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React-Native简介与运行原理解析(Eg:ios)

1,从React到React-Native

React 是FaceBook在2013年开源的,基于JavaScript的,可以用简洁的语法高效绘制DOM,进而构建“可预期的”、“声明式的”Web用户界面的UI框架(库)。React并不是一套MVC框架,它专注于MVC中View层的构建,要想实现完整的 MVC 架构,还需要 Model 和 Controller 的结构,比如伴随React推出的Flux架构,还有后续出现的Redux、Mobx等。

简洁:可以用JSX(JS的语法扩展) 混编js、css、html,只关心如何用 JavaScript 构造页面,它们终将被转换成原生的 JavaScript 并创建 DOM。

高效:独创了 Virtual DOM 机制。Virtual DOM 是一个存在于内存中的 JavaScript 对象,它与 DOM 是一一对应的关系,也就是说只要有 Virtual DOM,我们就能渲染出 DOM。当界面发生变化时,得益于高效的 DOM Diff 算法,我们能够知道 Virtual DOM 的变化,从而高效的改动 DOM,避免了重新绘制 DOM。,我们能够知道 Virtual DOM 的变化,从而高效的改动 DOM,避免了重新绘制 DOM。

可预期:react是单向数据流,非双向数据绑定,不直接操作DOM对象,大多数时间只是对 Virtual DOM 进行编程,应用程序的状态(数据)是可以推演出视图的,具备可预期性。

声明式:组件是React的基础单元,使用React你做的仅仅是构建组件。通过封装,使得组件代码复用、测试以及关注点分离更加容易。

React-Native 是FaceBook在2015年开源的,一个基于 JavaScript,具备动态配置能力(针对原生热更新而言,不只是动态更改配置信息,也能动态更新执行逻辑),面向前端开发者的移动端开发框架,我们可以用之来既开发Native体验(保留意见,只能说是媲美或者接近)又有React(用React的方式开发)开发效率的应用。React-Native和 React的编程思路有些不同,React是以WebView(浏览器)为后端,操作Virtual DOM进行视图渲染的,而React-Native是以ios或者anroid原生控件为后端,但以React component 的方式Expose出来进行视图渲染的。

2,React-Naitve 框架概要与原理

React:不同平台上编写基于React的代码,“Learn once, write anywhere”。

Virtual DOM:相对Browser环境下的DOM而言,Virtual DOM是DOM在内存中的一种轻量级表达方式(原话是lightweight representation of the document),可以通过不同的渲染引擎生成不同平台下的UI,JS和Native之间通过Bridge通信。

Web/iOS/Android:上层与用户交互的UI界面。

React-Native在JavaScript中抽象操作系统原生的UI组件,代替DOM元素来渲染,使用的是Android或iOS的本地控件,所以在UI渲染上已经非常接近Native App了。尽管业务逻辑代码使用JavaScript,但由于JavaScript是即时编译的,也就是第一次使用时会将JavaScript代码编译成二进制文件,所以JavaScript得运行效率比较高。因此,React Native的运行效率要比基于HTML5、CSS等技术的PhoneGap、AppCan高很多,因为这些技术直接使用HTML5进行渲染,而HTML5会大量使用DOM技术,DOM的操作是很消耗性能的。

3,React-Native生命周期

getDefaultProps:在组件创建之前,会先调用 getDefaultProps(),这是全局调用一次。在组件被创建前加载。

getInitialState(),来初始化组件的状态。

componentWillMount:准备开始加载组件。在整个生命周期中只被调用一次,可以在这里做一些业务初始化操作,也可以设置组件状态。

componentDidMount:在组件第一次绘制之后调用,这个函数调用的时候,其虚拟DOM已经构建完成,你可以在这个函数开始获取其中的元素或者子组件了。需要注意的是,RN 框架是先调用子组件的componentDidMount(),然后调用父组件的函数。从这个函数开始,就可以和 JS 其他框架交互了,例如设置计时setTimeout 或发起网络请求。这个函数之后,就进入了稳定运行状态,等待事件触发。

componentWillReceiveProps:如果组件收到新的props,就会调用componentWillReceiveProps(),在这个回调函数里面,你可以根据属性的变化,通过调用 this.setState()来更新你的组件状态,这里调用并不会触发额外的 render() 调用。

shouldComponentUpdate:当组件接收到新的属性和状态改变的话,都会触发调用shouldComponentUpdate(…),这个函数的返回值决定是否需要更新组件,如果true表示需要更新,继续走后面的更新流程。否者,则不更新,直接进入等待状态。

componentWillUpdate:如果组件状态或者属性改变,并且上面的 shouldComponentUpdate(…) 返回为true,就会开始准更新组件,并调用componentWillUpdate(),在这个回调中,可以做一些在更新界面之前要做的事情。需要特别注意的是,在这个函数里面,你就不能使用this.setState来修改状态。紧接着这个函数,就会调用 render() 来更新界面了

componentDidUpdate:调用了 render() 更新完成界面之后,会调用 componentDidUpdate()来得到通知。

componentWillUnmount当组件要被从界面上移除的时候,就会调用componentWillUnmount()。在这个函数中,可以做一些组件相关的清理工作,例如取消计时器、网络请求等。

4,React-Native与原生的交互(通讯机制Eg:ios)

上面我们提到React Native使用的是Android或iOS的本地控件来做UI渲染的,因此我们需要 UIKit 等原生框架,需要调用 Objective-C 代码或者Java代码,同时我们也需要在原生代码中运行js代码,比如UI控件上注册的事件,这就需要在js端和原生端有对应的通讯机制。

我们都知道 JavaScript 是一种脚本语言,它不会经过编译、链接等操作,而是在运行时才动态的进行词法、语法分析,生成抽象语法树(AST)和字节码,然后由解释器负责执行或者使用 JIT 将字节码转化为机器码再执行。整个流程由 JavaScript 引擎负责完成的,IOS提供了一个叫做 JavaScript Core 的框架,这是一个 JavaScript 引擎。通过下面这段代码可以简单的感受一下 Objective-C 如何调用 JavaScript 代码的:

JSContext 指的是 JavaScript 代码的运行环境,通过 evaluateScript 即可执行 JavaScript 代码并获取返回结果。

JavaScript 是一种单线程的语言,它不具备自运行的能力,因此总是被动调用,Objective-C 创建了一个单独的线程,这个线程只用于执行 JavaScript 代码,而且 JavaScript 代码只会在这个线程中执行。

交互流程

在 React Native 中,Objective-C 和 JavaScript 的交互都是通过传递 ModuleId、MethodId 和 Arguments 进行的。Objective-C 和 JavaScript 两端都保存了一份配置表,里面标记了所有 Objective-C 暴露给 JavaScript 的模块和方法。这样,无论是哪一方调用另一方的方法,实际上传递的数据只有 ModuleId、MethodId 和 Arguments 这三个元素,它们分别表示类、方法和方法参数,当 Objective-C 接收到这三个值后,就可以通过 runtime 唯一确定要调用的是哪个函数,然后调用这个函数。Objective-C 和 JavaScript 的交互总是由Objective-C发起的。Object-C与js的交互是通过各端的Bridge和ModuleConfig来进行的,实际过程可分为两个阶段:初始化阶段和方法调用阶段。

初始化 React Native

在RN(ios)项目中都会有 AppDelegate.m 这个文件,文件有如下代码:

用户能看到的一切内容都来源于这个 RootView,所有的初始化工作也都在这个方法内完成。在这个方法内部,在创建 RootView 之前,React Native 实际上先创建了一个 Bridge 对象。它是 Objective-C 与 JavaScript 交互的桥梁,后续的方法交互完全依赖于它,而整个初始化过程的最终目的其实也就是创建这个桥梁对象。

初始化方法的核心是 setUp 方法,而 setUp 方法的主要任务则是创建 BatchedBridge。BatchedBridge 的作用是批量读取 JavaScript 对 Objective-C 的方法调用,同时它内部持有一个 JavaScriptExecutor,顾名思义,这个对象用来执行 JavaScript 代码。创建 BatchedBridge 的关键是 start 方法,它可以分为五个步骤:

读取 JavaScript 源码

JavaScript 的代码是在 Objective-C 提供的环境下运行的,所以第一步就是把 JavaScript 加载进内存中,对于一个空的项目来说,所有的 JavaScript 代码大约占用 1.5 Mb 的内存空间。在这一步中,JSX 代码已经被转化成原生的 JavaScript 代码。

初始化模块信息

主要任务是找到所有需要暴露给 JavaScript 的类(Module)

初始化 JavaScript 代码的执行器,即 RCTJSCExecutor 对象

初始化JavaScript代码执行器,同时向 JavaScript 上下文中添加了一些 Block(Object-c中对闭包的实现) 作为全局变量。

Block--nativeRequireModuleConfig : 它在 JavaScript 注册新的模块时调用:

Block--nativeFlushQueueImmediate:一般情况下,Objective-C 会定时、主动的调用JS放到MessageQueue 中的方法,实际上(由于卡顿或某些特殊原因),JavaScript 也可以主动调用 Objective-C 的方法,目前,React Native 的逻辑是,如果消息队列中有等待 Objective-C 处理的逻辑,而且 Objective-C 超过 5ms 都没有来取走,那么 JavaScript 就会主动调用 Objective-C 的方法。

请牢牢记住这个 5ms,它告诉我们 JavaScript 与 Objective-C 的交互是存在一定开销的,不然就不会等待而是每次都立刻发起请求。其次,这个时间开销大约是毫秒级的,不会比 5ms 小太多,否则等待这么久就意义不大了。

生成模块列表并写入 JavaScript 端

让 JavaScript 获取所有模块的名字,作为一个全局变量存储

执行 JavaScript 源码

运行代码时,第三步中所添加的 Block(nativeRequireModuleConfig ) 就会被执行,从而向 JavaScript 端写入配置信息。

初始化工程

方法调用

OC调用 JS代码

OC不会直接调用实际的js函数,而是会去调用维系的中转函数,中转函数接收到 的参数包含了 ModuleId、MethodId 和 Arguments,就可以查找自己的模块配置表,找到真正要调用的 JavaScript 函数。

2. JS调用OC代码

在调用 Objective-C 代码时,JavaScript 会解析出方法的 ModuleId、MethodId 和 Arguments 并放入到 MessageQueue 中,等待 Objective-C 主动拿走,或者超时后主动发送给 Objective-C。

函数内部在每一次方调用中查找模块配置表找出要调用的方法,并通过 runtime 动态的调用。

5,React Native 优缺点分析

优点

复用了 React 的思想,有利于前端开发者涉足移动端。

能够利用 JavaScript 动态更新的特性,快速迭代。

相比于原生平台,开发速度更快,相比于 Hybrid 框架,性能更好。

缺点

做不到Write once, Run everywhere,也就是说开发者依然需要为 iOS 和 Android 平台提供两套不同的代码,比如参考官方文档可以发现不少组件和API都区分了 Android 和 iOS 版本。即使是共用组件,也会有平台独享的函数。

不能做到完全屏蔽 iOS 端或 Android 的细节,前端开发者必须对原生平台有所了解。加重了学习成本。对于移动端开发者来说,完全不具备用 React Native 开发的能力。

由于 Objective-C 与 JavaScript 之间切换存在固定的时间开销,所以性能必定不及原生。比如目前的官方版本无法做到 UItableview(ListView) 的视图重用,因为滑动过程中,视图重用需要在异步线程中执行,速度太慢。这也就导致随着 Cell 数量的增加,占用的内存也线性增加。

参考资料

React Native 官方文档

React Native 官方文档中文版

React Native通信机制详解

React 入门实例教程

本文原为本人在简书所撰写:www.jianshu.com/p/82a28c8b6… 后续文章会陆续迁移或直接在掘金上撰写。

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