everything is a message

我们在scratch3_adapter的项目介绍中说

我们不想针对某个硬件产品发布一个客户端，我们相信创意来自广泛的连接，我们致力于做一个中立的东西，将Scratch3.0连接到更广阔的领域，我们想做到宽围墙

事实上，scratch3_adapter比我们所描述的还有更中立一些。它中立起来，连自己的名字(scratch3_adapter)都忘了，scratch3_adapter不止可以将Scratch3.0接入各种有趣的硬件和AI中(如它的名字所暗示的)，也可以连接Blockly和各种有趣的硬件/AI

在这篇文章中，我们将介绍如何使用scratch3_adapter连接blockly与micro:bit。利用文章演示的方法，你可以将blockly接入到其他有趣的系统中，远不止是micro:bit

也许在此我们应该叫它:blockly_adapter :)

初心

模仿是最大的致敬

构建scratch3_adapter之前的一段时间，我有两个周末沉迷于《ROS机器人编程实践》，为这套系统的架构所折服，看到作者设计得正交且清晰的API时，叹服之余，也暗自坐在书店地上设想: API的背后是怎样的？如果我来做，我会怎么实现它？而后带着自己的设想，和作者源码做对照。

看这本书之前我正巧看完Pieter Hintjens的《ZeroMQ：云时代极速消息通信库》,zeromq是个极其灵活、强大的工具，健壮有力而优美。有了zeromq这把称心的斧头，那段时间里我倾向于把一切都视为钉子(everything is a message)，于是我决定把整个ROS视为一个消息系统。

开始重造轮子时，从sub和pub入手，觉得无碍; 到了重构rescore命令行工具时，我将其视为一个服务发现组件，挑选工具时，在python原生的dict和redis中犹豫，最终决定选择redis。

后来在翻阅ROS的资料时，发现作者也正在重构ROS(ROS2),他说ROS本质上时一个匿名的消息系统，早年他在构建ROS时，由于社区里工具的匮乏，他造了很多轮子，如果ROS写于今天，他会选择zeromq和redis（为了实时性，他最终选了DDS）。看到这儿我颇为振奋，觉得方向猜的还挺准

我把早先的尝试放在ROLS(Robot Operating Lite System),往后折腾的时候发现，重造一个ROS比我想象的要复杂得多。那段时间，我正好在考虑为Scratch3.0写一个插件系统，发现可以模仿ROS的局部设计来做这个插件系统。于是决定先放下ROLS，在插件系统这个更有实际价值的场景里，去实践从ROS学来的东西

ROS本质上是一个匿名的消息系统

ROS作者阐述的ROS消息的匿名性以及由此带来的回报，令我着迷。以至于我一直试图将scratch3_adapter设计为一个匿名的消息系统，就像你刚看完一本精彩的小说，恨不得说话的语气都模仿喜欢的角色。在设计scratch3_adapter时，我有一天跟@izuo说，也许我们不该叫它scratch3_adapter，因为Scratch3.0仅仅是它的一个client，并不占主体地位，scratch3_adapter可以对接到blockly或者任何其他的地方，没有任何差异。

但我后来意识到(在实际使用extension时)，匿名性对我们价值并不大，在scratch3_adapter的使用场景里，各个节点并不是对等的，它其实不是一个分布式的系统(ROS本质却是一个分布式的系统)。scratch3_adapter有它的中心，积木化界面就是它的中心。于是我们着手开始削弱匿名性，如果你看到代码的变迁过程，就会看到想法的变迁过程

尽管我们已经削弱了它的匿名性，也继续沿用scratch3_adapter这个名字，但它依然有很强的适应性，本质的原因我想源自它是一个消息系统。

在使用scratch3_adapter的时候，你可以很轻松将scratch3替换为blockly，使用scratch3_adapter连接你的blockly和其他系统(硬件或AI)，而几乎不会有任何损失。

why blockly

谈论怎么做之前，我们先来谈谈为何要这么做。

那么，我们为何要连接blockly和硬件/AI？

我认为最重要的一个原因是，blockly是少儿编程领域，大多数教学平台的基础。而教学平台除了教学软件相关的课程，也希望教学硬件和AI。

ps:值得一提的是，scratch-blocks本质上是blockly，而不是Scratch3.0，关于这一点，常常会引起一些混乱

如果你问blockly为何是少儿编程领域内，大多数教学平台的基础？

这个问题会逼着我们思考讨论的特性和差异，我之前做过这个讨论: Blockly与Scratch3.0的比较分析及选型建议

尽管原因很多（如我前边谈的），但重要的原因，简而言之，是因为blockly和Scratch3.0的定位不同，Scratch3.0定位为playground，而blockly只是个轻巧的编辑器。所以blockly可以承载更多个性化的定制部分，教育很难千篇一律，大家倾向一个轻巧灵活的工具以适应课程。

不过，目前的少儿编程教育蛮千篇一律的 :)

你会看到少儿编程这个领域，目前似乎只有两种模式：

• 一种是playground式的，国外如scratch，国内如编程猫
  • 我认为playground的价值在于"低门槛、高天花板、宽围墙"，而开放和社区是核心，所以我正在写一篇文章:《为何你应该选择Scratch3.0作为playground》
• 一种是关卡式的，如code.org、Tynker
  • 关卡式的平台其实很套路，架构一个这样的平台基本可以分三步走完成，这部分我们之后有机会再细说

scratch3_adapter是个中立的系统，以上两种模式的平台我们都支持

连接blockly与micro:bit

目标

构建一个blockly积木块，用来在micro:bit上打印任意字符串

动起手来

下边跟着我一起动起手来，脖子扭扭屁股扭扭

步骤1: 编写blockly源码

在此假设你对blockly开发有基本的了解，如果你blockly开发并不了解，可以看我的系列教程:blockly入门与介绍 (教程链接在文末）

我们先直接上源码，稍后讲解:blockly_2.2_custom_block_run_js_with_interpreter

除去html和无关紧要的部分，将scratch3_adapter接入blockly的核心源码就几行：

首先是建立连接:

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var socket = io('ws://127.0.0.1:12358' + '/test', {transports: ['websocket']});

这一行代码，将blockly课程或创作平台与scratch3_adapter进行连接。

ps: scratch3_adapter用到好几个端口，12358是其中一个，scratch3_adapter中端口的选择藏着彩蛋 :) 有兴趣的小伙伴可以自己去解读

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      var wrapper = function(text) {
        console.log(text.data);
        return socket.emit('actuator',
                         {id: 'microbit',
                          data: text.data,
                          topic: "actuators/say"});
      };
      
      interpreter.setProperty(scope, 'say',
        interpreter.createNativeFunction(wrapper));

这是我们使用blockly积木控制micro:bit（硬件）的关键所在，如果你是个有经验的程序员，我已不必多说什么了，你已经可以使用scratch3_adapter将blockly接入任何硬件/AI

enjoy it ~

步骤2: 打开scratch3_adapter,选择内置的micro:bit插件

此刻你应该看到micro:bit背后的信号灯在高频闪烁，如果它没有高频闪烁，则按一下micro:bit背部的复位按钮

步骤3: 运行!

点击运行blockly积木块，你将看到blockly已经能成功驱动micro:bit了

你可以把blockly接入更多的硬件，包括控制你的蓝牙硬件、你的ROS机器人、你那跑着opencv的树莓派或者你童年那辆心爱的玩具四驱车，可以参考我们的:开发手册

想象空间

我们把scratch3_adapter设计为一个独立的小工具(10M左右)，而不是连同Scratch3.0一起用electron打包在一起，个中原因除了

人生苦短、我用Python

更重要的是，我们想让它成为一个通用的工具，无论你的网站是什么，无论你使用scratch3.0、blockly还是某种自主研发的其他什么东西，你都无需做什么伤筋动骨的事，只需要在网站中写一些js代码，你就能将网站接入scratch3_adapter，进而与各类开源硬件/AI相连。

这部分值得玩味的地方是，你可以在网页上做所有的教学，无论是结合某一款开源硬件还是某一个AI系统。而scratch3_adapter将允许你用积木来驱动它们，你也能拿到积木/代码在外部系统的执行结果，判断学生是否掌握该知识点，而这对教学可能是很重要的。

scratch3_adapter在向ROS学习，我们之后将引入action，如此一来你甚至可以设置开放性的课程，诸如某个关卡是要求学生用积木写一个智能体，让它走出现实世界的迷宫，里边可能涉及到各种复杂的策略和不可预期的情况，这种系统必须是异步的，最好带有状态机，ROS在这块做得十分惊艳。ROS的的action适合这种任务。尽管scratch3_adapter目前也能支持，但可能需要你写比较多的代码。对智能的关注是我的兴趣之一，我之后会来增强这块。