数栈技术干货：从0到1实现谷歌插件开发探索及应用

2021 年 4 月 14 日
筆記

一、前言

笔者之前一直想了解一些关于谷歌插件的相关知识，希望通过谷歌插件可以更好的认识到谷歌的调试工具，同时也想着可以使用谷歌插件去写一些小工具，既学习了新的东西，又有一定的趣味性。恰逢近段时间需要分享，因此花了两周时间学习和了解谷歌插件相关知识，本篇文章就将笔者在学习过程中的一些思考分享给大家。当然，因为时间的原因，如果笔者对于这一块的认识有不对的地方，欢迎批评指正～

二、什么是谷歌插件

下面先介绍一下谷歌插件的主要组成部分，因为目前谷歌插件使用比较普遍的版本为 2.0 版本，因此本文都是基于 2.0 版本进行使用说明，3.0 版本相较于 2.0 版本更为简便，感兴趣的同学可以点击文章末尾处的链接了解更多相关知识。

（一）配置文件

谷歌插件的核心文件就是配置文件–manifest.json（清单）文件。
其中，manifest.json 文件最基本的 Api 如下:

{
    "name": "chrome extension",
    "version": "1.0.0",
    "manifest_version": 2,
    "description": "A litlle chrome extension demo"
}

主要是包含所写谷歌插件的名称、版本以及相关描述，其中 manifest_version 表示清单文件版本。
manifest.json 作为谷歌插件的核心部分，笔者认为该文件对插件来说就相当于一个入口配置文件，开发人员只需要在这个文件通过配置相应的 js，调用谷歌浏览器提供的 Api，就能实现达到完善这个插件的目的。

1、基本使用Api

在清单文件中有许多的Api，笔者就不一一列举了，下面为大家介绍几个笔者认为比较重要的 Api，通过以下几个 Api 的介绍，希望可以使读者对于谷歌插件的开发过程有一个大概的认识。

1）browser_action

{
    ...

    "browser_action": {
        "default_icon": {
            "16": "images/get_started16.png",
            "32": "images/get_started32.png"
        },
        "default_title": "谷歌划词翻译",
        "default_popup": "popup.html"
    },

    ...
}

browser_action可设置浏览器右上角的图标及名称。
default_popup 可配置点击图标后会出现的一个小窗口，这里可以做一些临时性的操作

2）permissions

{
    ...

    "permissions": [ "activeTab", "storage", "tabs", "contextMenus" ],
    
    ...
}

permissions 可配置谷歌插件权限申请，如 contextMenus（右键菜单）、 tabs（标签）和storage（插件本地存储）。

3）content_scripts

{
    ...

    "content_scripts": {
        "matches": ["<all_urls>"],
        "css": ["content/content_script.css"],
        "js": ["content/content_script.js"]
    },
    
    ...
}

content-scripts其实就是谷歌插件中向页面注入脚本的一种形式（虽然名为 script，其实还可以包括 CSS 的），借助 content-scripts 可以实现通过配置的方式轻松向指定页面注入 JS 和 CSS。

4）background

{
    ···

    "background": {
        "scripts": ["background.js"],
        "persistent": false
    },

    ···
}

background 是一个常驻的页面，它的生命周期是插件中所有类型页面中最长的，它随着浏览器的打开而打开，随着浏览器的关闭而关闭，所以通常把需要一直运行的、启动就运行的及全局的代码放在 background 里面。

笔者也画了一个上面涉及到的脚本在浏览器中的分布，如下图：

以上就是笔者认为比较重要的一些Api，在介绍完之后，感兴趣的同学就可以开始着手写几个简单的工具，用来实现自己远大的抱负以及理想，升华自己高贵的灵魂。

一些同学可能不太知道开发谷歌插件的前置条件，在这里为大家简单介绍下。

首先需要打开管理扩展程序，打开开发者模式。

点击加载已解压的程序按钮即可加载本地谷歌插件，开发的时候代码如果有更新的话，需要刷新已加载插件，点击关闭后再开启，不必刷新开发页面。

在了解完前置条件后，笔者将在下文中为大家分享谷歌划词翻译插件从0-1的实现过程，通过开发这个工具也可以加深对于大家谷歌插件的认识。

三、谷歌划词翻译插件

谷歌翻译算是笔者使用比较频繁的插件，对于在网页上看到的不懂的英文单词或者句子，直接使用鼠标选中，轻松快捷的翻译出相应的中文。因此在学习的过程中，笔者就在想谷歌浏览器插件的翻译工具是如何实现的呢？

（一）思考

如何去做一个划词翻译插件，首先要考虑的有以下几点：

如何实现翻译效果
如何选中我们需要的元素
选中元素之后如何展示划词翻译面板
所有的浏览器 Tab 都需要支持翻译效果

思考完上面的这些点后，带着这几个疑惑，笔者将在下文一一解答，同时也列举一下遇到的一些点。

（二）划词翻译面板

首先不去考虑该插件的功能，先写下划词翻译的面板的样式，所达到的效果如下：

HTML 代码如下：

<div class="translate-panel show">
    <header>谷歌划词翻译插件<span class="close">X</span></header>
    <main>
        <div class="source">
            <div class="title">英文</div>
            <div class="content">test</div>
        </div>
        <div class="result">
            <div class="title">简体中文</div>
            <div class="content">...</div>
        </div>
    </main>
</div>

将上面的样式简单写好之后，开始考虑如何将划词翻译的面板展示在浏览器当前页面。对于谷歌浏览器来说，在网页上进行的交互是属于 content_scripts 的，需要引入划词翻译面板所需要的 JS 或者 CSS来生成当前面板。

其次，在配置文件中配置 content_scripts引入 JS 文件，动态的生成 DOM 元素。大致的思路就是通过监听到鼠标松开后，去生成翻译面板，在生成的元素上面添加 opacity 样式控制显隐，使用谷歌免费翻译 Api 进行翻译。

其中代码如下所示：

// manifest.json
{
    ...

    "content_scripts": {
        "matches": ["<all_urls>"],
        "css": ["content_script.css"],
        "js": ["content_script.js"]
    },
    "permissions": [
        "activeTab"
    ],

    ...
}

// content_script.js
class TranslatePanel {

    createPanel = () => {
        let wrapper = document.createElement('div')
        wrapper.innerHTML = `
            <header>谷歌划词翻译插件<span class="close">X</span></header>
            <main>
                <div class="source">
                    <div class="title">英文</div>
                    <div class="content">test</div>
                </div>
                <div class="result">
                    <div class="title">简体中文</div>
                    <div class="content">...</div>
                </div>
            </main>
        `
        wrapper.classList.add('translate-panel')
        wrapper.querySelector('.close').onclick = () => {
            this.wrapper.classList.remove('show')
        }
        document.body.appendChild(wrapper)
        this.wrapper = wrapper

    }

    showPanel = () => {
        this.wrapper.classList.add('show')
    }

    translateSelect = (content) => {
        const source = this.wrapper.querySelector('.source .content')
        const result = this.wrapper.querySelector('.result .content')
        source.innerHTML = content
        result.innerHTML = '翻译中...'

        fetch(`//translate.google.cn/translate_a/single?client=at&sl=en&tl=zh-CN&dt=t&q=${content}`)
            .then(res => res.json())
            .then(res => {
                result.innerHTML = res[0][0][0]
            })
    }

    locationPanel = (target) => {
        this.wrapper.style.top = target.y + 'px'
        this.wrapper.style.left = target.x + 'px'
   }
}

let panel = new TranslatePanel()
panel.createPanel()

window.onmouseup = (target) => {
    // 获取选中内容
    const content = window.getSelection().toString().trim()

    if (!content) return
    panel.locationPanel({ x: target.pageX, y: target.pageY })
    panel.translateSelect(content)
    panel.showPanel()

}

在上面过程的中，笔者使用了谷歌免费的翻译接口，但是这个接口按照目前的设置还是有一点问题，我们暂时不表。现在划词翻译的面板就已经基本写好了。

（三）脚本通信

划词翻译插件开发到这里，细心的同学应该发现了，每次选中单词时都会触发划词翻译功能，此时急需一个控制翻译功能的开关，这个开关就可以放在 popup 脚本上面。

具体的样式的实现就不去介绍了，主要看一下 HTML 结构：

<div class="switch-wrapper">
    <div class="switch-desc">是否启用划词翻译</div>
    <input type="checkbox" class="switch" />
</div>

基本效果如下:

此时面板和划词翻译的面板都已经有了，再考虑一下如何实现 popup 脚本与 content_script 脚本之间的通信。首先，在
popup 脚本，我们在打开窗口的时候需要去查询是否有存储开启划词翻译的状态，同时，
同时当状态发生变更的时候需要将其存储时，再在当前的Tab下面发送请求。

// popup.js
let switchWrapp = document.querySelector('.switch')

chrome.storage.sync.get(['checked'], (target) => {
    if (target) {
        switchWrapp.checked = target.checked
    }
})

switchWrapp.onclick = (e) => {
    chrome.storage.sync.set({ checked: e.target.checked })

    chrome.tabs.query( {active: true, currentWindow: true }, (tabs) => {
        chrome.tabs.sendMessage(tabs[0].id, { checked: e.target.checked })
    })
}

上面代码中的 chrome.storage 可用于存储数据，追踪数据。storage.sync 的作用是让谷歌浏览器的数据同步，这使得在不同 Tab 页上面切换的状态也是可以同步的，同时也不用将数据保存在 background 后台页面中，storage还有很多Api比如监听 storage数据变化的onChanged，这里就不一一介绍了。

将开启或关闭划词翻译的状态发送后，content_script.JS 需要添加监听事件，获取到该状态后，进行关闭或开启操作。

// content_script.js
let checked = false

window.onmouseup = (target) => {
    ···

    if (!content || !checked) return

    ···

}

chrome.storage.sync.get(['checked'], (target) => {
    if (target) checked = target.checked
})

chrome.runtime.onMessage.addListener((target) => {
    if (target) {
        checked = target.checked
    }
})

在开发过程中，发现在当前的 Tab 是可以去完成这个操作的，但是当开启了多个 Tab 的情况下就会出现开启翻译却不能展示翻译面板的情况。

针对以上情况笔者思考了一下，此时应该将checked储存起来，不应该放在 content_script 脚本当中。

// content_script.js
let panel = new TranslatePanel()
panel.createPanel()

window.onmouseup = (target) => {
    // 获取选中内容
    const content = window.getSelection().toString().trim()

    if (!content) return

    window.chrome.storage.sync.get(['checked'], (result) => {
        if (result.checked) {
            panel.locationPanel({ x: target.pageX, y: target.pageY })
            panel.translateSelect(content)
            panel.showPanel()
        }
    })
}

chrome.runtime.onMessage.addListener((target) => {
    if (target.type == 'CHECKED') {
        chrome.storage.sync.set({ checked: target.checked })
    }
})

以上，popup 脚本和 content_script 脚本之间就实现了通信，翻译插件也可以通过 popup 上面的按钮，进行开启或关闭翻译功能。

同理，也可以知道其他模块也是可以通过这种方式去进行通信，不同的是其他脚本向 content_script 通信是需要使用 tabs，先查找到当前的 Tab 在发送请求。

（四）右键直达翻译页面

当关闭划词翻译的时候，直接无法翻译选中内容也不是很友好，这个时候可以设置为点击右键的时候出现翻译菜单项。因为这部分内容需要一直存在就加在 background 中。

// backgrond.js
// 当扩展程序第一次安装、更新至新版本或 Chrome 浏览器更新至新版本时产生
chrome.runtime.onInstalled.addListener(() => {
    chrome.contextMenus.create({
        "id": "SELECT_TRANSLATE",
        "title": "翻译 %s",
        "contexts": ["selection"]
    })
})

chrome.contextMenus.onClicked.addListener((target) => {
    if (target.menuItemId == 'SELECT_TRANSLATE') {
        chrome.tabs.create({url: `//translate.google.cn/?sl=en&tl=zh-CN&text=${target.selectionText}&op=translate`})
    }
})

（五）跨域问题

开发过程中，有的同学也看出来了一个问题，比如说谷歌的这个翻译的 Api 需要同源的情况下才能正常调用该接口，然后就只能在谷歌翻译的页面中使用划词翻译，场面一度十分尴尬…

那么，正常来说这个划词翻译使用起来也是十分不合理的，接下来就需要解决一下这个跨域的问题。

笔者当时想要尝试的是使用 JSONP，也就是去使用嵌入脚本去进行跨域，发现还是会有一些问题，主要是谷歌的翻译的接口不支持回调函数。

同时也去查阅了一些资料，发现是可以在 content_script 中通知 background，background 后台去调用谷歌翻译的 Api 是来避免这个情况的。

主要因为 background 的权限非常高，几乎可以调用所有的 Chrome 扩展 Api，而且它可以无限制跨域，也就是可以跨域访问任何网站而无需要求对方设置 CORS。

具体添加的代码如下：

// content_script.js
translateSelect = (content) => {
    const source = this.wrapper.querySelector('.source .content')
    const result = this.wrapper.querySelector('.result .content')
    source.innerHTML = content
    result.innerHTML = '翻译中...'

    chrome.runtime.sendMessage({ type: 'QUERY_TRANSLATE', queryContent: content }, (res) => {
        result.innerHTML = res[0][0][0]
    })
}

// background.js
chrome.runtime.onMessage.addListener((request, sender, callBack)  => {
    if (request.type == 'QUERY_TRANSLATE') {
        fetch(`//translate.google.cn/translate_a/single?client=at&sl=en&tl=zh-CN&dt=t&q=${request.queryContent}`)
            .then(res => res.json())
            .then(res => {
                callBack(res)
            })
        return true
    }
})

background 中的发送消息的监听事件返回 true 是为了与 content_script 的消息通道保持打开，通过异步的方式发送请求。

现在想想，如果使用插件的 background 就可以去跨域去进行请求一些借口，使用不得当的话感觉还是很危险的，可以去获取其他网站的一些信息，由此可见，还是要慎重的进行此操作。

（六）待完善的点

支持其他语言的翻译，谷歌翻译的接口有两个 Api，sl（文本翻译之前的语言）和 tl（文本需要翻译成的语言）可通过改变对应的值支持其他语言的翻译；
样式完善，实现先选中图标在进行翻译。多添加一步感觉对交互更友好，不用去进行开关的操作。

代码结构

介绍完了划词翻译插件，笔者原本是打算再分享一个关于谷歌 devtool 开发工具，开发一个类似于 React Developer Tools 的本地开发工具，但是由于时间也是不太够，涉及到的点比较多，同时查阅了很多的资料对于这一块的介绍也是比较的浅，所以还是决定着重于介绍划词翻译。

相信通过划词翻译的开发能使得读者比较快速的认识到谷歌插件，除了谷歌插件外，如果对于 devtool 工具插件开发有兴趣的同学也可以去了解一下。

另外，有的同学可能会认为目前开发的效率是有一点低的，现在的话谷歌插件的开发也是可以基于 react + antd 去进行开发的，也是可以达到高效快速的去开发一个插件的效果。

四、结尾

在学习谷歌插件的时候，笔者遇到了一些问题，比如说文档比较少，官方文档又是英文的还经常 404，不过呢，好在谷歌浏览器有提供了很多 Api，笔者这边在写插件的时候也感觉到了很多趣味性。本篇文章还是写的比较通俗易懂，如果有什么点写的不对或着不清晰的地方，欢迎大家留言进行探讨。

相关资源及参考：

官方文档：//developer.chrome.com/docs/extensions/mv3/
react + antd 脚手架：//github.com/jhen0409/react-chrome-extension-boilerplate
谷歌翻译插件完整代码：//github.com/ting0130/chrome-extensions-translate