为什么需要JS沙箱
想象一下🧐
当一个应用（比如应用 A）加载时，可能会对 window 对象的属性进行修改或添加。如果不加控制，这些修改会影响到之后加载的其他应用（比如应用 B），就会导致属性读写冲突
所以！对于各应用的 js文件来说，就需要一个独立的环境来执行，防止 window 全局对象发生属性读写冲突，这个独立的执行环境就叫做 JS沙箱
乾坤沙箱
乾坤目前存在三种 JS隔离机制，分别是 SnapshotSandbox、LegacySandbox 和 ProxySandbox
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SnapshotSandbox（快照沙箱）
这是乾坤最早期的沙箱机制，在每次应用激活和失活时遍历
window对象的所有属性，记录并恢复其状态 。性能很差，浪费内存；优点是可以兼容不支持
Proxy的旧版浏览器 -
LegacySandbox（单应用代理沙箱）
在 SnapshotSandbox 基础上进行优化的一种沙箱机制，通过 ES6 的
Proxy对window对象进行更高效的代理。然而，它仍会读写
window对象，存在全局污染的问题；并且只能支持单个微应用的运行，意味着在一个页面上不能同时运行多个微应用事实上，LegacySandbox 在未来应该会消失， 逐渐被能够同时支持多个微应用的 ProxySandbox 所取代
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ProxySandbox（多应用代理沙箱）
是乾坤最先进的一种 JS沙箱隔离机制，通过
Proxy对象为每个微应用创建了一个独立的虚拟window。不会操作window对象，不存在全局污染的问题；而且在同一页面上也支持多个微应用的同时运行缺点则是不兼容不支持
proxy旧版浏览器
SnapshotSandbox（快照沙箱）
这是乾坤最早期的沙箱机制，其主要目的是通过记录和恢复 window 对象的状态，确保每个微应用在激活和失活时都能够拥有独立的环境
这里我们实现一个简单的快照沙箱机制， 用于隔离不同微应用对全局 window 对象的修改，对应乾坤的源代码可以看这里 - SnapshotSandbox源代码
工作原理💯
当沙箱激活时， 保存当前 window 的状态到 windowSnapShot，然后恢复到上次失活前的状态 （从 modifyPropsMap 中读取）
当沙箱失活时， 记录所有对 window 对象的修改（与 windowSnapShot 的差异），并将 window 恢复到最初的快照状态
javascript
class SnapshotSandbox {
constructor() {
this.windowSnapShot = {}; // 存储 window 对象的初始快照
this.modifyPropsMap = {}; // 存储全局哪些属性被修改了
}
// 激活
active() {
this.windowSnapShot = {};
// 记录应用 A window 初始状态
Object.keys(window).forEach(prop => {
this.windowSnapShot[prop] = window[prop]
})
// 恢复到应用 A 上次失活之前的状态
Object.keys(this.modifyPropsMap).forEach(prop => {
window[prop] = this.modifyPropsMap[prop]
})
}
// 失活
inactive() {
this.modifyPropsMap = {}
Object.keys(window).forEach(prop => {
if (window[prop] !== this.windowSnapShot[prop]) {
this.modifyPropsMap[prop] = window[prop]; // 记录应用A 所做的所有修改
window[prop] = this.windowSnapShot[prop]; // 将 window 恢复到最初状态
}
})
}
}
let sandbox = new SnapshotSandbox();
sandbox.active();
window.a = 100;
window.b = 200;
sandbox.inactive();
console.log(window.a, window.b)
sandbox.active();
console.log(window.a, window.b)- 性能很差， 因为需要在每次应用激活和失活时遍历
window对象的所有属性来记录和恢复其状态。在属性较多或频繁切换应用的情况下，性能瓶颈尤为明显。 - 浪费内存， 保存
window对象的完整状态会占用大量内存 - 优点是可以兼容不支持
Proxy的旧版浏览器
总的来说，快照沙箱通过拍摄 window 对象的快照来实现状态的隔离，虽然简单有效，但存在性能和内存方面的不足，适用于对浏览器兼容性有要求的场景
LegacySandbox（单应用代理沙箱）
是在 SnapshotSandbox 基础上优化的一种沙箱机制。它利用 ES6 引入的 Proxy 特性来提高性能，并实现类似于快照沙箱的功能
这里我们实现一个简单的单应用代理沙箱机制， 对应乾坤的源代码可以看这里 - LegacySandbox源代码
工作原理💯
创建一个 fakeWindow 对象，并使用 Proxy 对其进行代理，在 set 拦截器中，addedPropsMap 记录新添加的属性，modifyPropsMap 记录被修改的属性原始值，currentPropsMap 记录所有被添加修改的属性最新值
当沙箱激活时，恢复到上次失活前的状态 （从 currentPropsMap 中读取）
当沙箱失活时，还原修改前的属性值并删除新添加的属性，将 window 恢复到最初状态（从 modifyPropsMap、addedPropsMap 中读取）
javascript
class LegacySandbox {
constructor() {
this.modifyPropsMap = new Map() // 存储被修改过的属性原始值
this.addedPropsMap = new Map() // 存储新添加的属性值
this.currentPropsMap = new Map() // 存储所有被修改或新添加的属性最新值
// 创建一个 fakeWindow 对象，并使用 Proxy 对其进行代理
const fakeWindow = Object.create(null)
const proxy = new Proxy(fakeWindow, {
get: (target, key, recevier) => {
return window[key]
},
set: (target, key, value) => {
if (!window.hasOwnProperty(key)) {
this.addedPropsMap.set(key, value) // 新添加的属性
} else if (!this.modifyPropsMap.has(key)) {
this.modifyPropsMap.set(key, window[key]) // 被修改的属性原始值
}
this.currentPropsMap.set(key, value) // 所有的添加修改操作都存储一份最新值
window[key] = value
},
})
this.proxy = proxy
}
// 设置 window 对象的属性
setWindowProp(key, value) {
if (value == undefined) {
delete window[key]
} else {
window[key] = value
}
}
// 激活沙箱
active() {
// 恢复到应用 A 上次失活之前的状态
this.currentPropsMap.forEach((value, key) => {
this.setWindowProp(key, value)
})
}
// 失活沙箱
inactive() {
// 被修改的属性重置为原始值
this.modifyPropsMap.forEach((value, key) => {
this.setWindowProp(key, value)
})
// 移除新添加的属性
this.addedPropsMap.forEach((value, key) => {
this.setWindowProp(key, undefined)
})
}
}
let sandbox = new LegacySandbox()
sandbox.proxy.a = 100
console.log(window.a, sandbox.proxy.a)
sandbox.inactive()
console.log(window.a, sandbox.proxy.a)
sandbox.active()
console.log(window.a, sandbox.proxy.a)- 性能优化 ：通过
Proxy对window对象进行代理 ，避免了遍历window的性能开销 - 全局污染 ：尽管使用了
Proxy，LegacySandbox 依然在全局window上进行操作，还是会污染全局的window - 单应用支持：和 SnapshotSandbox 一样，LegacySandbox 仅支持单个微应用的运行，无法在同一页面同时隔离多个微应用
事实上，LegacySandbox 在未来应该会消失， 逐渐被能够同时支持多个微应用的 ProxySandbox 所取代
ProxySandbox（多应用代理沙箱）
ProxySandbox 也是一种基于 Proxy 对象实现的沙箱机制，它能够支持在同一页面上运行多个微应用，同时保证每个应用对全局环境（window 对象）的修改是隔离的
这里我们实现一个简单的多应用代理沙箱机制， 对应乾坤的源代码可以看这里 - ProxySandbox源代码
工作原理💯
创建一个 fakeWindow 对象，并使用 Proxy 对其进行代理
当沙箱激活时，所有的修改都被限制在 fakeWindow 内，而不影响真实的 window 对象
当沙箱失活时，将 this.running 设置为 false， 沙箱不再拦截修改操作
javascript
class ProxySandbox {
constructor() {
this.running = false
// 使用 Proxy 对 fakeWindow 进行代理
const fakeWindow = Object.create(null)
this.proxy = new Proxy(fakeWindow, {
get: (target, key) => {
return key in target ? target[key] : window[key]
},
set: (target, key, value) => {
if (this.running) {
target[key] = value // 将修改操作应用到 fakeWindow 上，而不是真实的 window 对象
}
return true
},
})
}
active() {
if (!this.running) this.running = true
}
inactive() {
this.running = false
}
}
let sandbox1 = new ProxySandbox()
let sandbox2 = new ProxySandbox()
sandbox1.active()
sandbox2.active()
sandbox1.proxy.a = 100
sandbox2.proxy.a = 100
console.log(sandbox1.proxy.a, sandbox2.proxy.a)
sandbox1.inactive()
sandbox2.inactive()
sandbox1.proxy.a = 200
sandbox2.proxy.a = 200
console.log(sandbox1.proxy.a, window.a)
console.log(sandbox2.proxy.a, window.a)- 多应用支持 ：每个应用拥有自己的虚拟
window，这使得多个微应用可以在同一页面中独立运行而不会相互影响 - 高效性能 ：通过
Proxy对window对象进行代理，能够在不修改原始window的情况下实现沙箱隔离，性能更高。 - 依赖现代浏览器 ：依赖于 ES6 的
Proxy，不支持较旧的浏览器
ProxySandbox 通过 Proxy 为每个微应用创建了一个独立的虚拟 window，有效地隔离了微应用之间的全局状态。它是现代微前端架构中实现多应用支持和环境隔离的关键技术之一。通过这种方式，开发者可以在同一页面中并行运行多个微应用，而不用担心全局变量污染或应用间的干扰。
参考文档
GitHub - zuopf769/qiankun-js-sandbox: 乾坤的JS沙箱隔离机制原理剖析
GitHub - careyke/frontend_knowledge_structure: qiankun中JS沙箱的实现