深入源码探索 ReactNative 通信机制本文从源码角度剖析 RNA 中 Java Js 的通信机制（基于最新的 R

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【React Native For Android】 Java<>Js 通信机制源码剖析

本文从源码角度剖析 RNA 中 Java <> Js 的通信机制（基于最新的 RNA Release 20）。

对于传统 Java<>Js 通信而言，Js 调用 Java 通不外乎 Jsbridge、onprompt、log 及 addjavascriptinterface 四种方式，在 Java 调用 Js 只有 loadurl 及高版本才支持的 evaluateJavaScript 两种。但在 RN 中没有采用了传统 Java 与 Js 之间的通信机制，而是借助 MessageQueue 及模块配置表，将调用转化为{moduleID, methodID，callbackID，args}，处理端在模块配置表里查找注册的模块与方法并调用。

一、Module Registry

在 RNA 中，在应用启动时根据 ReactPackage 会自动生成 NativeModuleRegistry 及 JavaScriptModuleRegistry 两份模块配置表，包含系统及自定义模块，Java 端与 Js 端持有相同的模块配置表，标识为可识别为 Native 模块或 Js 模块都是通过实现相应接口，并将实例添加 ReactPackage 的 CreactXXModules 方法即可。

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CoreModulesPackage.java

    @Override
    public List createNativeModules(
       ReactApplicationContext catalystApplicationContext) {
     return Arrays.asList(
       new AndroidInfoModule(),
       new DeviceEventManagerModule(catalystApplicationContext, mHardwareBackBtnHandler),
       new DebugComponentOwnershipModule(catalystApplicationContext));
    }

    @Override
    public List> createJSModules() {
    return Arrays.asList(
      DeviceEventManagerModule.RCTDeviceEventEmitter.class,
      JSTimersExecution.class,
      RCTEventEmitter.class,
      RCTNativeAppEventEmitter.class,
      AppRegistry.class
    }

    @Override
    public List createViewManagers(ReactApplicationContext reactContext) {
      return new ArrayList<>(0);
    }

Js 模块 extends 自 JavascriptModule，映射在 Js 相对应 Js 模块，通过动态代理实现调用 Js 模块。下例 AppRegistry.java 为在加载完 Jsbundle 后，Native 去启动 React Application 的总入口，appkey 为应用的 ID。映射每个 JavascriptModule 的信息保存在 JavaScriptModuleRegistration 中，统一由 JavaScriptModuleRegistry 统一管理。

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    AppRegistry.java
    
    public interface AppRegistry extends JavaScriptModule {
    
      void runApplication(String appKey, WritableMap appParameters);
      void unmountApplicationComponentAtRootTag(int rootNodeTag);
    
    }

Java 模块 extends 自 BaseJavaModule，在 Js 层存在同名文件识别为可调用的 Native。重写 getName 识别为 Js 的模块名，重写 getConstants 识别为 Js 可访问的常量，方法通过注解 @ReactMethod 可识别供 Js 调用的 API 接口，所有 Java 层提供的模块接口统一由 NativeModuleRegistry 统一暴露。

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 AndroidInfoModule.java

    public class AndroidInfoModule extends BaseJavaModule {

     @Override
     public String getName() {
      return "AndroidConstants";
     }

     @Override
     public @Nullable Map getConstants() {
       HashMap constants = new HashMap();
       constants.put("Version", Build.VERSION.SDK_INT);
       return constants;
      }
    }

二、Java -> Js

完整通信机制流程图：

简要说明下这5个步骤：

1.CatalystanceImpl 为 Js<>Java 通信高层封装实现类，业务模块通过 ReactInstanceManager 与 CatalystanceImpl 间接通信，调用Js暴露出来的API。

2.将来自Java层的调用拆分为 ModuleID，MethodID 及 Params，JavaScriptModuleInvocationHandler 通过动态代理方式交由 CatalystanceImpl 统一处理。

CatalystanceImpl 进一步将 ModuleID，MethodID 及 Params 转交给 ReactBridge JNI 处理。
ReactBridge 调用 C++层的调用链转发 ModuleID，MethodID 及 Params。

5.最终通过 JSCHelper 的 evaluateScript 的方法将 ModuleID，MethodID 及 Params 借助 JSC 传递给 Js 层。

整体调用关系比较清晰，下面分别借助源码说明上面整个流程。

在 Java 层 implements JavaScriptModule 这个 interface 被识别为 Js 层暴露的公共 Module，(由JS不允许的方法名称重载，所以继承自 JavaScriptModule 同样不允许方法重载)。JavaScriptModuleRegistry 负责管理所有的 JavaScriptModule，持有对 JavaScriptModuleInvocationHandler 的引用，通过 invoke 的方式，统一调度从 Java -> Js 的调用。

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JavaScriptModuleInvocationHandler.java

    private static class JavaScriptModuleInvocationHandler implements InvocationHandler {

      private final CatalystInstanceImpl mCatalystInstance;
      private final JavaScriptModuleRegistration mModuleRegistration;

      public JavaScriptModuleInvocationHandler(
          CatalystInstanceImpl catalystInstance,
          JavaScriptModuleRegistration moduleRegistration) {
        mCatalystInstance = catalystInstance;
        mModuleRegistration = moduleRegistration;
      }

      @Override
      public @Nullable Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        String tracingName = mModuleRegistration.getTracingName(method);
    mCatalystInstance.callFunction(
           mModuleRegistration.getModuleId(),
           mModuleRegistration.getMethodId(method),
           Arguments.fromJavaArgs(args),
        tracingName);
    return null;
     }
    }

CatalystInstance 为 Java 与 Js 之前通信的高层接口，已被抽离成接口，CatalystInstanceImpl 为其基础实现类，业务侧在 ReactInstanceManager Create ReactContext 时通过 Builder 构建实例化，业务一般不直接持有 CatalystInstance 的引用，一般通过 Framework 层的 ReactInstanceManager 的实现类进行访问。持有对 JavaScriptModuleRegistry& RativeModuleRegistry 的引用。

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 CatalystInstanceImpl.java

    @Override
    public  T getJSModule(Class jsInterface) {
    return Assertions.assertNotNull(mJSModuleRegistry).getJavaScriptModule(jsInterface);
    }

在 CatalystInstance 初始化时会调用 initializeBridge 初始化私有成员 ReactBridge，ReactBridge 做为 JNI 层的通信桥接对象，负责 Java<>JCS 之间的通信。在 Java 层调用 JS 会调用 JNI 的 CallFunction 的方法，通过 JSC 转接到 JS 层的模块。

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CatalystInstanceImpl.java

    private ReactBridge initializeBridge(
        JavaScriptExecutor jsExecutor,
        JavaScriptModulesConfig jsModulesConfig) {
      mReactQueueConfiguration.getJSQueueThread().assertIsOnThread();
      Assertions.assertCondition(mBridge == null, "initializeBridge should be called once");

      Systrace.beginSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE, "ReactBridgeCtor");
      ReactBridge bridge;
      try {
        bridge = new ReactBridge(
           jsExecutor,
           new NativeModulesReactCallback(),
           mReactQueueConfiguration.getNativeModulesQueueThread());
    } finally {
      Systrace.endSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE);
    }

     Systrace.beginSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE, "setBatchedBridgeConfig");
     try {
       bridge.setGlobalVariable(
           "__fbBatchedBridgeConfig",
           buildModulesConfigJSONProperty(mJavaRegistry, jsModulesConfig));
       bridge.setGlobalVariable(
           "__RCTProfileIsProfiling",
           Systrace.isTracing(Systrace.TRACE_TAG_REACT_APPS) ? "true" : "false");
     } finally {
       Systrace.endSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE);
     }

     return bridge;
    }
    ReactBridge.java

    /**
    * All native functions are not thread safe and appropriate queues should be used
     */
    public native void loadScriptFromAssets(AssetManager assetManager, String assetName);
    public native void loadScriptFromFile(@Nullable String fileName, @Nullable String sourceURL);
    public native void callFunction(int moduleId, int methodId, NativeArray arguments);
    public native void invokeCallback(int callbackID, NativeArray arguments);
    public native void setGlobalVariable(String propertyName, String jsonEncodedArgument);
    public native boolean supportsProfiling();
    public native void startProfiler(String title);
    public native void stopProfiler(String title, String filename);
    private native void handleMemoryPressureModerate();
    private native void handleMemoryPressureCritical();

Onload.cpp 为 C++ 层主要入口，涵盖类型操作，jsbundle 加载及全局变量操作等。通过 bridge.cpp 的转接到 JSExector.cpp 执行 JS。 JSExector.cpp 最终将调用转发到 JSCHelper.cpp 中执行evaluateScript 的函数，从而执行 JS 的调用。

[C++] 纯文本查看 复制代码

 OnLoad.cpp

    static void callFunction(JNIEnv* env, jobject obj, jint moduleId, jint methodId,
                         NativeArray::jhybridobject args) {
      auto bridge = extractRefPtr(env, obj);
      auto arguments = cthis(wrap_alias(args));
      try {
       bridge->callFunction(
        (double) moduleId,
        (double) methodId,
        std::move(arguments->array)
       );
     } catch (...) {
       translatePendingCppExceptionToJavaException();
     }
    Bridge.cpp
    
    void Bridge::callFunction(const double moduleId, const double methodId, const folly::dynamic& arguments) {
      if (*m_destroyed) {
        return;
     }
     #ifdef WITH_FBSYSTRACE
     FbSystraceSection s(TRACE_TAG_REACT_CXX_BRIDGE, "Bridge.callFunction");
     #endif
     auto returnedJSON = m_jsExecutor->callFunction(moduleId, methodId, arguments);
     m_callback(parseMethodCalls(returnedJSON), true /* = isEndOfBatch */);
    }
    JSCExectutor.cpp

    std::string JSCExecutor::callFunction(const double moduleId, const double methodId, const folly::dynamic& arguments) {
     // TODO:  Make this a first class function instead of evaling. #9317773
     std::vector call{
       (double) moduleId,
       (double) methodId,
    std::move(arguments),
     };
     return executeJSCallWithJSC(m_context, "callFunctionReturnFlushedQueue", std::move(call));
    }
    JSCHelpers.cpp

    JSValueRef evaluateScript(JSContextRef context, JSStringRef script, JSStringRef source, const char *cachePath) {
       JSValueRef exn, result;
    #if WITH_FBJSCEXTENSIONS
    if (source){
       // If evaluating an application script, send it through `JSEvaluateScriptWithCache()`
       //  to add cache support.
      result = JSEvaluateScriptWithCache(context, script, NULL, source, 0, &exn, cachePath);
      } else {
      result = JSEvaluateScript(context, script, NULL, source, 0, &exn);
       }
    #else
      result = JSEvaluateScript(context, script, NULL, source, 0, &exn);
    #endif
      if (result == nullptr) {
       Value exception = Value(context, exn);
       std::string exceptionText = exception.toString().str();
       FBLOGE("Got JS Exception: %s", exceptionText.c_str());
       auto line = exception.asObject().getProperty("line");

       std::ostringstream locationInfo;
       std::string file = source != nullptr ? String::adopt(source).str() : "";
       locationInfo << "(" << (file.length() ? file : "");
        if (line != nullptr && line.isNumber()) {
        locationInfo << ":" << line.asInteger();
       }
       locationInfo << ")";
        throwJSExecutionException("%s %s", exceptionText.c_str(), locationInfo.str().c_str());
      }
      return result;
    }

至此，从 Java -> C++ 层调用链结束，JSC 将执行 JS 调用，在 JS Framewrok 层接收来自 C++的调用为 MessageQueue.js 的 callFunctionReturnFlushedQueue。在调用 CallFunction 执行 Js 后，会调用 flushedQueue 更新队列。

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MessageQueue.js

    callFunctionReturnFlushedQueue(module, method, args) {
     guard(() => {
      this.__callFunction(module, method, args);
      this.__callImmediates();
     });

     return this.flushedQueue();
    }
    MessageQueue.js

    __callFunction(module, method, args) {
      this._lastFlush = new Date().getTime();
      this._eventLoopStartTime = this._lastFlush;
      if (isFinite(module)) {
       method = this._methodTable[module][method];
       module = this._moduleTable[module];
       }
      Systrace.beginEvent(`${module}.${method}()`);
      if (__DEV__ && SPY_MODE) {
        console.log('N->JS : ' + module + '.' + method + '(' + JSON.stringify(args) + ')');
      }
      var moduleMethods = this._callableModules[module];
      invariant(
        !!moduleMethods,
        'Module %s is not a registered callable module.',
         module
      );
      moduleMethods[method].apply(moduleMethods, args);
      Systrace.endEvent();
    }

三、Js -> Java

对于 JS -> Java 调用的设计相对独特，在 React Native 的设计中， JS 是不能直接调用 Java 的接口的，而是将来自 JS 层的调用 Push 到 JS 层的一个 MessageQueue 中，在事件发生时会调用 JS 相应的模块方法去处理，处理完这些事件后再执行 JS 想让 Java 执行的方法，与 native 开发里事件响应机制是一致的。

完整通信机制流程图：

简要说明下这5个步骤：

1.JS 层调用 Java 层暴露的 API。

2.将来自 JS 层的调用拆分为 ModuleID，MethodID 及 Params 分别 push 进相应的 queue 中。

3.当事件发生时，会执行从 Java -> JS 上面这条调用链路。

4.在执行完 callFunctionReturnFlushedQueue 后，会调用 flushedQueue 并返回 MessageQueue，即刷新后的队列。

5.Java 层的 JavaRegistry 根据模块配置表调用相应模块执行。

下面分别借助源码说明上面整个流程。

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MessageQueue.js

    __nativeCall(module, method, params, onFail, onSucc) {
      if (onFail || onSucc) {
        // eventually delete old debug info
       (this._callbackID > (1 << 5)) &&
        (this._debugInfo[this._callbackID >> 5] = null);

       this._debugInfo[this._callbackID >> 1] = [module, method];
       onFail && params.push(this._callbackID);
       this._callbacks[this._callbackID++] = onFail;
       onSucc && params.push(this._callbackID);
       this._callbacks[this._callbackID++] = onSucc;
     }

     global.nativeTraceBeginAsyncFlow &&
        global.nativeTraceBeginAsyncFlow(TRACE_TAG_REACT_APPS, 'native', this._callID);
     this._callID++;

     this._queue[MODULE_IDS].push(module);
     this._queue[METHOD_IDS].push(method);
     this._queue[PARAMS].push(params);

     var now = new Date().getTime();
     if (global.nativeFlushQueueImmediate &&
         now - this._lastFlush >= MIN_TIME_BETWEEN_FLUSHES_MS) {
       global.nativeFlushQueueImmediate(this._queue);
       this._queue = [[], [], [], this._callID];
       this._lastFlush = now;
      }
      Systrace.counterEvent('pending_js_to_native_queue', this._queue[0].length);
      if (__DEV__ && SPY_MODE && isFinite(module)) {
       console.log('JS->N : ' + this._remoteModuleTable[module] + '.' +
          this._remoteMethodTable[module][method] + '(' + JSON.stringify(params) + ')');
     }
    }
    MessageQueue.js

    callFunctionReturnFlushedQueue(module, method, args) {
      guard(() => {
        this.__callFunction(module, method, args);
        this.__callImmediates();
      });

      return this.flushedQueue();
    }

    invokeCallbackAndReturnFlushedQueue(cbID, args) {
      guard(() => {
        this.__invokeCallback(cbID, args);
        this.__callImmediates();
      });

      return this.flushedQueue();
    }

    flushedQueue() {
      this.__callImmediates();

      let queue = this._queue;
      this._queue = [[], [], [], this._callID];
      return queue[0].length ? queue : null;
    }

Js 层通过调用__nativeCall 将 ModuleID，MethodID 及 Params 放入不同队列。当 Java 层事件发生后会调用 Java -> Js 整个调用链，最终到 flushedQueue 并返回 MessageQueue。

Java 层收到来自 MessageQueue 的调用信息，查询 Java 层模块配置表，调用相应模块相应接口。

[Java] 纯文本查看 复制代码

CatalystInstanceImpl$NativeModulesReactCallback.java

    private class NativeModulesReactCallback implements ReactCallback {

      @Override
      public void call(int moduleId, int methodId, ReadableNativeArray parameters) {
       mReactQueueConfiguration.getNativeModulesQueueThread().assertIsOnThread();

      // Suppress any callbacks if destroyed - will only lead to sadness.
      if (mDestroyed) {
        return;
      }

      mJavaRegistry.call(CatalystInstanceImpl.this, moduleId, methodId, parameters);
      }
  
    }

查询到相应 Java 模块，通过反射调用相应接口。

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    BaseJavaModule.java

    @Override
    public void invoke(CatalystInstance catalystInstance, ReadableNativeArray parameters) {
     Systrace.beginSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE, "callJavaModuleMethod");
     try {
       mMethod.invoke(BaseJavaModule.this, mArguments);
     } catch (IllegalArgumentException ie) {
     }
    } finally {
      Systrace.endSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE);
     }
    }

上述为ReactNative通信核心机制，实验数据证明该机制通信效率相对优于传统Hybrid的通信方式，同时，ReactNative中从到TextView等View的映射同样也是使上该机制。