如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

什么是浏览器插件？

简单来说浏览器插件，是浏览器上的一种工具，可以提供一些浏览器没有的功能，帮你做一些有趣的事情。开发者可以根据自己的喜欢，去实现一些功能。插件基于Web技术（html、css、js）构建。

举个栗子?

FeHelper.JSON插件

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

功能：格式化JSON、编码转化、markdown、代码压缩等功能。

二维码生成器

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

功能：可以根据当前浏览的网页地址，生成一个二维码。

SwitchyOmega Proxy

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

功能：你懂的。

Hello World

manifest.json

Chrome 浏览器插件没有严格的文件结构约束，只需要保证文件夹根目录有 manifest.json 文件**，**该文件的内容会概括插件所需的资源、权限等等。

一个段简单的示例：

{
    "manifest_version": 2, // 必填
    "name": "my-plugin", // 必填
    "version": "0.1.0" // 必填
}

manifest_version：代表了manifest文件的版本，浏览器会根据这个值去指定该版本拥有的功能。

name：插件的名称。

version：插件版本。

将manifest.json文件放到一个文件夹内。

chrome://extensions/

在浏览器地址栏输入chrome://extensions/打开“拓展程序”页面。

注意：需要启用右上角的 “开发者模式” 才能加载已解压的插件文件：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

加载已解压的插件

启用之后点击加载已解压的拓展程序，选择刚刚我们放入了manifest.json的文件夹，之后你会看到：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

新增了一个我们刚刚添加的插件，而且浏览器右上角也会有我们的一个图标：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

此时已经加载了一个插件了，但是这个插件除了占用浏览器的一个位置除外，没有任何作用。

如果没有设置插件图标，那么插件的第一个字符会成为插件的默认icon。

让插件看起来更“插件”一点

为了让这个插件更“完善”一点，我们给它加一个icon和描述，并且点击出现一个popup页面，popup 页面一般用来承载临时性的交互，且生命周期很短：单击图标打开popup，焦点离开又立即关闭，可以通过default_popup字段来定义。

{
  .....

  "description": "这是一段描述",
  // 插件管理页面的icon
  "icons": {
    "84": "./icon/ball.png"
  },
  // 浏览器右上角的图标和内容
  "browser_action": {
    "default_icon": "./icon/ball.png",
    "default_title": "我的插件",
    "default_popup": "./html/popup.html"
  }
}

此时我们的目录结构也变成了这样：

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给popup.html加上内容：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>my-plugin</title>
</head>
<body>
    <p style="width: 200px;text-align:center;">hello world!!</p>
</body>
</html>

之后，我们点击插件右下角的“刷新”按钮：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

你会发现插件有了icon和描述：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

并且右上角的icon也变了，点击一下，会弹出我们刚刚编写的popup.html页面：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

现在，我们一个“完整”的插件就已经做好了。

manifest.json 配置介绍

background

{
    ...
    "background": {
        // 提供一个页面给background
        "page": "./html/background.html"
        // 或者若干个js文件，后台会默认生成一个空白的html
        "scripts": ["./js/background.js"]
    }
}

background配置项，为插件的后台常驻页面，生命周期随着浏览器的生命周期一样，浏览器一启动，后台页面就会开始运行，直到浏览器被关闭；或者在插件管理页面，将该插件禁用了，后台页面也会停止运行。

另外，background拥有的权限比较高，几乎可以调用所有的Chrome扩展API（除了devtools），同时拥有直接跨域的能力。

page:指定一个网页为后台页面。

scripts:指定若干个js文件，后台会自动生成一个html，并按顺序调用这些js文件。

注意：page 和 scripts 选项只能二选一，不然会报错。

配置好之后，属性插件，会出现一个背景页选项：

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我使用的是一个background.js文件：

function _back() {
  console.log('background.js')
}
console.log('running...')

点进去看看里面装的什么玩意：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

没错，是一个普通的后台页面，如果background.js和其他页面有通信，则可以在这里进行查看请求或者调试代码。

如果使用page选项，打开也是这个样子。

另外：由于background是一直在后台运行的，为了优化性能，可以增加一个配置:

{
    ...
    "background": {
        ...
        "persistent": false
    }
}

这样，插件就会在被需要时加载，在空闲时被关闭。比如安装、更新插件的时候，或者有其他页面与background通信的时候才会被加载。

content-scripts

content-scripts能够在合适的时机（页面载入前、载入后、空闲时）注入脚本，允许内容脚本更改其JavaScript环境，而不与页面或其他内容脚本发生冲突。

例如，原页面有个按钮，并且给按钮添加了一个点击事件：

<html>
    <button id="mybutton">click me</button>
    <script>
      var greeting = "hello, ";
      var button = document.getElementById("mybutton");
      button.person_name = "Bob";
      button.addEventListener("click", function() {
        alert(greeting + button.person_name + ".");
      }, false);
    </script>
  </html>

在content-scripts中，加入以下代码：

var greeting = "hola, ";
var button = document.getElementById("mybutton");
button.person_name = "Roberto";
button.addEventListener("click", function() {
alert(greeting + button.person_name + ".");
}, false);

当页面运行之后，脚本内容也会在插件定义的时间运行，当页面点击按钮时，会出现两次弹窗。

content-scripts配置：

{
    ...
    "content_scripts": [
        {
          // 在匹配的URL中运行，<all_urls>表示所有的URL都会运行。
          "matches": ["<all_urls>"],
          // 注入的js,会按顺序运行。
          "js": ["./js/content.js"],
          // css引入需谨慎，因为可能会影响全局的样式,同样也能接收多个css文件，会按顺序插入到页面中
          "css": ["./css/style.css"],
          // 代码注入的时机，可选值： "document_start", "document_end", or "document_idle"，最后一个表示页面空闲时，默认document_idle
          "run_at": "document_start"
        },
        {
          "matches": ["https://www.baidu.com/"],
          "js": ["./js/other.js"],
          "run_at": "document_start"
        }
      ],
    ...
}

content.js代码如下：

console.log('hello, from content.js');

other.js代码如下：

console.log('hello, from other.js...')

更新插件，当在 bytedance.feishu.cn/drive/home/…

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

因为【 bytedance.feishu.cn/drive/home/…<all_urls>的规则，所以之后运行content.js

当在https://www.baidu.com/运行时：

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同时命中了2个规则，所以content.js和other.js都会运行，顺序也是正确的。

content-scripts 和原始页面共享DOM，但是不共享JS，如要访问页面JS（例如某个JS变量），只能通过inject-scripts来实现。content-scripts能够访问的Chrome API的权限也比较低，只能访问以下四个API：

chrome.extension(getURL , inIncognitoContext , lastError , onRequest , sendRequest)
chrome.i18n
chrome.runtime(connect , getManifest , getURL , id , onConnect , onMessage , sendMessage)
chrome.storage

Inject-scripts

inject-scripts 是通过DOM操作插入的JS代码，通常在content-scripts只能操作DOM，但是却无法访问页面的JS，借助content-scripts可以操作DOM的能力，往页面中插入JS文件，给页面提供调用插件API的能力，以及和background通信的能力。

在插入之前，需配置一下web可访问的资源，同时content-scripts的调用时机换成"document_end"或者"document_idle"，不然会无法获取DOM,导致插入失败。在manifest.json中添加以下内容：

{
    ...
    "content_scripts": [
        {
          "matches": ["<all_urls>"],
          "js": ["./js/content.js"],
          "run_at": "document_end"
        },
        ...
     ],
    "web_accessible_resources": ["js/inject.js"],
    ...
}

inject.js的内容如下：

function mockApi () {
  console.log('this is from inject.js')
}

content.js增加以下代码:

(function () {
  let path = 'js/inject.js';
  let script = document.createElement('script');
  script.setAttribute('type', 'text/javascript');
  // 注意，路径需用Chrome API 生成，这个方法可以获得插件的资源的真实路径。
  // 类似：chrome-extension://ihcokhadfjfchaeagdoclpnjdiokfakg/js/inject.js
  script.src = chrome.extension.getURL(path);
  script.onload = function () {
    // 在执行完代码之后移除script标签
    this.parentNode.removeChild(this);
  }
  document.body.appendChild(script);
})();

更新插件后，页面就可以访问inject.js的方法：

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permissions

插件后台有的操作需要配置相应的权限，例如本地存储、网络请求、通知等等，示例：

{
    ...
    "permissions": [
        "contextMenus", // 右键菜单
        "tabs", // 标签
        "notifications", // 通知
        "webRequest", // web请求
        "webRequestBlocking",
        "storage" // 插件本地存储
    ],
    ...
}

完整的manifest配置

官方文档：https://developer.chrome.com/extensions/manifest

通信

popup和background通信

popup可以通过 chrome.extension.getBackgroundPage() API 直接获取到background的上下文，从而调用background的方法来通信：

// popup.js
var backend = chrome.extension.getBackgroundPage();
backend.test(); // 访问bbackground的函数

background可以通过chrome.extension.getViews({type:'popup'}) 获取到popup的上下文，前提是popup页面是打开的状态下。

let views = chrome.extension.getViews({type:'popup'});
let popup = null
if(views.length > 0) {
    popup = views[0];
    // 直接访问popup的函数
    popup.test();
}

这里需要注意一点：

在popup页面，你如果想编写js，请将js编写在一个文件里面，然后引入进来，不然会报错，这是因为Chrome的安全政策规定的：https://developer.chrome.com/extensions/contentSecurityPolicy

popup错误示范：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
   ...
</head>
<body>
    <p style="width: 200px;text-align:center;">hello world!!</p>
    <script>
        // 不能直接在里面写
    </script>
</body>
</html>

正确姿势：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    ...
</head>
<body>
    <p style="width: 200px;text-align:center;">hello world!!</p>
    <script src="../js/popup.js"></script>
</body>
</html>

content-scripts和background通信

content-scripts可以通过 chrome.runtime.sendMessage(message) 给background发送消息：

chrome.runtime.sendMessage('message content', (res) => {
    console.log('from background:', res)
});

background通过chrome.runtime.onMessage.addListener()监听content-scripts发送的消息：

chrome.runtime.onMessage.addListener(function(message, sender, callback) {
   console.log(mesasge); // meesage content
   callback && callback('yes this from background')
});

background主动给content-scripts发消息，首先得查找要给哪个tab发消息，使用chrome.tabs.query 这个方法查找到tab，再使用chrome.tabs.sendMessage 方法给tab发消息：

// {active: true, currentWindow: true} 表示查找当前屏幕下的active状态的tab;
chrome.tabs.query({active: true, currentWindow: true}, function (tabs) {
    chrome.tabs.sendMessage(tabs[0].id, 'message content', (res) => {
        console.log('from content:', res)
    });
});

content-scripts通过chrome.runtime.onMessage.addListener 去监听事件：

chrome.runtime.onMessage.addListener(function (message, sender, callback) {
    console.log(message, sender)
    callback && callback('yes this from content')
});

注意：

1.消息内容可以直接发送JSON格式的对象。

2.popup和content的通信方式与上面一样。

3.如果popup和background都监听了从content发来的消息，两者都能收到监听消息，但是callback只会触发一次，被谁触发取决与谁先发送。

inject-scripts和content-scripts

inject-scripts和content-scripts通信有两种方法：

1.window.postMessage发送，window.addEventListener接收

2.还有一种是自定义的DOM事件；

但是很少情况会是content-scripts去调inject-scripts，因为，可以，但是没必要....content-scripts完全可以自己处理一些API的事件监听，况且inject-scripts也只是content-scripts生成并插入到DOM里面的，所以在content-scripts眼里，inject-scripts就是个弟弟...

但是，很多用户触发的事件，需要通过inject-scripts告诉content-scripts，content-scripts再给background通信并且去做一些事情，然后再发消息告诉inject-scripts，从这个角度看：content-scripts就是一个inject-scripts的工具人！

（扯平了，完美。）

inject-scripts给content-scripts发消息：

window.postMessage({"test": '你好！工具人！'}, '*');

content-scripts接收消息:

window.addEventListener("message", function(message) {
    console.log('来了老弟！', message.data);
}, false);

同样的，content-scripts给inject-scripts发消息是一样的。

练练手：HTTP Header 插件

实现一个HTTP Header 插件，可以实现动态添加header，并且给网络请求自动加上header，header参数可以配置。

示例图：

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Background 功能设计

background复制存储、操作headers，对所有浏览器请求做一层拦截，并加上启用的headers。

注意：因为涉及到网络请求，所以需在manifest.json中添加权限：

{
    ...
    "permissions": [
        "storage", // 本地存储
        "webRequest", // 网络请求
        "webRequestBlocking", // 网络请求 阻塞式
        "<all_urls>" // 匹配的URL
    ]
    ...
}

Background 功能伪代码:

// headers数据结构, 附带默认值;(可以改为本地存储)。
const headers = [
    {
    key: 'Content-Type',
    value: 'application/x-www-form-urlencoded',
    enable: false,
  },
  {
    key: 'Test-Header',
    value: '按F进入坦克',
    enable: true,
  },
];

// 获取、新增、删除、启用禁用
function getHeaders () {
    return headers;
}
function addHeader (header) {
    headers.push(header);
}
function deleteHeader (index) {
    headers.splice(index, 1);
}

function toggleHeader(index) {
  headers[index].enable = !headers[index].enable;
}
...

// 请求拦截器
// On install 在被安装的时候去初始化
chrome.runtime.onInstalled.addListener(function(){
    // 添加事件  
    chrome.webRequest.onBeforeSendHeaders.addListener(requestHandle, {
        urls: ["<all_urls>"],// 拦截所有URL的请求
    },["blocking", "requestHeaders"]); // 阻塞式
    console.log('load');
});

// 添加header
function requestHandle(request) {
    let requestHeaders = request.requestHeaders;
    // 添加headers
    headers.forEach(item => {
        if (item.enable) {
            requestHeaders.push({
                name: item.key,
                value: item.value,
            });
        }
    });
    return {requestHeaders};
}

chrome.webRequest的生命周期：

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

详细参考：https://developer.chrome.com/extensions/webRequest

popup 页面设计

popup页面提供增加、删除、启用禁用功能接口，并且在每次打开popup页面的时候去background获取最新的header数据，展示在前台。

popup.js 功能伪代码：

// popup页面被打开时，去后台获取最新header
window.onload = function () {
    let backend = chrome.extension.getBackgroundPage();
    // 调用background方法，获得headers
    let headers = backend.getHeaders();
    // 渲染header
    createElement(headers);
}

// 增加按钮
function addHeader() {
    let backend = chrome.extension.getBackgroundPage();
    let key = document.querySelector('.key');
    let value =  document.querySelector('.value');
    let header = {
        key: key.value,
        value: value.value,
        enable: true
      }
    // 调用background方法，新增headers
    backend.addHeader(header);
    createElement(header);
}
// 启用禁用、删除功能
function toggleHeader(index) {
  let backend = chrome.extension.getBackgroundPage();
  backend.toggleHeader(index);
}

function delHeader(index) {
  let backend = chrome.extension.getBackgroundPage();
  backend.deleteHeader(index);
}

效果

打开popup,添加一个header:

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

随便打开一个网页，打开控制台查看RequestHeaders:

如何从零开始开发一个 Chrome 扩展？

总结

很多权限、功能需要在manifest.json配置。
content-scripts、popup、background、inject-scripts拥有的权限不一样，通信方式也不一样，理解各个脚本的特点，组合使用。
开发调试可在后台背景页查看信息，popup、inject-scripts、content-scripts可直接审查元素调试。

Chrome 插件还有很多功能这里没有详细介绍，例如devtools。感兴趣的同学可以查阅下面的参考文档。

参考文档

官方文档:https://developer.chrome.com/extensions

参考博客:https://www.cnblogs.com/liuxianan/p/chrome-plugin-develop.html

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