RPA使用Native Messaging协议实现浏览器自动化

RPA 即机器人流程自动化,是一种利用软件机器人或人工智能来自动化业务流程中规则性、重复性任务的技术。RPA 技术可以模拟和执行人类在计算机上的交互操作,从而实现自动化处理数据、处理交易、触发通知等任务。帮助企业或个人实现业务流程的自动化和优化,提升生产力和效率。

在RPA中自动化通常分为两大块:桌面自动化、浏览器自动化。所谓浏览器自动化就是通过RPA软件控制浏览器执行自动化任务,比如自动打开网页,自动填写网页中的输入框等等。

当时在研发RPA软件时,我实现了一种常用的控制方式:通过进程间通信 + JavaScript代码,来控制浏览器。当时使用Chrome浏览器验证技术链路,其他浏览器大同小异,原理相同。其他控制浏览器的方式还有模拟键鼠操作、WebDriver等,以后分享出来。

技术原理

使用 RPA Chrome插件 + Native Messaging 协议 + Native Messaging Host进程,从而实现本地应用(如RPA软件)与Chrome之间的互相通信、互相控制。

RPA Chrome插件:实际上是通过浏览器插件的方式告诉Chrome浏览器,Native Messaging Host进程所在位置。并且RPA插件解析从RPA进程发来的数据,作为JS代码在浏览器中运行控制网页行为。

Native Messaging(NM)协议:Chrome浏览器与Native Messaging Host通信的协议(传输UTF8 JSON数据,数据格式为 4字节头 + 实际数据,数据头表示后面实际数据的字节数),建立在stdio通信之上。

Native Messaging Host(NM Host)进程:RPA提供的与浏览器通信的桥梁进程,Chrome浏览器打开时,会把Native Messaging Host作为子进程启动。

Chrome浏览器插件有两个核心文件background.js与content.js。background运行在背景页,content与web页面(或tab页)交互。如果使用 Native Messaging 协议,background.js上端负责与content.js通信,下端负责与NM Host进程通信。控制端(RPA软件)与NM Host通信,整个链路就通了:RPA进程 <==byIPC==> NM Host <==> Chrome进程 <==> Chrome插件 <==> 浏览器网页

详细原理图如下:

执行过程

  1. RPA进程的打开浏览器指令打开Chrome浏览器进程,通过系统中已安装Chrome的位置,就能打开浏览器进程。
  2. Chrome进程打开后,随之打开NM Host进程(如上图),并与NM Host进程用NM协议通信。
  3. RPA进程找到NM Host进程,并与之进程间通信(stdio)。
  4. RPA进程只要发送正确的JS代码给NM Host进程(通过NM协议),NM Host把数据给浏览器,浏览器的RPA插件收到的数据,解析为JS代码执行,从而控制浏览器行为(如控制网页,打开关闭tab页等)。

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