博客 云原生数据中台丨看我如何来解Web Terminal假性输入框

云原生数据中台丨看我如何来解Web Terminal假性输入框

   小美   发表于 2021-11-11 11:29  335  0

首先介绍本篇文章的时候,先说一下本篇文章的一些背景。笔者是基于公司的基础建设哆啦 A 梦(Doraemon)

(https://github.com/DTStack/doraemon)一些功能背景写的这篇文章。不了解或者有兴趣的同学可以去袋鼠云

(https://github.com/DTStack) 的 github 下面了解一下百宝箱哆啦 A 梦。

在哆啦 A 梦中可以配置代理,我们在配置中心的配置详情下,可以找到主机对应的 nginx 配置文件或者其他文件,可以在这里对其进行编辑,但是这个功能模块下的 Execute shell 其实只是一个输入框,这给使用者会造成一种,这个输入框是一个 Web Terminal 的假象。

因此,为了解决这个问题,我们打算做一个简易版的 Web Terminal 去解决这个问题。笔者就是在这个背景之下开始了对于 Web Terminal 的调研,写下了这篇文章。


http://dtstack-static.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/2021bbs/files_user1/article/e1ee18002fa71a0fac3b863d955a5f5a..png


本篇文章取名如何搭建一个简易的 Web Terminal,主要还是会围绕这个主题,结合哆啦 A 梦(https://github.com/DTStack/doraemon)去进行述说,逐步衍生出涉及到的点,笔者思考的一些点。当然,实现 Web Terminal 的方式可能有很多种,笔者也在调研过程中,同时,本篇文章写的时间也比较仓促,涉及到的点也比较多,如若本文有不对之处,欢迎同学指出,笔者一定及时改正。


 Xterm.js 

首先,我们需要一个组件帮助我们快速的搭建起来 Web Terminal 的基本框架,它就是--Xterm.js。那么 Xterm.js 是什么呢,官方的解释如下

Xterm.js 是一个用 TypeScript 编写的前端组件,它可以让应用程序在浏览器中为用户带来功能齐全的终端。它被 VS Code、Hyper 和 Theia 等流行项目使用。


因为本篇文章主要还是围绕着搭建一个 Web Terminal,所以涉及到 Xterm.js 的详细的 API 就不介绍了,只简单介绍一下基本的 API,大家现在只用知道它是一个组件,我们需要使用到它,有兴趣的同学可以点击 官方文档 (https://xtermjs.org/)  进行阅读。



基本API
  • Terminal
构造函数,可生成 Terminal 实例
import { Terminal } from 'xterm';

const term = new Terminal();
  • onKey、onData
Terminal 实例上监听输入事件的函数
  • write
Terminal 实例上写入文本的方法
  • loadAddon
Terminal 实例上加载插件的方法
  • attach 、fit 插件
fit 插件可以适配调整 Terminal 的大小,使得其适配 Terminal 的父元素
attach 插件提供了将终端附加到 WebSocket 流的方法,以下是官网使用的例子

import { Terminal } from 'xterm';
import { AttachAddon } from 'xterm-addon-attach';

const term = new Terminal();
const socket = new WebSocket('wss://docker.example.com/containers/mycontainerid/attach/ws');
const attachAddon = new AttachAddon(socket);

// Attach the socket to term
term.loadAddon(attachAddon);



基本使用

作为一个组件,我们需要先了解一下他的基本使用,如何能够快速的搭建起来 Web Terminal 的基本框架。以下使用哆啦 A 梦的代码为例

1、首先第一步是安装 Xterm
npm install xterm / yarn add xterm

2、使用 xterm 生成 Terminal 实例对象,将其挂载到 dom 元素上
// webTerminal.tsx
import React, { useEffect, useState } from 'react'
import { Terminal } from 'xterm'
import { FitAddon } from 'xterm-addon-fit'
import Loading from '@/components/loading'

import './style.scss';
import 'xterm/css/xterm.css'

const WebTerminal: React.FC = () => {
const [terminal, setTerminal] = useState(null)

const initTerminal = () => {
const prefix = 'admin $ '
const fitAddon = new FitAddon()
const terminal: any = new Terminal({ cursorBlink: true })

terminal.open(document.getElementById('terminal-container'))
// terminal 的尺寸与父元素匹配
terminal.loadAddon(fitAddon)
fitAddon.fit()

terminal.writeln('\x1b[1;1;32mwellcom to web terminal!\x1b[0m')
terminal.write(prefix)
setTerminal(terminal)
}

useEffect(() => { initTerminal() }, [])

return (



)
}
export default WebTerminal
// style.scss
.c-webTerminal__container {
width: 600px;
height: 350px;
}


如下图所示,我们就此可以得到一个 Web Terminal 的架子。在上面的代码中,我们需要引入 xterm-addon-fit 模块,使用其将生成的 terminal 对象的尺寸与它的父元素的尺寸匹配。

http://dtstack-static.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/2021bbs/files_user1/article/7c310e00958e03449ad90025fdf9dcf1..png


以上是 xterm 最基本的使用,当在这个时候,我们就有生成的这个 terminal 的实例,但是如果要实现一个 Web terminal 的话,这还远远不够,接下来我们需要逐步的为其添砖加瓦。



输入操作

当我们尝试输入的时候,有的同学应该发现了,这个架子并不能输入字段,我们还需要增加 terminal 实例对象对输入操作的处理。下面介绍一下输入操作的处理,对这个 Terminal 的输入操作的处理的思路也很简单,就是我们需要对刚刚生成的这个 Terminal 实例添加监听事件,当捕捉到有键盘的输入操作的时候,根据输入的值对应不同的数字进行处理。

由于时间比较的仓促,我们就大致写一些比较常见的操作进行处理,比如最基本字母或数字的输入,删除操作,光标上下左右操作的处理。


基本输入

首先是最基本的输入操作,代码如下

// webTerminal.tsx
...
const WebTerminal: React.FC = () => {
const [terminal, setTerminal] = useState(null)
const prefix = 'admin $ '

let inputText = '' // 输入字符

const onKeyAction = () => {
terminal.onKey(e => {
const { key, domEvent } = e
const { keyCode, altKey, altGraphKey, ctrlKey, metaKey } = domEvent

const printAble = !(altKey || altGraphKey || ctrlKey || metaKey) // 禁止相关按键
const totalOffsetLength = inputText.length + prefix.length // 总偏移量
const currentOffsetLength = terminal._core.buffer.x // 当前x偏移量

switch(keyCode) {
...
default:
if (!printAble) break
if (totalOffsetLength >= terminal.cols) break
if (currentOffsetLength >= totalOffsetLength) {
terminal.write(key)
inputText += key
break
}
const cursorOffSetLength = getCursorOffsetLength(totalOffsetLength - currentOffsetLength, '\x1b[D')
terminal.write('\x1b[?K' + `${key}${inputText.slice(currentOffsetLength - prefix.length)}`) // 在当前的坐标写上 key 和坐标后面的字符
terminal.write(cursorOffSetLength) // 移动停留在当前位置的光标
inputText = inputText.slice(0, currentOffsetLength) + key + inputText.slice(totalOffsetLength - currentOffsetLength)
}
})
}

useEffect(() => {
if (terminal) {
onKeyAction()
}
}, [terminal])

...
...
}

// const.ts
export const TERMINAL_INPUT_KEY = {
BACK: 8, // 退格删除键
ENTER: 13, // 回车键
UP: 38, // 方向盘上键
DOWN: 40, // 方向盘键
LEFT: 37, // 方向盘左键
RIGHT: 39 // 方向盘右键
}


其中,代码中的 '\x1b[D' 和 '\x1b[?K' 是终端的特殊字符,分别表示为光标向左移一位和擦除当前光标到行末的字符,特殊字符因为笔者了解也不是很多,就不展开说明了。其中,在文本末尾直接进行输入则拼接字符写入文本,如果在非末尾的位置输入字符,则主要过程如下


http://dtstack-static.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/2021bbs/files_user1/article/3bbd6e622b840fb16e7a278eeee164e9..png


讲解之前先说一下这个 currentOffsetLength,也就是 terminal._core.buffer.x 这个的取值,当我们从左往右的时候他是从 0 开始增加,当我们从右往左的时候,他是在原有基础上+1,在逐次递减,递减到 0,用来标记当前光标的位置


假设现在输入的字符有两个字符,光标在第三位,主要发生有一下步骤:

1、光标移到第二位,按下键盘输入字符 s

2、删除光标位置到字符末尾的字符

3、将输入的字符与原有字符文本的光标位置到行末的字符拼接写入

4、将光标移到原有的输入位置


删除操作
// webTerminal.tsx
...
const getCursorOffsetLength = (offsetLength: number, subString: string = '') => {
let cursorOffsetLength = ''
for (let offset = 0; offset < offsetLength; offset++) {
cursorOffsetLength += subString
}
return cursorOffsetLength
}

...
case TERMINAL_INPUT_KEY.BACK:
if (currentOffsetLength > prefix.length) {
const cursorOffSetLength = getCursorOffsetLength(totalOffsetLength - currentOffsetLength, '\x1b[D') // 保留原来光标位置

terminal._core.buffer.x = currentOffsetLength - 1
terminal.write('\x1b[?K' + inputText.slice(currentOffsetLength-prefix.length))
terminal.write(cursorOffSetLength)
inputText = `${inputText.slice(0, currentOffsetLength - prefix.length - 1)}${inputText.slice(currentOffsetLength - prefix.length)}`
}
break
...


其中,在文本末尾直接进行输入则删除该光标位置字符,如果在非末尾的位置进行删除字符文本操作,则主要过程如下


http://dtstack-static.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/2021bbs/files_user1/article/80c84a0222b3cb89069c78fcacf7a17f..png

假设现在有 abc 三个字符,其中光标在第二个位置,当其进行删除操作的时候,过程如下:

1、光标移到第二位,按下键盘删除字符

2、清除当前的光标位置到末尾的字符

3、根据偏移量拼接剩余字符

3、将光标移到原有的输入位置


回车操作
// webTerminal.tsx
...
let inputText = ''
let currentIndex = 0
let inputTextList = []


const handleInputText = () => {
terminal.write('\r\n')
if (!inputText.trim()) {
terminal.prompt()
return
}

if (inputTextList.indexOf(inputText) === -1) {
inputTextList.push(inputText)
currentIndex = inputTextList.length
}

terminal.prompt()
}

...
case TERMINAL_INPUT_KEY.ENTER:
handleInputText()
inputText = ''
break
...

按下回车键后,需要将输入的字符文本存入数组中,记录当前文本位置,以便后续利用


向上/向下操作
// webTerminal.tsx
...
case TERMINAL_INPUT_KEY.UP: {
if (!inputTextList[currentIndex - 1]) break

const offsetLength = getCursorOffsetLength(inputText.length, '\x1b[D')

inputText = inputTextList[currentIndex - 1]
terminal.write(offsetLength + '\x1b[?K' )
terminal.write(inputTextList[currentIndex - 1])
terminal._core.buffer.x = totalOffsetLength
currentIndex--

break
}
...

其中主要的步骤如下

http://dtstack-static.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/2021bbs/files_user1/article/9bf8576e79889a37563cf8333713e5a1..png

相对于其他,向上或向下按键就是将之前存储的字符拿出来,先全部删除,再进行写入。


向左/向右操作
// webTerminal.tsx
...
case TERMINAL_INPUT_KEY.LEFT:
if (currentOffsetLength > prefix.length) {
terminal.write(key) // '\x1b[D'
}
break

case TERMINAL_INPUT_KEY.RIGHT:
if (currentOffsetLength < totalOffsetLength) {
terminal.write(key) // '\x1b[C'
}
break
...



待完善的点

1、接入 websocket,实现服务端和客户端之间的通信

2、接入 ssh,目前只是添加了终端的输入操作,我们最终的目的还是需要让它能够登陆到服务器上面

设想中的最后实现的效果应该是这样的

http://dtstack-static.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/2021bbs/files_user1/article/2bd3e37213d9186960c54cb9b3a8eb13..png

笔者也对与当前的代码进行了 socket.io 的接入,哆啦 A 梦的话是基于 egg 的这个框架的,可以使用这个 egg.socket.io 建立 socket 通信,笔者在这里列了一下大概的步骤,但是准备作为本文的补充,会在下一篇文章中完善。



总结
首先,这个终端写到这里并没写完,由于时间的原因,暂未写完。上面也列了一些待完善的点,笔者也会在后面添加本文的第二或第三篇,陆续陆续的补充完善。笔者在这个星期也尝试了接入 socket,但是还是有点问题,没有完善好,所以最终还是决定,本篇文章还是着重描写一些输入操作的处理。最后,如果大家对于本篇文章有疑惑,欢迎踊跃发言。

更多

  • 官方文档:https://xtermjs.org/
  • Socket.IO 文档:https://eggjs.org/zh-cn/tutorials/socketio.html
  • 终端特殊字符:https://blog.csdn.net/sunjiajiang/article/details/8513215

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