FinClip小程序+Rust（五）：用内联SVG实现二维码

前面一番操作，从小程序前端到Rust跨平台通用算法逻辑library，基本搞通。再增加其他功能的话，照虎画猫也不难。

给加密钱包写个二维码实现，历时...20分钟

就算是Paper wallet，也还得有两个二维码才能用（总不能每次手敲几十位无法记忆的数字吧？） - 一个是钱包地址，接受支付或者查自己的资产时用；另一个是私钥，在交易时使用。

感谢Rust开源世界的大神们，要给我们的钱包加个生成二维码的功能，真是唾手可得。再把我们在前面已经玩熟了的FinClip小程序+Rust的套路拿出来弄一次，顺便还能额外试试SVG在小程序里面怎么搞：

• 首先我们找个能生成二维码的代码库。选择当然是很多了，但是我们希望它是跨平台的，二维码本身的生成是纯算法逻辑，哪都一样
• 其次，二维码的渲染展示，最好不依赖于任何平台。二维码图形其实用println都能打印出来（也就是把'█'这个字符排列一下嘛）。我们选择SVG，因为它的格式实际上就一XML文本。这样我们就不用去搞什么PNG、JPG，引入一些不必要的库
• 最后，我们要把生成的二维码SVG展示在FinClip小程序中

有了上述“指导思想”，我们选择了以下的方案：

• 使用qrcodegen这个Rust crate，帮助实现QR code生成
• 按照SVG的规范，把生成的QR code输出为XML
• 使用base64这个Rust crate，把SVG文本转化成一串base64编码的字符串
• 把这串字符，在小程序中作为变量值绑定到页面渲染

下面我们把之前介绍的从Rust到FinClip小程序的流程又“机械”的走一次。

Rust部分

首先，改一下Rust部分的代码：

finclip-rust
    |---- ios
    |---- mini-app
    |---- rust   <==== 修订对象

在rust子项目的根目录下，对Cargo.toml编辑，增加两个库：

    [dependencies]
    ...
    qrcodegen = "1.8.0"
    base64 = "0.13.0"

然后编辑修订src/lib.rs，增加一个QR Code的生成函数，因为是打算给小程序调用的，所以也需要输出为C函数。QR code生成部分特别简单，'QrCode::encode_text(&str, ECC-level)'即可生成，其中ECC为Error correction，即当二维码损毁的时候，视乎损毁程度，二维码中浓缩的数据的程度（四级）以支持容错。我们选个medium即可：

#[no_mangle]
pub unsafe extern "C" fn generate_qrcode_svg(input: *const c_char) -> *const c_char {
    let s = CStr::from_ptr(input);
    let sp = s.to_str().unwrap();

    let qr = QrCode::encode_text(sp, QrCodeEcc::Medium).unwrap();
    let svg = to_svg_string_base64(&qr, 4);

    let result = CString::new(svg).unwrap();
    let c_result: *mut c_char = result.into_raw();

    c_result
}

注意这里比较重要的，是这个'to_svg_string_base64()'函数的实现，它实际上是“手工”生成一个XML文本。一个SVG的“图片”，例如以下这个star.svg，用文本编辑器打开，实际上它是这个样子：

to_svg_string_base64()的代码也没几行，详情可在项目代码库中查看，基本原理就是生成上述XML格式的数据，并调用'base64:encode'函数把它变成一串在小程序中可用的数据。SVG原始数据，例如是这样：

再经过base64的转换后，会变成这样（注：以下例子只是一个二维码SVG转换后很长的字符串的部分节选，实在太长无法完整粘贴在此）：

        PHN2ZyB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciIHZlcnNpb249IjEuMSIgdmlld0JveD0iMCAwIDM3IDM3IiBzdHJva2U9Im5vbmUiPgogICAgICAgIDxyZWN0IHdpZHRoPSIxMDAlIiBoZWlnaHQ9IjEwMCUiIGZpbGw9IiNGRkZGRkYiLz4KICAgICAgICA8cGF0aCBkPSJNNCw0aDF2MWgtMXogTTUsNGgxdjFoLTF6IE02LDRoMXYxaC0xeiBNNyw0aDF2MWgtMXogTTgsNGgxdjFoLTF6IE05LDRoMXYxaC0xeiBNMTAsNGgxdjFoLTF6IE0xNCw0aDF2MWgtMXogT60F6IE0yOCwzMmgxdjFoLTF6IE0zMCwzMmgxdjFoLTF6IiBmaWxsPSIjMDAwMDAwIi8+Cjwvc3ZnPgo=

按照老规矩，我们写在/src/lib.rs的代码，到/examples下修订一下test.rs：

//test.rs
//
// 测试在Rust侧生成钱包密钥对，转换成C侧的数据结构。
// 测试钱包在C侧调用接口存储和重新读出钱包密钥
//

use std::ffi::{CStr};
//use rustylib::gen::{CWallet};
use rustywallet::{
    CWallet,
    generate_cwallet,
    free_cwallet,
    save_wallet,
    fetch_cwallet,
    generate_qrcode_svg};

fn main() {

    unsafe {
        let wallet: CWallet = generate_cwallet();
        println!("---- generated a wallet to be used on C-side ----");
        print_wallet(&wallet);

        println!("---- saving the wallet to wallet.json ----");
        save_wallet(&wallet);
        println!("---- saved! ----");

        println!("---- fetching the saved wallet to be exposed to C-side ----");
        let fetched = fetch_cwallet();
        print_wallet(&fetched);

        free_cwallet(wallet);  // 对应 generate_cwallet()
        free_cwallet(fetched); // 对应 fetch_wallet()
    }
}

    unsafe fn print_wallet(wallet: &CWallet) {
    let a = CStr::from_ptr(wallet.public_addr);
    let pa = a.to_str().unwrap();
    println!("public address=> {}", pa);
    let qrcode_pa = generate_qrcode_svg(wallet.public_addr);
    let c_qrcode_pa = CStr::from_ptr(qrcode_pa);
    println!("QR Code:\n {}", c_qrcode_pa.to_str().unwrap());

    let pk = CStr::from_ptr(wallet.public_key);
    let ppk = pk.to_str().unwrap();
    println!("public key=> {}", ppk);

    let sk = CStr::from_ptr(wallet.private_key);
    let psk = sk.to_str().unwrap();
    println!("private key=> {}", psk);

}

运行测试一下无碍，就按老办法打包生成iOS universal library：

cargo run --example test
cargo lipo --release （或者直接用scripts/ios_build.sh，输出头文件和库到ios项目目录中，更加便利）

Rust部分宣告结束。

宿主App部分

接下来到了宿主部分，要把Rust的新功能给集成进去，也是非常的机械、简单。

finclip-rust
    |---- ios 
    |      |---- clip.xcodeproj 
    |      |---- clip
    |              |---- FinClipExt.m   <==== 修改一下
    |---- mini-app
    |---- rust   (done)

也就是在FinClipExt，这个所有准备向小程序输出的自定义API的“挂靠单位”（一个singleton），修改一下'generate_wallet'这个函数，在钱包中生成钱包地址后，把这个地址的字符串作为输入，让Rust部分的代码生成对应的SVG数据并转换成base64编码，然后再把结果放到一个叫"public_address_qrcode"的字段中，随着'generate_wallet'返回的NSDictionary返回。

FinClip小程序部分：支持内联SVG

终于来到了小程序的展现部分，修改也是几分钟的事情：

finclip-rust
    |---- ios (done)
    |---- mini-app  
    |         |---- pages
    |                 |---- generate
    |                           |---- generate.fxml  <==== 增加两行代码
    |                           |---- generate.js    <==== 增加三行代码
    |---- rust   (done)

首先，自然是要在界面增加一个地方来展示二维码，我们采用最简单粗暴的办法，插入这么两行：

这是干嘛的呢？就是以inline方式，把本地生成的SVG通过CSS设为background image。为什么不直接用HTML5所支持的SVG标签？因为... 这是当前互联网上小程序平台的通用做法，考虑到大家都这么干... FinClip首先还是选择了兼容互联网主流技术，希望后续对SVG有更强大的支持吧。

然后，就是上面这个'{{wallet.public_address_qrcode}}'的变量的数据生成了。这是比较tricky的部分，涉及所谓“内联”的情况。

“内联”，就是把在当前网页内的数据（可能是静态，但更可能是动态生成）当作一个外部资源供页面渲染时使用。以图片为例，通常我们在网页里通过img的标签，让它的src指向图片所在的某个URL地址，从而网页渲染时会把图片资源加载进来。但如果该图片是一种当前页面内的数据呢？我们怎样告诉浏览器去加载它、渲染它？解决方案是通过一种叫做Data URI scheme的格式，例如：

Data URI scheme的语法是这样：

data:[][;base64],

我们要内联式生成SVG，它的data URI scheme是：

"data:image/svg+xml;base64,"

所以，我们现在来到mini-app/pages/generate/generate.js，在这里我们要生成一串数据是符合这个规范的，把它返回到generate.fxml的'{{wallet.public_address_qrcode}}'中。老办法，改一改小程序的onShow函数：

  onShow: function (options) {
    const wallet = ft.generate_wallet();
    const qrcode_svg = "data:image/svg+xml;base64," + wallet.public_address_qrcode;
    console.log("qrcode");
    console.log(qrcode_svg);

    this.setData({
       ['wallet.public_address']: wallet.public_address,
       ['wallet.public_address_qrcode']: qrcode_svg,
       ['wallet.public_key']: wallet.public_key,
       ['wallet.private_key']: wallet.private_key
    })
  }

也是足够的简单直观了。Rust侧把脏活累活都干好了，到了小程序侧，也就是给数据加个明文的data URI scheme前缀，结束。

当然，要最后联调我们还得用FinClip社区版的企业端、运营端，自己带上开发者、管理者的帽子，自己提交一下新版本的小程序，再自己审批上架。然后用重新在xcode编译的宿主App刷一刷 - 带二维码的加密钱包马上呈现。

小结

从 Rust 到达FinClip小程序，开发过程实质上是层层的跨语言的接口转换、数据转换。

只要把中间的转换机制弄明白弄熟练，其实技术上的实现是比较机械的。一旦成为“熟手技工”，熟练掌握写转换代码的技能，我们就可以把注意力、创新焦点放在 Rust 侧和小程序侧，一侧让我们实现算法型、逻辑型的跨平台通用的代码，另一侧让我们赋能其他前端开发者去创造应用。

如之前的几篇文章所介绍，我们需要经过三种语言、数据结构在各语言之间的适配：

• Rust 代码，通过 FFI（Foreign Function Interface），输出 C 风格的 API 接口，以及 C 的数据类型、内存结构。这里的 tricky part，是在编译器跟前和 Rust 的ownership内存模型作“缠斗”，刚开始对这个语言不熟悉的时候，学习曲线比较陡峭，遭遇的困难往往让人气馁，但是一旦柳暗花明，又带来很大的满足感。虽然 Rust 是一个内存安全的语言，可是 C 不是，C 侧的使用过程，依然可能导致内存泄漏
• 第一步产出的 library，需要被目标平台的原生代码集成，才能被注入至 FinClip SDK 中实现扩展。在 iOS 上，C library 在 Objective-C、Swift 的调用性能耗损几乎可以忽略不计，C 函数在 Objective-C 代码中基本是无缝使用，毕竟 Objective-C 可视为是 C 的超集。在 iOS 上，是 C 类型的函数入参和返回值需要被转换成 Objective-C 的 NSDictionary 之类的字典类型。在 Android 上，涉及JNI 一层转换，变成 Java 对象。但A ndroid 官方提供基于 Rust 开发 native component 的支持，看上去更值得深入探索。本文未及尝试，有待来者补充
• 最后是原生部分的接口，经过 FinClip SDK 映射至 JavaScrip t侧，供小程序的应用开发。这里涉及的是原生代码的字典类型数据转换成 JSON 数据

代码层层转换，是 Polyglot Programming（多语言混合编程）所难以避免 - 我们用最适合的语言去解决最对口的问题，但是最终每一个局部方案都需要互相连贯起来。实现了第一次，第二、第三次就难度按指数级别下降，也许最后就是“唯手熟尔”。

还可以尝试更多

受时间与篇幅限制，还有更多内容未及试验。以下是一些可以在现有代码上继续扩展的功能，是熟悉 FinClip+Rust 的很好练习：

• 完成 crypto wallet 的本地存储和读取：把生成的密钥对和地址持久化存储在宿主App 中。在 iOS 可能需要用 Core Data，但是 Rust+LevelDB 说不定也 OK。更进一步，还可以实现对密钥的加密存储
• 实现私钥对交易的签名
• 使用 Rust Web3 crate（Ethereum JSON-RPC 库），连接以太坊测试链，实现一下账户余额查询、转账支付等功能
• 试试Android、Linux/Mac/Windows 平台上实现同样的 demo
• Rust是最早支持编译生成 WebAssembly 的语言。WebAssembly 对小程序性能提高有一定的帮助。互联网主流平台的小程序技术的基础库对 WebAssembly 已经开始支持。在这里，Rust 同样有可观的发挥空间

欢迎读者对这个 demo 继续作出更多尝试，寻找实际应用场景、探索实用价值。