1、引言
掃碼登入這個功能，最早應該是微信的PC端開始搞，雖然有點反人類的功能（不掃碼也沒別的方式登入），但不得不說還是很酷的。
下面這張圖，不管是IM開發者還是普通使用者，應該很熟悉：
於是，搞IM產品的老闆和產品經理們，從此又多了一個要拋給程式設計師們的需求——“為什麼微信有掃一掃登入，而我們的沒有？”。
好吧，每次只要是微信有的功能，IM程式設計師們想甩鍋，難度就有點大了，必竟老闆們都都會想當然認為，微信有的“我”的IM產品裡也得有。
既然無法迴避，那就只能老老實實搞懂技術原理，然後自已使勁擼吧。
本文將簡要的介紹掃碼登入功能的技術實現邏輯，並實際結合淘寶、微信的掃碼登入功能，學習和研究大廠主流應用的技術實現思路。
學習交流：
- 即時通訊/推送技術開發交流5群：215477170 [推薦]
- 移動端IM開發入門文章：《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》
（本文同步釋出於：www.52im.net/thread-2892…）
2、IM開發乾貨系列文章
本文是系列文章中的第22篇，總目錄如下：
《IM訊息送達保證機制實現(一)：保證線上實時訊息的可靠投遞》
《一種Android端IM智慧心跳演算法的設計與實現探討（含樣例程式碼）》
《IM開發基礎知識補課(一)：正確理解前置HTTP SSO單點登陸介面的原理》
《IM開發基礎知識補課(二)：如何設計大量圖片檔案的服務端儲存架構？》
《IM開發基礎知識補課(三)：快速理解服務端資料庫讀寫分離原理及實踐建議》
《IM開發基礎知識補課(四)：正確理解HTTP短連線中的Cookie、Session和Token》
《IM群聊訊息究竟是存1份(即擴散讀)還是存多份(即擴散寫)？》
《IM開發基礎知識補課(五)：通俗易懂，正確理解並用好MQ訊息佇列》
《IM開發基礎知識補課(六)：資料庫用NoSQL還是SQL？讀這篇就夠了！》
《IM裡“附近的人”功能實現原理是什麼？如何高效率地實現它？》
《IM開發基礎知識補課(七)：主流移動端賬號登入方式的原理及設計思路》
3、基本技術原理
3.1 掃碼登入功能到底是什麼樣的？
首先介紹下什麼是掃碼登入。現在大部分同學手機上都裝有微信、qq和淘寶這一類的軟體。而這些app都有他們相對應的網頁端。為了讓使用者在使用他們的網頁時登入更加方便和安全，使用手機掃一掃就可以登入的服務，就顯的自然而然了。
幾個主流大廠應用掃碼登入時的介面效果如下：
有很多小夥伴可能會感到很神奇，網頁上只是顯示了個二維碼，它怎麼就知道是哪個手機掃到了二維碼，並且進行登入的呢？而且，登入完成以後，還能直接把使用者資訊顯示給使用者，真的是很神奇啊。
3.2 掃碼登入功能的完整技術邏輯
1）網頁端與伺服器的配合邏輯：
接下來就是對於這個服務的詳細實現。
首先使用者開啟網站的登入頁面的時候，向瀏覽器的伺服器傳送獲取登入二維碼的請求。伺服器收到請求後，隨機生成一個uuid，將這個id作為key值存入redis伺服器，同時設定一個過期時間，再過期後，使用者登入二維碼需要進行重新整理重新獲取。
同時，將這個key值和本公司的驗證字串合在一起，通過二維碼生成介面，生成一個二維碼的圖片（二維碼生成，網上有很多現成的介面和原始碼，這裡不再介紹）。然後，將二維碼圖片和uuid一起返回給使用者瀏覽器。
瀏覽器拿到二維碼和uuid後，會每隔一秒向瀏覽器傳送一次，登入是否成功的請求。請求中攜帶有uuid作為當前頁面的識別符號。這裡有的同學就會奇怪了，伺服器只存了個uuid在redis中作為key值，怎麼會有使用者的id資訊呢？
這裡確實會有使用者的id資訊，這個id資訊是由手機伺服器存入redis中的。具體請繼續閱讀“手機端與伺服器的配合邏輯”。
2）手機端與伺服器的配合邏輯：
話說，瀏覽器拿到二維碼後，將二維碼展示到網頁上，並給使用者一個提示：請掏出您的手機，開啟掃一掃進行登入。
使用者拿出手機掃描二維碼，就可以得到一個驗證資訊和一個uuid（掃描二維碼獲取字串的功能在網上同樣有很多demo，這裡就不詳細介紹了）。
由於手機端已經進行過了登入，在訪問手機端的伺服器的時候，引數中都回攜帶一個使用者的token，手機端伺服器可以從中解析到使用者的userId（這裡從token中取值而不是手機端直接傳userid是為了安全，直接傳userid可能會被截獲和修改，token是加密的，被修改的風險會小很多）。手機端將解析到的資料和使用者token一起作為引數，向伺服器傳送驗證登入請求（這裡的伺服器是手機伺服器，手機端的伺服器跟網頁端伺服器不是同一臺伺服器）。
伺服器收到請求後，首先對比引數中的驗證資訊，確定是否為使用者登入請求介面。如果是，返回一個確認資訊給手機端。
手機端收到返回後，將登入確認框顯示給使用者（防止使用者誤操作，同時使登入更加人性化）。使用者確認是進行的登入操作後，手機再次傳送請求。伺服器拿到uuId和userId後，將使用者的userid作為value值存入redis中以uuid作為key的鍵值對中。
3）登入成功時的邏輯：
然後，瀏覽器再次傳送請求的時候，瀏覽器端的伺服器就可以得到一個使用者Id，並呼叫登入的方法，聲成一個瀏覽器端的token，再瀏覽器再次傳送請求的時候，將使用者資訊返回給瀏覽器，登入成功。這裡儲存使用者id而不是直接儲存使用者資訊是因為，手機端的使用者資訊，不一定是和瀏覽器端的使用者資訊完全一致。
4）詳細的技術原理總結如下圖所示：
4、淘寶的掃碼登入技術實現
本節我們以淘寶的掃碼登入為例，來實際研究分析一下淘寶的掃碼登入實現邏輯。
登入介面 login.taobao.com/member/logi… 傳回來的引數為：
然後請求(GET)報文是這樣的:
https://qrlogin.taobao.com/qrcodelogin/qrcodeLoginCheck.do?lgToken=2c3b4d53ef0513787bf4ce711ea5ba53&defaulturl=&_ksTS=1540106757739_2804&callback=jsonp2805複製程式碼
關鍵的就是lgToken，是網頁的唯一ID，當開啟了二維碼登入的時候，網頁在輪詢(應該是長輪詢long polling)呼叫介面去請求伺服器。
如果沒有掃碼，返回的為：
如果掃了的話則會返回：
{
"code": "10001",
"message": "mobile scan QRCode success",
"success": true
}
長時間沒有掃碼的話，網頁端會停止輪詢，二維碼失效！
當手機端確認登入後，介面返回的是：
{ "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"}
表示登入成功，當然手機端與服務端在點選"確認登入"之間的互動可能就是這樣：網頁端生成的lgToken去請求服務端，服務端記住了這個lgToken並認為登入了，當網頁端再次輪詢請求介面時，就返回真正的登入態Token，網頁端此時就可以憑著這個Token來登入了。
詳細的技術邏輯如下圖所示：
5、微信的掃碼登入技術實現
5.1 技術原理流程圖
微信的網頁版訪問地址是：wx.qq.com/，有興趣也可以自行深入研究。
5.2 實際的技術實現邏輯
1）獲取唯一的uuid, 以及包含uid資訊的二維碼：
// 獲取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）瀏覽器輪詢伺服器，獲取掃碼狀態：
// 檢視掃碼狀態
checkLogin: function(e, a) {
varn = t.defer()
, a = a || 0;
returnwindow.code = 0,
window.checkLoginPromise = $.ajax({
url: i.API_login + "?loginicon=true&uuid="+ e + "&tip="+ a + "&r="+ ~newDate,
dataType: "script",
timeout: 35e3
}).done(function() {
newRegExp("/"+ location.host + "/");
if(window.redirect_uri && window.redirect_uri.indexOf("/"+ location.host + "/") < 0)
returnvoid (location.href = window.redirect_uri);
vare = {
code: window.code,
redirect_uri: window.redirect_uri,
userAvatar: window.userAvatar
};
n.resolve(e)
}).fail(function() {
n.reject()
}),
n.promise
}
3）根據伺服器返回的掃碼狀態，進行相應的操作：
* 408 掃碼超時：如果手機沒有掃碼或沒有授權登入，伺服器會阻塞約25s，然後返回狀態碼 408 -> 前端繼續輪詢
* 400 二維碼失效：大約5分鐘的時間內不掃碼，二維碼失效
* 201 已掃碼：如果手機已經掃碼，伺服器立即返回狀態碼和使用者的基本資訊 （window.code=201,window.code.userAvator="..."），-> 前端繼續輪詢
* 200 已授權：如果手機點選了確認登入，伺服器返回200及token -> 前端停止輪詢, 獲取到token，重定向到目標頁
具體的程式碼示例如下：
// 根據伺服器返回的掃碼狀態，進行相應的操作
functiono(c) {
switch(c.code) {
case200:
t.newLoginPage(c.redirect_uri).then(function(t) {
varo = t.match(/<ret>(.*)<\/ret>/)
, r = t.match(/<script>(.*)<\/script>/)
, c = t.match(/<skey>(.*)<\/skey>/)
, s = t.match(/<wxsid>(.*)<\/wxsid>/)
, l = t.match(/<wxuin>(.*)<\/wxuin>/)
, d = t.match(/<pass_ticket>(.*)<\/pass_ticket>/)
, f = t.match(/<message>(.*)<\/message>/)
, u = t.match(/<redirecturl>(.*)<\/redirecturl>/);
returnu ? void (window.location.href = u[1]) : o && "0"!= o[1] ? (alert(f && f[1] || "登入失敗"),
i.report(i.AUTH_FAIL_COUNT, 1),
void location.reload()) : (e.$emit("newLoginPage", {
Ret: o && o[1],
SKey: c && c[1],
Sid: s && s[1],
Uin: l && l[1],
Passticket: d && d[1],
Code: r
}),
void (a.getCookie("webwx_data_ticket") || n.report(n.ReportType.cookieError, {
text: "webwx_data_ticket 票據丟失",
cookie: document.cookie
})))
});
break;
case201:
e.isScan = !0,
n.report(n.ReportType.timing, {
timing: {
scan: Date.now()
}
}),
t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {
!t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)
});
break;
case408:
t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {
!t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)
});
break;
case400:
case500:
case0:
vars = a.getCookie("refreshTimes") || 0;
s < 5 ? (s++,
a.setCookie("refreshTimes", s, .5),
document.location.reload()) : e.isNeedRefresh = !0;
break;
case202:
e.isScan = !1,
e.isAssociationLogin = !1,
a.setCookie("login_frequency", 0, 2),
window.checkLoginPromise && (window.checkLoginPromise.abort(),
window.checkLoginPromise = null),
r()
}
e.code = c.code,
e.userAvatar = c.userAvatar,
a.log("get code", c.code)
}
5.3 小結
微信網頁端掃碼登入時，輪詢的資料返回採用的是JSONP的形式，這是為了解決跨域問題。如對JSONP不瞭解的，可以閱讀《詳解Web端通訊方式的演進：從Ajax、JSONP 到 SSE、Websocket》一文的“三、JSONP”這一節。
微信網頁端掃碼登入時，輪詢採用了後臺根據掃碼情況阻塞前臺請求，優化輪詢及減少前端的無效輪詢。這種技術，請詳見《新手入門貼：史上最全Web端即時通訊技術原理詳解》一文中的“解決方案3.2：長輪詢（long-polling）”這一節，
6、本文小結
掃碼登入這個功能，現在已經不只出現有IM應用裡，各種帶有移動端的線上網站也都有了這個功能，所以本文中介紹的技術原理並不侷限於只用於實現IM應用中的掃碼登入。
另外，為了方便抓取真實的資料進行分析研究，本文中的PC端案例分析是針對的是網頁端，但實際上如果你的PC端是富客戶端（也就是.exe、.dmg這樣的安裝版），原理也是一樣的，而且還不需要考慮瀏覽器裡的跨域問題等。
閱讀本文時，可能涉及到傳統的Web端即時通訊技術（為了掃碼登入的實時性），比如長輪詢等，如果您對這些技術還不太瞭解的話，可以系統學習一下即時通訊網整理的有關Web端即時通訊方面的資料。比如從這兩篇文章開始：《新手入門貼：詳解Web端即時通訊技術的原理》、《Web端即時通訊技術盤點：短輪詢、Comet、Websocket、SSE》。
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