携手创作,共同成长!这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第31天, 点击查看活动详情
1.1.3 React Native、Weex
这里主要介绍一下 JavaScript开发 + 原生渲染 的跨平台框架原理。
React Native (简称 RN ) Facebook 于 2015 年 4 月诞生于Facebook ,也是 Facebook 早先开源的 Web 框架 React 在原生移动应用平台的衍生产物,目前支持 iOS 和 Android 两个平台。
由于 RN 和 React 原理相通,且 Flutter在应用层也是借鉴 React 的许多思想,原理大相径庭,
React 是一个响应式的 Web 框架,了解一下概念:DOM 树与响应式编程。
#1. DOM树与控件树
文档对象模型(Document Object Model,简称DOM),是 W3C 组织推荐的处理可扩展标志语言的标准编程接口,一种独立于平台和语言的方式访问和修改一个文档的内容和结构。
#2. 响应式编程
React 中提出一个重要思想:状态改变则UI随之自动改变。React 框架本身就是响应用户状态改变的事件而执行重新构建用户界面的工作,这就是典型的 响应式 编程范式,
- 开发者只需关注状态转移(数据),当状态发生变化,React 框架会自动根据新的状态重新构建UI。
- React 框架在接收到用户状态改变通知后,会根据当前渲染树,结合最新的状态改变,通过 Diff 算法,计算出树中变化的部分,然后只更新变化的部分(DOM操作),从而避免整棵树重构,提高性能。
这里要强调一下,第二步,状态变化后 React 框架并不会立即去计算并渲染 DOM 树的变化部分,相反,React会在 DOM 树的基础上建立一个抽象层,即虚拟DOM树,对数据和状态所做的任何改动,都会被自动且高效的同步到虚拟 DOM ,最后再批量同步到真实 DOM 中,而不是每次改变都去操作一下DOM。
为什么不能每次改变都直接去操作 DOM 树?这是因为在浏览器中每一次 DOM 操作都有可能引起浏览器的重绘或回流(重新排版布局,确定 DOM 节点的大小和位置):
- 如果 DOM 只是外观风格发生变化,如颜色变化,会导致浏览器重绘界面。
- 如果 DOM 树的结构发生变化,如尺寸、布局、节点隐藏等导致,浏览器就需要回流。
而浏览器的重绘和回流都是比较昂贵的操作,如果每一次改变都直接对 DOM 进行操作,这会带来性能问题,而批量操作只会触发一次 DOM 更新,会有更高的性能。
#4. Weex
Weex 在2016年诞生于阿里巴巴的跨平台移动端开发框架,思想及原理和 React Native 类似,底层都是通过原生渲染的,不同是应用层开发语法 (即 DSL,Domain Specific Language):Weex 支持 Vue 语法和 Rax 语法,Rax 的 DSL(Domain Specific Language) 语法是基于 React JSX 语法而创造,而 RN 的 DSL 是基于 React 的,不支持 Vue。
#5. 小结
JavaScript 开发 + 原生渲染 的方式主要优点如下:
- 采用 Web 开发技术栈,社区庞大、上手快、开发成本相对较低。
- 原生渲染,性能相比 H5 提高很多。
- 动态化较好,支持热更新。
不足:
- 渲染时需要 JavaScript 和原生之间通信,在有些场景如拖动可能会因为通信频繁导致卡顿。
- JavaScript 为脚本语言,执行时需要解释执行 (这种执行方式通常称为 JIT,即 Just In Time,指在执行时实时生成机器码),执行效率和编译类语言(编译类语言的执行方式为 AOT ,即 Ahead Of Time,指在代码执行前已经将源码进行了预处理,这种预处理通常情况下是将源码编译为机器码或某种中间码)仍有差距。
- 由于渲染依赖原生控件,不同平台的控件需要单独维护,并且当系统更新时,社区控件可能会滞后;除此之外,其控件系统也会受到原生UI系统限制,例如,在 Android 中,手势冲突消歧规则是固定的,这在使用不同人写的控件嵌套时,手势冲突问题将会变得非常棘手。这就会导致,如果需要自定义原生渲染组件时,开发和维护成本过高。
#1.1.4 Qt Mobile
#1. 自绘UI + 原生
我们看看最后一种跨平台技术:自绘UI + 原生。这种技术的思路是:通过在不同平台实现一个统一接口的渲染引擎来绘制UI,而不依赖系统原生控件,所以可以做到不同平台UI的一致性。
注意,自绘引擎解决的是 UI 的跨平台问题,如果涉及其他系统能力调用,依然要涉及原生开发。这种平台技术的优点如下:
- 性能高;由于自绘引擎是直接调用系统API来绘制UI,所以性能和原生控件接近。
- 灵活、组件库易维护、UI外观保真度和一致性高;由于UI渲染不依赖原生控件,也就不需要根据不同平台的控件单独维护一套组件库,所以代码容易维护。由于组件库是同一套代码、同一个渲染引擎,所以在不同平台,组件显示外观可以做到高保真和高一致性;另外,由于不依赖原生控件,也就不会受原生布局系统的限制,这样布局系统会非常灵活。
不足:
- 动态性不足;为了保证UI绘制性能,自绘UI系统一般都会采用 AOT 模式编译其发布包,所以应用发布后,不能像 Hybrid 和 RN 那些使用 JavaScript(JIT)作为开发语言的框架那样动态下发代码。
- 应用开发效率低:Qt 使用 C++ 作为其开发语言,而编程效率是直接会影响 App 开发效率的,C++ 作为一门静态语言,在 UI 开发方面灵活性不及 JavaScript 这样的动态语言,另外,C++需要开发者手动去管理内存分配,没有 JavaScript 及Java中垃圾回收(GC)的机制。
也许你已经猜到 Flutter 就属于这一类跨平台技术,没错,Flutter 正是实现一套自绘引擎,并拥有一套自己的 UI 布局系统,且同时在开发效率上有了很大突破。不过,自绘制引擎的思路并不是什么新概念,Flutter并不是第一个尝试这么做的,在它之前有一个典型的代表,即大名鼎鼎的Qt。
#2. Qt 简介
Qt 是一个1991年由 Qt Company 开发的跨平台 C++ 图形用户界面应用程序开发框架。2008年,Qt Company 科技被诺基亚公司收购,Qt 也因此成为诺基亚旗下的编程语言工具。2012年,Qt 被 Digia 收购。2014年4月,跨平台集成开发环境 Qt Creator 3.1.0 正式发布,实现了对于 iOS 的完全支持,新增 WinRT、Beautifier 等插件,废弃了无 Python 接口的 GDB 调试支持,集成了基于 Clang 的 C/C++ 代码模块,并对 Android 支持做出了调整,至此实现了全面支持 iOS、Android、WP,它提供给应用程序开发者构建图形用户界面所需的所有功能。
但是,Qt 虽然在 PC 端获得了巨大成功,备受社区追捧,然而其在移动端却表现不佳,在近几年,虽然偶尔能听到 Qt 的声音,但一直很弱,无论 Qt 本身技术如何、设计思想如何,但事实上终究是败了,究其原因,笔者认为主要有四:
第一:Qt 移动开发社区太小,学习资料不足,生态不好。
第二:官方推广不利,支持不够。
第三:移动端发力较晚,市场已被其他动态化框架占领( Hybrid 和 RN )。
第四:在移动开发中,C++ 开发和Web开发栈相比有着先天的劣势,直接结果就是 Qt 开发效率太低。
基于此四点,尽管 Qt 是移动端开发跨平台自绘引擎的先驱,但却成为了烈士。
#1.1.5 Flutter出世
“千呼万唤始出来”,铺垫这么久,现在终于等到本书的主角出场了!
Flutter 是 Google 发布的一个用于创建跨平台、高性能移动应用的框架。Flutter 和 Qt mobile 一样,都没有使用原生控件,相反都实现了一个自绘引擎,使用自身的布局、绘制系统。那么,我们会担心,Qt mobile 面对的问题Flutter是否也一样,Flutter会不会步入Qt mobile后尘,成为另一个烈士?要回到这个问题,我们先来看看Flutter诞生过程:从 2017 年 Google I/O 大会上,Google 首次发布 Flutter 到 2021年8月底,已经有 127K 的 Star,Star 数量 Github 上排名前 20 。经历了4年多的时间,Flutter 生态系统得以快速增长,国内外有非常多基于 Flutter 的成功案例,国内的互联网公司基本都有专门的 Flutter 团队。总之,历时 4 年,Flutter 发展飞快,已在业界得到了广泛的关注和认可,在开发者中受到了热烈的欢迎,成为了移动跨端开发中最受欢迎的框架之一。
现在,我们来和 Qt mobile做一个对比:
- 生态:Flutter 生态系统发展迅速,社区非常活跃,无论是开发者数量还是第三方组件都已经非常可观。
- 技术支持:现在 Google 正在大力推广Flutter,Flutter 的作者中很多人都是来自Chromium团队,并且 Github上活跃度很高。另一个角度,从 Flutter 诞生到现在,频繁的版本发布也可以看出 Google 对 Flutter的投入的资源不小,所以在官方技术支持这方面,大可不必担心。
- 开发效率:一套代码,多端运行;并且在开发过程中 Flutter 的热重载可帮助开发者快速地进行测试、构建UI、添加功能并更快地修复错误。在 iOS 和 Android 模拟器或真机上可以实现毫秒级热重载,并且不会丢失状态。这真的很棒,相信我,如果你是一名原生开发者,体验了Flutter开发流后,很可能就不想重新回去做原生了,毕竟很少有人不吐槽原生开发的编译速度。
基于以上三点,相信读者和笔者一样,已经迫不及待的想要去了解一下 Flutter 了。到现在为止,我们已经对移动端开发技术有了一个全面的了解,接下来我们便要进入本书的主题,你准备好了吗!