微信小程序后台开发详解

微信小程序后台开发

前言

• 微信小程序已经是家喻户晓了，最近和同学一起刚上线了一款应用校园懒人邦,感兴趣的朋友可以搜索一下，一款基于校园最后一百米的概念开发的快递&外卖配送平台,我是负责后台开发部分，这里给朋友们介绍下相关开发经验，开发框架和方式有很多，这里给大家介绍一些快捷高效的方法，大家少走弯路！

开发环境

• macOs 10.13.2
• PyCharm 16.1
• Python 2.7
• vim 8.0

开发流程

项目整体结构

• 我们先来看下项目整体结构:
  
• pjt: 整个项目的代码文件
  
  • api: 项目的所有接口信息
  • conf: 项目所有的配置信息
  • dal/dao: 数据维护层，所有的操作数据库的逻辑都要经过这里
  • db: 第一版使用的自己设计的orm框架，第二版废弃了
  • images: 图片缓存区，缓存存二维码还有用户头像上传七牛云
  • impl: 接口功能实现
  • key: 各种加密文件，微信支付，ssl证书等
  • log: 日志文件，目前天级别生成最新的一份
  • model: 数据模型， 第一版已废弃
  • pjt_data: 第二版使用Django QuerySet的orm框架，比自己写的方便多了大力推荐，具体学习可以查看这里,内部代码就不当做demo展示了，哈哈!
  • test_demo: 写一些功能的测试类，方便线上调试

接口开发

• 整个接口开发使用的是Flask框架，Flask是Python编写的轻量级Web应用框架，用过的人都知道简单快捷, 马上花一分钟上手下:
• 安装: sudo pip install flask
• 一个简单的demo:

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hi():
    return "hi!"

if __name__ == "__main__":
    app.run()

• 运行程序，浏览器输入, 可以看到页面返回了一个hi!,ok,这就可以了, 整个框架我们就搭建起来了，是不是很简单,后面我们来拓展一下!

http://127.0.0.1:5000/

• 详细的flask教程可以参考这里

项目部署

ip映射

• 个人选择的服务器是阿里云，性能不错，这里假设咱们的阿里云的Ip是1.2.3.4，那么首先我们要在服务器上建立映射关系，当我访问http://1.2.3.4:5000/时，不仅是本地能访问，任何地方都行,这个很简单，只要你买了服务器，里面有一项配置你服务器的ip地址就行。

Nginx反向代理

• 现在我们可以使用http://1.2.3.4:5000/访问网站了，还缺少一些什么？当然，微信小程序是不允许接口暴露ip地址的，你必须要用自己的域名和自定义的接口名称，比如http://www.happypower.com/这样才行，当我访问这个网站时候，会先到阿里云服务器上做一下映射，确定我们的ip1.2.3.4，然后找到该Ip对应的服务器，之后怎么办? 我需要访问的是http://1.2.3.4:5000/这个啊，Nginx帮我们做了这个事，下面简单介绍下:
• 安装:具体看这里
• 安装完了之后咱们先配置下，详细配置可以参考这里,这里我简单说下我的配置，并给出具体demo:
• 进入目录/etc/nginx，每人安装目录可能不同，找到nginx.conf文件，vim进行编辑，vim的操作如果不熟可以查看这里，不行可以先本地测好再到线上用，下面给出我配置的信息，大家可以仿造，应该是比较精简的:

# For more information on configuration, see:
#   * Official English Documentation: http://nginx.org/en/docs/
#   * Official Russian Documentation: http://nginx.org/ru/docs/

user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;

# Load dynamic modules. See /usr/share/nginx/README.dynamic.
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile            on;
    tcp_nopush          on;
    tcp_nodelay         on;
    keepalive_timeout   65;
    types_hash_max_size 2048;

    include             /etc/nginx/mime.types;
    default_type        application/octet-stream;

    # Load modular configuration files from the /etc/nginx/conf.d directory.
    # See http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#include
    # for more information.
    #include /etc/nginx/conf.d/*.conf;

    server {
        listen       80  default_server;
        listen       [::]:80 default_server;
        server_name  _;
        root         /usr/share/nginx/html;

        # Load configuration files for the default server block.
        include /etc/nginx/default.d/*.conf;

        location / {
        return 404;
        }

        error_page 404 /404.html;
            location = /40x.html {
        }

        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
            location = /50x.html {
        }
    }

# Settings for a TLS enabled server.
#
#    server {
#        listen       443 ssl http2 default_server;
#        listen       [::]:443 ssl http2 default_server;
#        server_name  _;
#        root         /usr/share/nginx/html;
#
#        ssl_certificate "/etc/pki/nginx/server.crt";
#        ssl_certificate_key "/etc/pki/nginx/private/server.key";
#        ssl_session_cache shared:SSL:1m;
#        ssl_session_timeout  10m;
#        ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
#        ssl_prefer_server_ciphers on;
#
#        # Load configuration files for the default server block.
#        include /etc/nginx/default.d/*.conf;
#
#        location / {
#        }
#
#        error_page 404 /404.html;
#            location = /40x.html {
#        }
#
#        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
#            location = /50x.html {
#        }
#    }

# 自己主要要写的就下面这个server
server {
    # 443是https监听的端口，一般默认就好
    listen 443;
    # 自己接口的主域名，这就是当我们访问http://www.happypower.com时就会映射到这里
    server_name www.happypower.com;
    ssl on;
    # 这是默认主页，接口没有主页就注释掉了
    # root html;
    # index index.html index.htm;
    # 下面是阿里云下载的ssl证书，后面会说到ssl的配置，看不懂没关系
    ssl_certificate   ./xxx.pem;
    ssl_certificate_key  ./xxx.key;
    ssl_session_timeout 5m;
    ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    location / {
    # 这里的意思是http://www.happypower.com会和http://0.0.0.0:8888做一个映射，这就解决了上面最开始说的那个问题了，这一步很关键!
    proxy_pass               http://0.0.0.0:8888;
    }
    # 日志文件路径，有人访问你的网站时都会留下印记，有的话最好，不配置其实也行。
    access_log                 /root/xxx/pjt/log/nginx.log;
}
}

• 之后咱们启动nginx，就能通过http://www.happypower.com进行访问了，成功的话会返回hi!

gunicorn+super多进程开启服务+进程监控

• 这两个很简单，其实就是几条命令的事，主要说下作用:
  1 gunicorn 可以让你的后台服务多进程方式开启，经过测试可以提升一定的qps(每秒的请求数),简单来说一定程度上防止你的服务器崩掉.

  2 supervisor 的作用就是对你的进程进行监控，该框架提供了一个可视化界面，可以通过这个界面去开启，暂停和关闭你的服务进程，即使不动代码的人也能控制后台服务。

  3 具体配置没啥好讲的，学会几个命令就行具体推荐看这里

ssl证书

由于小程序需要的接口都是需要https的连接，所以咱们还需要ssl证书才行，这里我使用的是阿里云服务器，具体配置可以先参考这里,可能有点难懂，下面简单说下我的配置:

1. 我选择的是单域名免费型 DV SSL，其实一般的应用来说，单域名足够了。
2. 官网下载ssl证书,一般是xxx.key和xxx.pem两个文件，上面Nginx反向代理配置就需要用到这个，可以返回上面的nginx.conf文件进行查看!
3. 管理证书，这个就是配置问题，官方文档写的很详细
4. 配置成功后，可以使用https://127.0.0.1:5000/ 或者https://www.happypower.com来访问你的网站，然后返回hi!,当然，也有可能访问不了，一般就是配置问题，https其实也是在访问http，只是中间多了一个验证的过程，感兴趣的可以到这里学习下http和https的区别。
5. ps.建议用什么服务器就用哪里的证书，腾讯云和阿里云推荐，其他的真的难配，个人遇到了很多坑!

小程序常用功能

微信支付

有些小程序涉及到微信支付的，就比如校园懒人邦，这个其实很头疼，做过就知道，难到不是很难，过程很繁琐，官方文档也很多坑，下面简单讲解下:

1. 首先一定要注册公司，这个让运营或者产品的同学去做会好一些
2. 一般来说支付都是单向的，也就是使用者对公司付款，如果是公司对使用者付款则需要9个月的申请时间才行，这个比较坑，当然，退款是不需要等的.
3. 具体细节可以先看文档,这里面讲的还是非常清楚的，包括一些接口说明等.
4. 这里我使用python写了个微信预支付的较为通用的类，大家改下参数拿去用就行,官方文档一个个试出来的，简直坑:

class WeiXinPay(object):
    """微信支付，返回回客户端需要参数
    """
    def __init__(self, uu_id, open_id, spbill_create_ip, total_fee, out_trade_no):
        """
        :param total_fee: 订单金额
        :param spbill_create_ip: 客户端请求IP地址
        """
        self.params = {
            'appid': '小程序的appid',
            'attach': u'你的应用名称，我这里是(校园懒人邦)',
            'body': u'校园懒人邦-代取费',
            'mch_id': '商户id，你企业的id',
            'nonce_str': '给个随机数，一般md5一下就好，时间戳啊或者别的什么',
            'notify_url': 'http://www.happypower.com/result(这个就是通知地址，会异步返回信息给你),你写一个接口接收就行',
            'openid': open_id,
            'out_trade_no': out_trade_no,
            'spbill_create_ip': spbill_create_ip,
            'total_fee': str(total_fee),
            'trade_type': 'JSAPI'
        }
        # 官方给的接口
        self.url = 'https://api.mch.weixin.qq.com/pay/unifiedorder'
        self.error = None

    def key_value_url(self, value):
        """将将键值对转为 key1=value1&key2=value2
        """
        key_az = sorted(value.keys())
        pair_array = []
        for k in key_az:
            v = value.get(k, '').strip()
            v = v.encode('utf8')
            k = k.encode('utf8')
            pair_array.append('%s=%s' % (k, v))
        tmp = '&'.join(pair_array)
        return tmp

    def get_sign(self, params):
        """生成sign
        """
        stringA = self.key_value_url(params)
        stringSignTemp = stringA + '&key=' + 'xxx' # APIKEY, API密钥，需要在商户后台设置
        sign = (md5(stringSignTemp).hexdigest()).upper()
        params['sign'] = sign

    def get_req_xml(self):
        """拼接XML
        """
        self.get_sign(self.params)
        xml = ""
        for k, v in self.params.items():
            v = v.encode('utf8')
            k = k.encode('utf8')
            xml += '<' + k + '>' + v + ' + k + '>'
        xml += ""
        print xml
        return xml

    def get_prepay_id(self):
        """
        请求获取prepay_id
        """
        xml = self.get_req_xml()
        headers = {'Content-Type': 'application/xml'}
        r = requests.post(self.url, data=xml, headers=headers)
        re_xml = ElementTree.fromstring(r.text.encode('utf8'))
        xml_status = re_xml.getiterator('result_code')[0].text
        if xml_status != 'SUCCESS':
            self.error = u"连接微信出错啦！"
            logging.error(u"连接微信出错啦！")
            return
        prepay_id = re_xml.getiterator('prepay_id')[0].text
        self.params['package'] = 'prepay_id=%s' % prepay_id
        self.params['timestamp'] = str(int(time.time()))

    def re_finall(self):
        self.get_prepay_id()
        if self.error:
            return

        sign_again_params = {
            'appId': self.params['appid'],
            'timeStamp': self.params['timestamp'],
            'nonceStr': self.params['nonce_str'],
            'package': self.params['package'],
            'signType': 'MD5'
        }
        self.get_sign(sign_again_params)
        sign_again_params['paySign'] = sign_again_params['sign']
        sign_again_params['total_fee'] = self.params['total_fee']
        sign_again_params['notify_url'] = self.params['notify_url']
        sign_again_params.pop('appId')
        sign_again_params.pop('sign')
        return json.dumps(sign_again_params)

5 这里最后返回的参数传给前台就能支付了，前台会拿到你的prepay_id,然后就能按照指定金额支付了。
6 退款的话有些不同，首先也是具体先查看文档，下面我也写了一个较为通用的类，大家觉得文档麻烦直接用也行:

class WeiXinReturn(object):
    def __init__(self, out_trade_no, total_fee, refund_fee):
        self.params_mach = {
            # 申请商户号的appid或商户号绑定的appid
            'appid': 'xxx',
            'mch_id': 'xxx',
            'nonce_str': '随机数',
            'out_trade_no': out_trade_no,
            'out_refund_no': '微信订单号',
            'total_fee': str(total_fee),
            'refund_fee': str(refund_fee),
            'notify_url': 'http://www.happypower.com/pay_return/result(和支付一样的意思，就是退款的通知地址，自己开发一个接口就好)'
        }

    def pay_return(self):
        stringA = self.key_value_url(self.params_mach)
        stringSignTemp = stringA + '&key=' + 'xxx'  # APIKEY, API密钥，需要在商户后台设置
        sign = (md5(stringSignTemp).hexdigest()).upper()
        self.params_mach['sign'] = sign
        xml = ""
        for k, v in self.params_mach.items():
            v = v.encode('utf8')
            k = k.encode('utf8')
            xml += '<' + k + '>' + v + ' + k + '>'
        xml += ""
        headers = {'Content-Type': 'application/xml;charset=UTF-8'}
        # url = 'https://api.mch.weixin.qq.com/mmpaymkttransfers/promotion/transfers'
        url = 'https://api.mch.weixin.qq.com/secapi/pay/refund'
        # 请求中需要带有支付的证书，没有证书是无法申请的
        r = requests.post(url, data=xml, headers=headers, cert=('xxx.pem', 'xxx.pem'))
        result = r.text
        re_xml = ElementTree.fromstring(r.text.encode('utf8'))
        xml_status = re_xml.getiterator('result_code')[0].text
        if xml_status == 'SUCCESS':
            return True
        return False

    def key_value_url(self, value):
        """将将键值对转为 key1=value1&key2=value2
        """
        key_az = sorted(value.keys())
        pair_array = []
        for k in key_az:
            v = value.get(k, '').strip()
            v = v.encode('utf8')
            k = k.encode('utf8')
            pair_array.append('%s=%s' % (k, v))
        tmp = '&'.join(pair_array)
        return tmp

ps.这里需要商户证书，具体怎么弄看这里

生成二维码

• 这个功能比较常见了，同样也是先看文档,里面有三种二维码接口，开发阶段建议使用接口B:https://api.weixin.qq.com/wxa/getwxacodeunlimit?access_token=ACCESS_TOKEN, 项目上线了用接口A会更加灵活，因为可以通过二维码跳转页面且能够携带参数，校园懒人邦中的分享功能就是利用接口A进行开发，主要接口A上线才好测，而接口B开发阶段好测。
• 二维码是图片，涉及到存储问题，这里推荐七牛云，账号免费有10G的使用空间，很棒的，具体思路就是先到本地做一层缓存，然后本地上传到七牛云，相关代码可以参考下面的，基本已经封装好了:

    def upload_img(self, local_path, upload_name, bucket_name, ttl=7200):
        """
        上传图片到七牛云
        :param local_path: 本地文件路径
        :param upload_name: 上传文件名
        :param bucket_name: 七牛申请的存储空间名称
        :param ttl: 过期时间
        :return: 返回图片地址
        """
        from qiniu import Auth, put_file
        import re
        q = Auth(access_key=conf_test.AccessKey, secret_key=conf_test.SecretKey)
        token = q.upload_token(bucket_name, upload_name, ttl)
        ret, info = put_file(token, upload_name, local_path)
        pat_status = 'status_code:(.*?),'
        status_code = re.compile(pat_status, re.S).findall(str(info))
        if len(status_code) > 0:
            # 成功返回图片外链名称，失败返回原因以及状态码
            if int(status_code[0]) == 200:
                return {"msg":conf_test.qiniu_domain + upload_name, "status":1}
        return {"msg":"failed upload img failed", "status":-1}

• 相关的sdk文档可以参考这里
• 还有一个问题就是微信小程序只能识别https的图片外链地址，而刚开始上传七牛云生成的是http的链接图片，因此这里需要到七牛云上面配置下，具体的可以查看这里
• 二维码基本流程就是这么一套，当然缓存怎么做方式很多，这里仅供参考。

推送消息

• 给用户发送模板消息，提醒用户做一些事也是经常用到的功能，具体操作还是先查看文档,当然，微信规定了每天用户只能最多收到三条消息，当然还是有别的办法可以给用户多发一些消息，具体往下看.
• 看文档可以知道，其实只需要有足够的用户form_id咱们就能对用户无限制的发送消息，前提是用户没有屏蔽你的这个微信小程序，可以参考这里,当然这里是用java写的,我按照这个封装了一个python版本的，大家可以参考着用:

    # 刷新用户form_id 存入redis
    def fresh_formid(self, **kwargs):
        """
        接收前台传来的form_id存入redis
        :param kwargs: 
        :return: 
        """
       uu_id = kwargs.get("uu_id", "")
       if not uu_id:
           return "failed: uu_id cannot be null"
       open_id = kwargs.get("open_id", "")
       if not open_id:
           return "failed： open_id cannot be null"
       form_id = kwargs.get("form_id", "")
       if not form_id:
           return "failed： form_id cannot be null"
       if "invalid code" in open_id:
           return "failed： get openid err"
       msg = {open_id: form_id}
       self.redis_cli.sadd(uu_id, json.dumps(msg))
       return "success"
    # 发消息模板
    def send_template_msg(self, **kwargs):
        uu_id = kwargs.get("uu_id", "")
        if not uu_id:
            return "failed: uu_id cannot be null"
        data = kwargs.get("data", "")
        if not data:
            return "failed: data can not be null"
        # 这个token可以从文档中去查看怎么得到，内部源码不能提供
        token = self.get_refresh_token()
        if not token:
            return "failed： cannot find a token"
        send_msg = {}
        # 从redis中取出用户对应的form_id
        redis_msg = self.redis_cli.spop(uu_id)
        if not redis_msg:
            return "failed: cannot find a open_id in redis"
        msg = json.loads(redis_msg.encode("utf8"))
        touser = msg.keys()[0]
        form_id = msg[touser]
        template_id = kwargs.get("template_id", "")
        if not template_id:
            return "failed: template_id cannot be null"
        # page是用户点开消息后跳转到的页面
        page = kwargs.get("page", "")
        # 下面这些参数的含义在文档中都能查到
        emphasis_keyword = kwargs.get("emphasis_keyword", "")
        send_msg["touser"] = touser
        send_msg["template_id"] = template_id
        send_msg["page"] = page
        send_msg["form_id"] = form_id
        send_msg["data"] = data
        send_msg["emphasis_keyword"] = emphasis_keyword
        # 调起发送消息接口
        api = "https://api.weixin.qq.com/cgi-bin/message/wxopen/template/send?access_token=%s" % token
        # post方式发起网络请求
        return self.get_html(url=api, data=send_msg)

测试

黑盒测试

• 应用上线之前肯定要各种测试才行，功能上黑盒测试可以交给不太懂代码的同学，也就是按照流程走通一遍，中途出现的问题记录下来然后交给程序哥哥。

qps测试

• 我这里主要介绍下qps的测试，因为我们是给用户用的，我们必须估计一下我们的服务器能承载多少用户同时在线，也就是平均来说能承受多少用户每秒的请求数量, 我们可以对最常用的几个接口做一个极限测试，然后计算出大致的qps, 最简单的做法就是多线程疯狂的call计算平均时间,这里给出一段测试代码:

class PressTest(object):
    def __init__(self):
        pass

    def get_html(self, url, headers=conf_test.HEADERS, data=None):
        if data:
            data = json.dumps(data)
        req = urllib2.Request(url=url, headers=headers, data=data)
        response = urllib2.urlopen(req)
        html = response.read()
        return html

    def get_test(self, api_url):
        result = self.get_html(url=api_url)
        if not result:
            print "url %s result is none" %api_url
            return
        return

    def post_test(self, api_url, **kwargs):
        import time
        start_time = time.time()
        result = self.get_html(url=api_url, data=kwargs)
        print result
        if not result:
            print "url %s result is none" % api_url
        end_time = time.time()
        all = end_time - start_time
        print all


if __name__ == '__main__':

    press_test = PressTest()
    print "requesting........."
    api_url = 'https://xxx接口1'
    api_url2 = 'https://xxx接口2'
    start = time.time()
    times = 400
    for i in range(times):
        t1 = threading.Thread(target=press_test.get_test, args=(api_url,))
        t2 = threading.Thread(target=press_test.get_test, args=(api_url2,))
        t1.start()
        t2.start()
        t1.join()
        t2.join()
    end = time.time()
    ave = (end - start) / 800.0
    print "count:%d, start_time :%s, now_time: %s, average_qps: %s" % (800, str(start), str(end), str(ave))

• 这里是开了400个线程并发call这两个常用接口，最后计算出qps(每秒的请求数)，如果能达到100次/秒，基本上几千人同时在线没啥问题，哈哈

总结

• emmmm……，整个开发流程差不多就这样，比较常用几个点就这些，还有很多东西没有介绍比如短信验证，数据库性能方面的问题，下回再和大家交流，有啥问题请留言，有时间都会回复，总的来说微信小程序开发还是挺有意思的, 觉得有帮助的朋友麻烦点个赞！

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