Playwright浏览器自动化工具核心实现解析

Alice
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  1. Playwright浏览器自动化工具核心实现解析
    1. 概述
    2. 核心架构设计
      1. 1. 实例管理机制
      2. 2. 配置系统
    3. 核心功能实现
      1. 1. 浏览器启动逻辑
      2. 2. 页面操作封装
        1. 导航功能
        2. 元素操作
      3. 3. 内容获取与截断
      4. 4. 标签页管理
      5. 5. 文件下载处理
      6. 6. 脚本执行与安全
    4. 错误处理体系
      1. 1. 错误分类
      2. 2. 状态验证
    5. 设计模式总结
      1. 1. 工厂模式
      2. 2. 命令模式
      3. 3. 单例模式
      4. 4. 策略模式
    6. 性能优化
      1. 1. 懒加载
      2. 2. 资源复用
      3. 3. 内存管理
    7. 扩展性设计
      1. 1. 操作扩展
      2. 2. 配置扩展
      3. 3. 功能扩展
    8. 总结

由Alice生成，注意鉴别

Playwright浏览器自动化工具核心实现解析

概述

这是一个基于Playwright的浏览器自动化工具，专门处理复杂的网页自动化操作。工具采用模块化设计，支持页面导航、元素操作、表单填写、文件下载等丰富功能。

核心架构设计

1. 实例管理机制

// 浏览器实例管理（每个执行独立上下文，避免并发干扰）
let browserInstance: Browser | null = null;
let contextInstance: BrowserContext | null = null;
let pageInstance: Page | null = null;

设计要点：

  • 单例模式：全局维护浏览器、上下文和页面实例
  • 状态隔离：确保每次操作都在正确的上下文中执行
  • 资源管理：统一管理生命周期，防止资源泄漏

2. 配置系统

const config = {
    headless: process.env.BROWSER_HEADLESS === 'true',
    userDataDir: process.env.BROWSER_USER_DATA_DIR || undefined,
    executablePath: process.env.BROWSER_EXECUTABLE_PATH || undefined,
    downloadPath: process.env.BROWSER_DOWNLOAD_PATH || join(process.cwd(), 'downloads'),
    viewport: { width: 1920, height: 1080 },
    extraArgs: [] // 额外启动参数
};

配置特点：

  • 环境变量驱动：所有配置通过环境变量控制
  • 路径管理：自动处理下载目录创建
  • 参数过滤：自动过滤冲突参数（如–user-data-dir）

核心功能实现

1. 浏览器启动逻辑

async function launchBrowser(params?: any): Promise<string> {
    // 优先使用传入的headless参数，否则使用环境变量配置
    const headless = params?.headless !== undefined ? params.headless : config.headless;
    
    if (config.userDataDir) {
        // 使用launchPersistentContext（新版Playwright推荐方式）
        contextInstance = await chromium.launchPersistentContext(config.userDataDir, {
            headless: headless,
            // ...其他配置
        });
        browserInstance = contextInstance.browser();
    } else {
        // 普通启动
        browserInstance = await chromium.launch({ headless: headless });
        contextInstance = await browserInstance.newContext();
    }
    
    // 自动处理弹窗
    contextInstance.on('page', page => {
        page.on('dialog', async (dialog: Dialog) => {
            await dialog.accept();
        });
    });
    
    pageInstance = await contextInstance.newPage();
}

关键技术点：

  • 双重启动模式：支持普通启动和持久化上下文启动
  • 弹窗自动处理：默认接受所有弹窗，可通过handle_dialog覆盖
  • 参数优先级：运行时参数 > 环境变量配置

2. 页面操作封装

导航功能

async function navigate(url: string, waitUntil: 'load' | 'domcontentloaded' | 'networkidle' = 'load'): Promise<string> {
    const page = ensurePage();
    await page.goto(url, { waitUntil: waitUntil as any });
    return JSON.stringify({
        success: true,
        url: page.url(),
        title: await page.title()
    });
}

设计亮点：

  • 等待策略：支持多种页面加载完成判断标准
  • 错误处理：区分超时错误和一般错误
  • 状态返回：返回实际URL和页面标题

元素操作

async function click(selector: string, index?: number): Promise<string> {
    const page = ensurePage();
    
    if (index !== undefined) {
        // 支持按索引点击多个匹配元素
        const elements = await page.$$(selector);
        if (index >= elements.length) {
            throw new Error(`索引 ${index} 超出范围`);
        }
        await elements[index].click();
    } else {
        await page.click(selector);
    }
    
    return JSON.stringify({ success: true, message: '已点击元素' });
}

特色功能：

  • 索引支持：可点击多个匹配元素中的特定索引
  • 超时控制：所有操作都支持自定义超时
  • 错误分类：明确区分超时错误和其他错误

3. 内容获取与截断

// 统一截断函数：限制返回内容不超过10万字符
function truncateResponse(content: string): string {
    const MAX_LENGTH = 90000; // 安全上限
    if (content.length > MAX_LENGTH) {
        return content.slice(0, MAX_LENGTH) + `\n\n[内容过长，已截断...]`;
    }
    return content;
}

async function getDOM(selector?: string): Promise<string> {
    const page = ensurePage();
    let html: string;
    
    if (selector) {
        // 获取特定元素的HTML
        const element = await page.$(selector);
        if (!element) throw new Error(`未找到元素: ${selector}`);
        html = await element.innerHTML();
    } else {
        // 获取整个页面HTML
        html = await page.content();
    }
    
    const response = JSON.stringify({ success: true, html, url: page.url() });
    return truncateResponse(response); // 应用截断
}

安全设计：

  • 内存保护：防止大页面导致内存溢出
  • 友好提示：截断时显示原始长度信息
  • JSON安全：确保截断后的JSON仍然有效

4. 标签页管理

async function switchTab(tabIndex: number): Promise<string> {
    if (!contextInstance) throw new Error('浏览器上下文未初始化');
    
    const pages = contextInstance.pages();
    if (tabIndex >= pages.length || tabIndex < 0) {
        throw new Error(`标签页索引 ${tabIndex} 超出范围`);
    }
    
    pageInstance = pages[tabIndex];
    await pageInstance.bringToFront(); // 激活标签页
    
    return JSON.stringify({
        success: true,
        currentTab: tabIndex,
        totalTabs: pages.length,
        url: pageInstance.url()
    });
}

标签页特性：

  • 索引管理：基于0的标签页索引
  • 自动激活：切换时自动将标签页提到最前
  • 状态同步：更新当前页面实例引用

5. 文件下载处理

async function downloadFile(downloadUrl: string, filename?: string): Promise<string> {
    const page = ensurePage();
    
    // 等待下载事件
    const downloadPromise = page.waitForEvent('download');
    await page.goto(downloadUrl, { waitUntil: 'domcontentloaded' });
    const download = await downloadPromise;
    
    // 保存文件到指定路径
    const savePath = join(config.downloadPath, filename || download.suggestedFilename());
    await download.saveAs(savePath);
    
    return JSON.stringify({
        success: true,
        message: '文件已下载',
        path: savePath,
        filename: filename || download.suggestedFilename()
    });
}

下载机制：

  • 事件监听：使用waitForEvent监听下载开始
  • 路径管理：自动使用配置的下载目录
  • 文件名处理：支持自定义文件名或使用建议文件名

6. 脚本执行与安全

async function executeScript(script: string, args: any[] = []): Promise<string> {
    const page = ensurePage();
    const result = await page.evaluate(script, ...args);
    
    const response = JSON.stringify({ success: true, result }, null, 2);
    return truncateResponse(response); // 结果也进行截断
}

安全特性：

  • 沙箱环境：在浏览器上下文中执行，与主进程隔离
  • 参数传递：支持向脚本传递参数
  • 结果截断：防止大结果导致问题

错误处理体系

1. 错误分类

catch (error: any) {
    return JSON.stringify({ 
        success: false, 
        error: error.message,
        error_code: error.name === 'TimeoutError' ? 'timeout' : 'general'
    });
}

2. 状态验证

function ensurePage(): Page {
    if (!pageInstance) {
        throw new Error('浏览器未启动，请先调用launch_browser或connect_browser');
    }
    return pageInstance;
}

设计模式总结

1. 工厂模式

  • 根据配置选择不同的浏览器启动方式
  • 统一创建和管理浏览器实例

2. 命令模式

  • 每个操作都是独立的命令函数
  • 通过主执行函数统一调度

3. 单例模式

  • 全局唯一的浏览器实例管理
  • 确保资源正确释放

4. 策略模式

  • 不同的等待策略（load/domcontentloaded/networkidle）
  • 不同的错误处理策略

性能优化

1. 懒加载

  • 浏览器实例按需创建
  • 页面实例延迟初始化

2. 资源复用

  • 浏览器上下文复用
  • Cookie和状态保持

3. 内存管理

  • 大内容自动截断
  • 及时释放无用资源

扩展性设计

1. 操作扩展

// 新增操作只需：
// 1. 在enum中添加操作名
// 2. 实现对应的函数
// 3. 在主switch中添加case

2. 配置扩展

  • 通过环境变量添加新配置
  • 运行时参数覆盖默认配置

3. 功能扩展

  • 可轻松添加新的浏览器操作
  • 支持自定义脚本注入

总结

这个浏览器自动化工具的核心优势在于：

  1. 健壮性：完善的错误处理和状态管理
  2. 灵活性：支持多种启动方式和配置选项
  3. 安全性：内容截断和沙箱执行保护
  4. 易用性：清晰的API设计和友好的错误提示
  5. 扩展性：模块化设计便于功能扩展

通过合理的架构设计和细致的功能实现，该工具能够满足大多数Web自动化需求，同时保持代码的清晰和可维护性。

由Alice生成

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