如今,越来越多的桌面应用开始采用 Web 化界面设计。这种方法完美结合了 Web 技术的灵活性与原生应用的性能优势及系统集成能力,成为桌面开发的主流趋势。

本文介绍的 Java 桌面应用正是基于这一现代架构:通过 Vue.js 与 Tailwind CSS 构建 Web 界面,实现了跨平台一致、流畅响应且设计精美的用户体验。

Web UI 对比原生 UI 

传统桌面应用的原生 UI 工具包长期难以满足现代 UI 需求 —— 要实现精致的视觉效果、流畅的动画过渡、高 DPI 屏幕适配,或是像 Web 应用那样灵活切换主题(亮色 / 暗色模式、自定义配色等),往往需要大量定制开发工作。

另一方面,基于 Web 的用户界面受益于庞大的生态系统,其中包含现成的库、组件框架、响应式设计,以及跨操作系统和设备形态的一致性。

通过在桌面外壳中嵌入 Web UI,我们既能使用现代 Web 风格的界面,又能利用原生应用的能力。纯 Web 应用由于缺乏完全的文件系统访问、OS API 和离线能力,很难完全替代桌面应用;而在原生包装中运行 Web UI 则弥补了这些不足,实现两者的最佳组合。

应用概览 

该应用是一款跨平台 Java 桌面应用程序,核心架构是在原生 Java 窗口中集成现代化 Vue.js Web 界面,通过 Shadcn 组件库构建简洁直观的操作界面。

这种架构确保了以下特性:

  • 在 Windows、macOS、Linux 上统一的界面呈现。
  • 丝滑的交互体验,接近 Web 应用的流畅度。
  • 通过打包所有资源实现离线运行,启动即可使用,无需网络连接。

应用启动后会显示主控制面板以及偏好设置窗口,用户可以调整界面主题、字体大小、布局等选项。所有设置都保存在本地文件系统,并在下次启动时自动恢复。

基于 Vue.js 构建 UI 的桌面应用

基于 Vue.js 构建 UI 的桌面应用

完整源代码可在 GitHub 获取。

应用窗口与 Web 视图 

应用主窗口基于 Java Swing 的 JFrame实现,作为 Java 内置组件,它具备轻量易用的特点。窗口内部嵌入了 JxBrowser 提供的 Chromium 内核 Web 视图组件,能够直接在桌面窗口中渲染 Vue.js 界面,并支持所有现代浏览器特性。

var engine = Engine.newInstance(HARDWARE_ACCELERATED);
var browser = engine.newBrowser();

SwingUtilities.invokeLater(() -> {
    var view = BrowserView.newInstance(browser);
    var frame = new JFrame("Application");
    frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
        @Override
        public void windowClosing(WindowEvent e) {
            engine.close();
        }
    });
    frame.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.DISPOSE_ON_CLOSE);
    frame.add(view, BorderLayout.CENTER);
    frame.setSize(1280, 900);
    frame.setLocationRelativeTo(null);
    frame.setVisible(true);
});

这套架构分工明确:Java 后端负责核心业务逻辑(数据读写、文件操作等),Vue.js 前端专注于界面布局与用户交互,各司其职且高效协同。

桌面应用中加载 Web UI 

Vue.js 部分本质上是一个标准 Web 项目,根据环境的不同,应用会从本地开发服务器或嵌入式静态文件加载它。

开发环境 

开发环境的 Web 应用加载流程极为简洁:启动本地开发服务器后,直接访问 localhost 地址即可:

./gradlew desktop-web-app:startDevServer -Pfrontend=vue
if (!AppDetails.isProduction()) {  
   browser.navigation().loadUrl("http://localhost");
} else {
   ...
}

应用启动后,嵌入式 Web 视图会导航至本地开发服务器地址。此时修改 Vue 组件或样式,无需重新构建 Java 部分即可实时生效。

生产环境 

在生产环境中,桌面应用需要完全离线运行。依赖本地 Web 服务器不仅增加复杂度,也带来潜在安全风险。

从本地或远程服务器提供用户界面会增加额外的安全风险;用户可能会在浏览器中加载 Web 应用程序 URL 并检查应用程序的源代码,从而暴露敏感逻辑。我们当然不希望这种情况发生,我们希望用户界面只能在桌面应用程序内部访问,并且其源代码隐藏在应用程序内部。

为实现这一目标,我们将 Web 应用文件打包至 Java 资源目录,通过 JxBrowser 的自定义协议拦截 API 从类路径中直接加载资源。

首先配置自定义协议与请求拦截器,用于处理 Web 资源请求:

var options = EngineOptions.newBuilder(HARDWARE_ACCELERATED)
        .addScheme(Scheme.of("jxb"), new UrlRequestInterceptor());
var engine = Engine.newInstance(options.build());

Vue.js 应用被直接打包到 Java 资源中,通过 JxBrowser 加载,使 UI 部分完全独立封装:

  • 所有 HTML、CSS、JavaScript 文件均从应用 JAR 包中读取
  • 无需依赖任何外部服务器
  • 源代码不会被浏览器开发者工具审查

这种方案确保了应用的高性能、安全性与可移植性,在 Windows、macOS 和 Linux 三大操作系统上均能稳定运行。

Vue.js 与 Java 之间的通信 

为了实现应用程序逻辑,Vue.js 前端需要与 Java 后端通信——例如,读取或更新存储在磁盘上的偏好设置。

JxBrowser JavaScript - Java 桥接器 

JxBrowser 内置了 JavaScript 与 Java 的直接通信桥,允许 Web UI 直接调用 Java 方法。Vue.js 前端可通过该桥调用后端接口(如 “保存主题设置”),Java 后端也能主动向前端发送事件或数据更新。

以下是如何在 JxBrowser 中声明 JavaScript 和 Java 之间通信的类型:

@JsAccessible
class PrefsService {
    void setFontSize(int size) {
    
    }
}
declare class PrefsService { 
    setFontSize(size: number): void; 
}

declare const prefService: PrefsService;
...
prefsService.setFontSize(12);

Protobuf + gRPC 

对于简单交互,应用仍可使用现有 REST 接口;而针对更复杂、需要可扩展性的功能,我们引入了 Protocol Buffers(Protobuf)与 gRPC,构建了更快速、类型安全的通信层。

通过 Protobuf 统一定义数据结构与服务 API,可自动为前后端生成强类型客户端 / 服务器代码。只需在 .proto 文件中定义消息格式与服务接口,Protobuf 便会自动生成 Java 与 TypeScript 代码。

service PrefsService {
  rpc SetFontSize(FontSize) returns (google.protobuf.Empty);
}

enum FontSize {
  SMALL = 0;
  DEFAULT = 1;
  LARGE = 2;
}

gRPC 作为传输层:Java 后端运行轻量级 gRPC 服务器,Vue.js 应用以客户端身份与之通信,实现结构化数据的安全高效传输。

该方案带来了三大优势:

  • 在应用前后端之间实现类型安全。
  • 在构建阶段获得自动补全与错误检查能力。
  • 当功能或 API 增加时,系统能够更容易扩展。

通信图

通信图

总结 

采用 Web UI 构建桌面应用已被证明是一种强大的现代开发模式。它既保留了 Web 技术的易用性与生态优势,又具备原生桌面应用的系统集成能力与性能表现。

本文实现的 Java 桌面应用,通过 Vue.js 构建前端界面、Tailwind CSS 处理样式,核心达成了以下目标:

  • 将 Chromium 内核 Web 视图嵌入 Java 窗口。
  • 实现开发 / 生产环境下的 Vue 资源无缝加载。
  • 使用 gRPC 和 Protobuf 实现 Web UI 与 Java 后端之间的通信。

这种混合架构结合了 Java 和 Vue.js 前端,允许开发者在桌面环境中使用标准的 Web 工具,并使应用程序能够作为独立的软件包运行。

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