正则表达式，或是一个返回boolean值的函数。这里子应用1的activeRule定义为/app1，就意味着当url的hash部分是以/app1开头时，基座应用就需要去加载应用app1了。一般来说我们可能更倾向于使用history模式，此时它直接匹配的就是域名后面的字符串。要启用history模式，只需要进行如下配置：

const router = new VueRouter({
  mode: 'history',
  routes
});

container是定义子应用的加载位置，还记得我们之前留出的id为router-view的标签吗，这里我们就是指定它为加载位置，整个子应用会加载为它的子树。

sandbox我们上面已经提到了，用于设置是否启用沙箱模式，默认为true。这里我们将其设置为对象，可以同时开启子应用的样式隔离。

有了这个数组，我们接着来看如何使用它。

实际上这只需要两步，第一是注册所有的微应用，第二是启动qiankun，这两步都有对应的api。我们现在希望在加载左侧菜单栏的时候去注册和启动qiankun，于是我们可以在对应的组件内这样写：
menu.vue

<script>
// 引入qiankun注册子应用和启动的接口函数
import { registerMicroApps, start } from 'qiankun';
// 引入微应用入口配置
import microApps from './modules/micro-apps';
@Component
export default class PrimeMenu extends Vue {
  async created () {
    registerMicroApps(microApps, {
      // 注册一些全局生命周期钩子，如进行日志打印，如果不需要可以不传
      beforeMount () {},
    });
    // 启动qiankun，并开启预加载
    start({ prefetch: true });
  }
}
</script>

到了这里其实基座应用已经搭建好了。以history模式为例，根据qiankun和single-spa的实现原理，当我们点击菜单的时候，我们可能会通过以下两种方式修改地址栏的地址：

window.history.pushState({}, '', '/app1/overview');
// 或者这样
window.location.href = '/app1/overview';

这两种方式都会触发hashChange事件，而qiankun借助single-spa所绑定的监听事件，会侦测到地址变化，从而执行single-spa的reroute函数；随后qiankun通过import-html-entry提供的能力，去下载app1对应的html文件，并从中解析出所依赖的脚本和样式文件。qiankun会将其封装在一个沙箱中，执行这些脚本并添加样式表，从而渲染出子应用。经过这些步骤，应用app1就会像一个原生的组件一样被渲染到基座应用的占位节点内。

当点击其他菜单时，同样会触发hashChange事件，single-spa会重新执行reroute，卸载原子应用，加载新的子应用。

2. 搭建子应用

除了需要处理基座应用，子应用也需要进行一定的改造。

假设我们现在已经启动了一个完整的概况页应用，地址为https://app1.example.com。我们现在希望这个页面可以像原生组件一样直接渲染到基座应用的content内容区域，那么按照single-spa的应用入口协议，我们必须在子应用内暴露出三个必要的生命周期钩子函数：
main.js

...
let instance = null;
// 定义渲染函数
function render (props: any = {}) {
  instance = new Vue({
    router: router(props),
    store,
    render: h => h(App)
  }).$mount(`#app`);
}
// bootstrap引导函数
export async function bootstrap () {
  console.log('[vue] vue app bootstraped');
}
// 挂载函数
export async function mount (props: any) {
  console.log('[vue] props from main framework', props);
  // storeTest(props);
  render(props);
}
// 卸载函数
export async function unmount () {
  instance.$destroy();
  instance.$el.innerHTML = '';
  instance = null;
}
// 在qiankun环境下，修正加载路径
if (window.__POWERED_BY_QIANKUN__) {
  // eslint-disable-next-line no-undef
  __webpack_public_path__ = window.__INJECTED_PUBLIC_PATH_BY_QIANKUN__;
}
// 在非qiankun环境下，直接执行渲染
if (!window.__POWERED_BY_QIANKUN__) {
  render();
}

我们看到，不同于之前的写法，这里使用export向外暴露出了三个生命周期函数。

给__webpack_public_path__赋值的语句是为了防止子应用资源路径异常，由qiankun官方推荐设置。

最后面的判断语句，检查了window.__POWERED_BY_QIANKUN__是否存在，这是为了检查当前子应用是否正在被qiankun框架所加载；如果不是被qiankun加载的，那么直接执行渲染即可。

现在的子应用已经符合了single-spa入口协议规范，理论上它可以被single-spa所加载，但这还不够。因为按照正常的打包规则，应用最终会被打包成为一个匿名的立即执行函数，single-spa仍然无法从中解析出这些生命周期钩子，所以接下来我们需要修改webpack配置，让它以lib的格式打包：
vue.config.js

module.exports = {
  ...
  configureWebpack: {
    output: {
      // 把子应用打包成 umd 库格式
      library: `micro-app1-[name]`,
      libraryTarget: 'umd',
      jsonpFunction: `webpackJsonp_micro-app1`
    }
  },
  // 以下配置可以修复一些字体文件加载路径问题
  chainWebpack: config => {
    config
      .plugin('html')
      .tap(args => {
        args[0].name = name;
        return args
      });

    config.module
      .rule("fonts")
      .test(/.(ttf|otf|eot|woff|woff2)$/)
      .use("url-loader")
      .loader("url-loader")
      .tap(options => {
        options = {
          // limit: 10000,
          name: '/static/fonts/[name].[ext]',
        }
        return options
      })
      .end();
  },
}

umd格式的应用会向外暴露指定的生命周期钩子函数，便于single-spa解析。jsonpFunction配置是webpack打包之后保存在window中的key，只需保证各个子应用不一致即可。其余配置主要是解决一些加载路径问题。

完成以上配置后，分别启动基座应用和子应用。当访问基座应用并点击概况菜单时，地址栏的url会发生变化，qiankun就会自动去子应用所在的服务下载html文件，并解析出脚本和样式进行渲染，于是这个子应用就会展示在图中的content内容区域了。至此，一个简单的qiankun应用就搭建完毕了。

总结

qiankun和single-spa的原理算不上特别复杂，使用起来也很方便。并且qiankun还支持加载jQuery技术栈的页面，对旧系统可以说是非常友好的。

从目前微前端的发展来看，webpack5的Module Federation可能会成为一个焦点功能，用于解决微前端应用间的资源共享问题（EMP已经做到了这一点，qiankun的维护者也表示会集成这一功能）。当然了，随着Web Components功能的不断增强，也许浏览器本身就是微前端最完美的运行时容器。除了运行时容器，本文开篇提到的版本管理、质量管控、配置下发、线上监控、灰度发布、安全监测等，也必将成为微前端领域接下来要重点解决的问题。