前端JS沙箱的实现方法有哪些

这篇文章主要介绍了前端JS沙箱的实现方法有哪些，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

前言

在微前端领域当中，沙箱是很重要的一件事情。像微前端框架single-spa没有实现js沙箱，我们在构建大型微前端应用的时候，很容易造成一些变量的冲突，对应用的可靠性面临巨大的风险。在微前端当中，有一些全局对象在所有的应用中需要共享，如document,location,等对象。子应用开发的过程中可能是多个团队在做，很难约束他们使用全局变量。有些页面可能会有多个不同的子应用，需要我们支持多沙箱，每个沙箱需要有加载，卸载，在恢复的能力。

iframe实现沙箱

在前端中，有一个比较重要的html标签iframe，实际上，我们可以通过iframe对象，把原生浏览器对象通过contentWindow取出来，这个对象天然具有所有的属性，而且与主应用的环境隔离。下面我们通过代码看下

let iframe  = document.createElement('iframe',{src:'about:blank'}); document.body.appendChild(iframe); const sandboxGlobal = iframe.contentWindow;

注意：只有同域的ifame才能取出对应的contentWindow, iframe的src设置为about:blank,可以保证一定是同域的，也不会发生资源加载，参考iframe src

在前言中我们提到，微前端除了有一个隔离的window环境外，其实还需要共享一些全局对象,这时候我们可以用代理去实现。下面我们通过代码看下

class SandboxWindow {     /**      * 构造函数      * @param {*} context 需要共享的对象      * @param {*} frameWindow iframe的window      */     constructor(context, frameWindow) {                  return new Proxy(frameWindow, {             get(target, name) {                 if (name in context) { // 优先使用共享对象                     return context[name];                 }                 return target[name];             },             set(target, name, value) {                 if (name in context) { // 修改共享对象的值                     return context[name] = value;                 }                 target[name] = value;             }         })     } } // 需要全局共享的变量 const context = { document:window.document, history: window.history } // 创建沙箱 const newSandboxWindow = new SandboxWindow(context, sandboxGlobal);  // 判断沙箱上的对象和全局对象是否相等 console.log('equal',newSandboxWindow.document === window.document) newSandboxWindow.abc = '1'; //在沙箱上添加属性 console.log(window.abc);   // 在全局上查看属性 console.log(newSandboxWindow.abc) //在沙箱上查看属性

我们运行起来，看下结果

以上我们利用iframe沙箱可以实现以下特性：

• 全局变量隔离，如setTimeout、location、react不同版本隔离

• 路由隔离，应用可以实现独立路由，也可以共享全局路由

• 多实例，可以同时存在多个独立的微应用同时运行

diff方式实现沙箱

在不支持代理的浏览器中，我们可以通过diff的方式实习沙箱。在应用运行的时候保存一个快照window对象，将当前window对象的全部属性都复制到快照对象上，子应用卸载的时候将window对象修改做个diff，将不同的属性用个modifyMap保存起来，再次挂载的时候再加上这些修改的属性。代码如下：

class DiffSandbox {   constructor(name) {     this.name = name;     this.modifyMap = {}; // 存放修改的属性     this.windowSnapshot = {};   }   active() {     // 缓存active状态的沙箱     this.windowSnapshot = {};     for (const item in window) {       this.windowSnapshot[item] = window[item];     }     Object.keys(this.modifyMap).forEach(p => {       window[p] = this.modifyMap[p];     })   }   inactive() {     for (const item in window) {       if (this.windowSnapshot[item] !== window[item]) {         // 记录变更         this.modifyMap[item] = window[item];         // 还原window         window[item] = this.windowSnapshot[item];       }     }   } } const diffSandbox = new DiffSandbox('diff沙箱'); diffSandbox.active();  // 激活沙箱 window.a = '1' console.log('开启沙箱：',window.a); diffSandbox.inactive(); //失活沙箱 console.log('失活沙箱：', window.a); diffSandbox.active();   // 重新激活 console.log('再次激活', window.a);

我们运行一下，查看结果

这种方式也无法支持多实例，因为运行期间所有的属性都是保存在window上的。

基于代理(Proxy)实现单实例沙箱

在ES6当中，我们可以通过代理(Proxy)实现对象的劫持。基本实录也是通过window对象的修改进行记录，在卸载时删除这些记录，在应用再次激活时恢复这些记录，来达到模拟沙箱环境的目的。代码如下

// 修改window属性的公共方法 const updateWindowProp = (prop, value, isDel) => {     if (value === undefined || isDel) {         delete window[prop];     } else {         window[prop] = value;     } } class ProxySandbox {     active() {         // 根据记录还原沙箱         this.currentUpdatedPropsValueMap.forEach((v, p) => updateWindowProp(p, v));     }     inactive() {         // 1 将沙箱期间修改的属性还原为原先的属性         this.modifiedPropsMap.forEach((v, p) => updateWindowProp(p, v));         // 2 将沙箱期间新增的全局变量消除         this.addedPropsMap.forEach((_, p) => updateWindowProp(p, undefined, true));     }     constructor(name) {         this.name = name;         this.proxy = null;         // 存放新增的全局变量         this.addedPropsMap  = new Map();          // 存放沙箱期间更新的全局变量         this.modifiedPropsMap = new Map();         // 存在新增和修改的全局变量，在沙箱激活的时候使用         this.currentUpdatedPropsValueMap = new Map();         const { addedPropsMap, currentUpdatedPropsValueMap, modifiedPropsMap } = this;         const fakeWindow = Object.create(null);         const proxy = new Proxy(fakeWindow, {             set(target, prop, value) {                 if (!window.hasOwnProperty(prop)) {                     // 如果window上没有的属性，记录到新增属性里                     // debugger;                     addedPropsMap.set(prop, value);                 } else if (!modifiedPropsMap.has(prop)) {                     // 如果当前window对象有该属性，且未更新过，则记录该属性在window上的初始值                     const originalValue = window[prop];                     modifiedPropsMap.set(prop, originalValue);                 }                 // 记录修改属性以及修改后的值                 currentUpdatedPropsValueMap.set(prop, value);                 // 设置值到全局window上                 updateWindowProp(prop, value);                 return true;             },             get(target, prop) {                 return window[prop];             },         });         this.proxy = proxy;     } } const newSandBox = new ProxySandbox('代理沙箱'); const proxyWindow = newSandBox.proxy; proxyWindow.a = '1' console.log('开启沙箱：', proxyWindow.a, window.a); newSandBox.inactive(); //失活沙箱 console.log('失活沙箱：', proxyWindow.a, window.a); newSandBox.active(); //失活沙箱 console.log('重新激活沙箱：', proxyWindow.a, window.a);

我们运行代码，看下结果

这种方式同一时刻只能有一个激活的沙箱，否则全局对象上的变量会有两个以上的沙箱更新，造成全局变量冲突。

基于代理(Proxy)实现多实例沙箱

在单实例的场景总，我们的fakeWindow是一个空的对象，其没有任何储存变量的功能，微应用创建的变量最终实际都是挂载在window上的，这就限制了同一时刻不能有两个激活的微应用。

class MultipleProxySandbox {     active() {         this.sandboxRunning = true;     }     inactive() {         this.sandboxRunning = false;     }     /**      * 构造函数      * @param {*} name 沙箱名称       * @param {*} context 共享的上下文      * @returns       */     constructor(name, context = {}) {         this.name = name;         this.proxy = null;         const fakeWindow = Object.create({});         const proxy = new Proxy(fakeWindow, {             set: (target, name, value) => {                 if (this.sandboxRunning) {                     if (Object.keys(context).includes(name)) {                         context[name] = value;                     }                     target[name] = value;                 }             },             get: (target, name) => {                 // 优先使用共享对象                 if (Object.keys(context).includes(name)) {                     return context[name];                 }                 return target[name];             }         })         this.proxy = proxy;     } } const context = { document: window.document }; const newSandBox1 = new MultipleProxySandbox('代理沙箱1', context); newSandBox1.active(); const proxyWindow1 = newSandBox1.proxy; const newSandBox2 = new MultipleProxySandbox('代理沙箱2', context); newSandBox2.active(); const proxyWindow2 = newSandBox2.proxy; console.log('共享对象是否相等', window.document === proxyWindow1.document, window.document ===  proxyWindow2.document); proxyWindow1.a = '1'; // 设置代理1的值 proxyWindow2.a = '2'; // 设置代理2的值 window.a = '3';  // 设置window的值 console.log('打印输出的值', proxyWindow1.a, proxyWindow2.a, window.a); newSandBox1.inactive(); newSandBox2.inactive(); // 两个沙箱都失活 proxyWindow1.a = '4'; // 设置代理1的值 proxyWindow2.a = '4'; // 设置代理2的值 window.a = '4';  // 设置window的值 console.log('失活后打印输出的值', proxyWindow1.a, proxyWindow2.a, window.a); newSandBox1.active(); newSandBox2.active(); // 再次激活 proxyWindow1.a = '4'; // 设置代理1的值 proxyWindow2.a = '4'; // 设置代理2的值 window.a = '4';  // 设置window的值 console.log('失活后打印输出的值', proxyWindow1.a, proxyWindow2.a, window.a);

运行代码，结果如下：

这种方式同一时刻只能有一个激活的多个沙箱，从而实现多实例沙箱。

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