Android中JSBridge的原理与实现

首先我们来了解一下什么是JSBridge和为什么要使用JSBridge?

在开发中,为了追求开发的效率以及移植的便利性,一些展示性强的页面我们会偏向于使用h5来完成,功能性强的页面我们会偏向于使用native来完成,而一旦使用了h5,为了在h5中尽可能的得到native的体验,我们native层需要暴露一些方法给js调用,比如,弹Toast提醒,弹Dialog,分享等等,有时候甚至把h5的网络请求放到native去完成。

JSBridge做得好的一个典型就是微信,微信给开发者提供了JSSDK,该SDK中暴露了很多微信native层的方法,比如支付,定位等。

本文将对js和Native的通信原理和实现方法的一些探讨。

实现JSBridge关键点的原理剖析

Android中的JSBridge是H5与Native通信的桥梁,其作用是实现H5与Native间的双向通信。要实现H5与Native的双向通信,解决如下四个问题即可:

1、Java如何调用JavaScript

2、JavaScript如何调用Java

3、方法参数以及回调如何处理

4、通信协议的制定

下面从以上问题依次开始讨论

Java如何调用JavaScript

在WebView中,如果java要调用js的方法,是非常容易做到的,使用WebView.loadUrl(“javascript:function()”)即可,这样,就做到了JSBridge的native层调用h5层的单向通信

WebView.loadUrl("javascript:function()");
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JavaScript如何调用Java

js调用Android的方法有以下四种:

1、WebView 的 andJavascriptInterface

2、WebViewClient.shouldOverrideUrlLoading()

3、WebChromeClient.onConsoleMessage()

4、WebChromeClient.onJsPrompt()、onJsAlert()、onJsConfirm()

我们先对此四种方案进行一个详细的描述,最后选择一个方案即可。本文章中采用了第四种方案。

JavascriptInterface

JavascriptInterface是Android官方提供的js和Native通信方案。其实现如下:

1、实现一个java类,供js调用

public class MyJavascriptInterface {
    @JavascriptInterface
    public void showToast(String toast) {             
       Toast.makeText(MainActivity.this, toast, Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}
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2、在webView中注册这个类

webView.addJavascriptInterface(new MyJavascriptInterface(), "javascriptInterface");
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3、在js中直接调用这个接口:

function showToast(text){
    window.javascriptInterface.showToast(text);
}
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4、总结

大多数人都知道WebView存在一个漏洞,见WebView中接口隐患与手机挂马利用,虽然该漏洞已经在Android 4.2上修复了(即使用@JavascriptInterface代替addJavascriptInterface),但是由于兼容性和安全性问题,基本上我们不会再利用Android系统为我们提供的addJavascriptInterface方法或者@JavascriptInterface注解来实现,所以我们只能另辟蹊径,去寻找既安全,又能实现兼容Android各个版本的方案。

WebViewClient.shouldOverrideUrlLoading()

这个方法是拦截所有webView的跳转,页面可以构造一个特殊格式的Url跳转,shouldOverrideUrlLoading拦截Url后判断其格式,然后Native就能执行自身的逻辑了。

public class CustomWebViewClient extends WebViewClient {
    @Override
    public boolean shouldOverrideUrlLoading(WebView view, String url) {
      if (isJsBridgeUrl(url)) {
        // JSbridge的处理逻辑
        return true;
      }
      return super.shouldOverrideUrlLoading(view, url);
    }
}
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WebChromeClient.onConsoleMessage()

在js中执行console.log(), 会进入Android的WebChromeClient.consoleMessage()回调。

public class CustomWebChromeClient extends WebChromeClient {
  @Override
  public boolean onConsoleMessage(ConsoleMessage consoleMessage) {
    super.onConsoleMessage(consoleMessage);
    String msg = consoleMessage.message();//Javascript输入的Log内容
  }
}
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WebChromeClient.onJsPrompt()

1、在WebView有一个方法,叫setWebChromeClient,可以设置WebChromeClient对象,而这个对象中有三个方法,分别是onJsAlert,onJsConfirm,onJsPrompt,当js调用window对象的对应的方法,即window.alert,window.confirm,window.prompt,WebChromeClient对象中的三个方法对应的就会被触发,那这三个方法到底要使用哪个呢?

2、这三个方法的区别,可以详见w3c JavaScript 消息框 。

3、一般来说,我们是不会使用onJsAlert的,为什么呢?因为js中alert使用的频率还是非常高的,一旦我们占用了这个通道,alert的正常使用就会受到影响,而confirm和prompt的使用频率相对alert来说,则更低一点。

4、那么到底是选择confirm还是prompt呢,其实confirm的使用频率也是不低的,比如你点一个链接下载一个文件,这时候如果需要弹出一个提示进行确认,点击确认就会下载,点取消便不会下载,类似这种场景还是很多的,因此不能占用confirm。

5、而prompt则不一样,在Android中,几乎不会使用到这个方法,就是用,也会进行自定义,所以我们完全可以使用这个方法。该方法就是弹出一个输入框,然后让你输入,输入完成后返回输入框中的内容。因此,占用prompt是再完美不过了。

public class CustomWebChromeClient extends WebChromeClient {
  @Override
  public boolean onJsPrompt() {
    super.onJsPrompt();
    ...
  }
}
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myWebView.setWebChromClient(new CustomWebChromeClient());

方法参数以及回调处理

1、任何IPC通信都涉及到参数序列化的问题,同理,Java与JavaScript之间只能传递基础类型(包括基本类型和字符串),不包括其他对象或者函数。所以可以采用json格式来传递数据。

2、为了实现异步返回结果,所以JavaScript与Java相互调用不能直接获取返回值,只能通过回调的方式来获取返回结果。

通信协议的制定

要进行正常的通信,通信协议的制定是必不可少的。我们回想一下熟悉的http请求url的组成部分。形如http://host:port/path?param=value, 我们参考http,制定JSBridge的组成部分

jsbridge://className:callbackAddress/methodName?jsonObj

// className: 表示java的类名
// callbackAddress: js回调的标识
// methodName: java中的方法名
// jsonObj: 接口数据
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具体实践

调用流程:

1、在js中,可以采用如下方法调用java方法

var JSBridge = {
  call: function(className, method, params, callback) {
    var uri = 'jsbridge://' + className + ':' + callback + '/' + method + '?' + params;
    window.prompt(uri, "");
  }
}

// 下面会调用java中的 bridge.showToast方法
JSBridge.call('bridge', 'showToast', {'msg':'Hello JSBridge'}, function(res) {
          alert(JSON.stringify(res))
      });
      
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2、在java中, 可以如下实现:

// 进入prompt回调
  public class JSBridgeWebChromeClient extends WebChromeClient {      
    @Override
    public boolean onJsPrompt(WebView view, String url, String message, String defaultValue, JsPromptResult result) {            
      result.confirm(JSBridge.callJava(view, message));
      return true;
    }
  }

  // 调用java逻辑
  public class JSBridge {
    ...
    public static String callJava(WebView webView, String uriString) {
        String methodName = "";
        String className = "";
        String param = "{}";
        String port = "";
        if (!TextUtils.isEmpty(uriString) && uriString.startsWith("JSBridge")) {
            Uri uri = Uri.parse(uriString);
            className = uri.getHost();
            param = uri.getQuery();
            port = uri.getPort() + "";
            String path = uri.getPath();
            if (!TextUtils.isEmpty(path)) {
                methodName = path.replace("/", "");
            }
        }

        // 基于上面的className、methodName和port path调用对应类的方法
        if (exposedMethods.containsKey(className)) {
            HashMap methodHashMap = exposedMethods.get(className);

            if (methodHashMap != null && methodHashMap.size() != 0 && methodHashMap.containsKey(methodName)) {
                Method method = methodHashMap.get(methodName);
                if (method != null) {
                    try {
                        method.invoke(null, webView, new JSONObject(param), new Callback(webView, port));
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
        return null;
    }
}

  // 直接进入showToast函数的实现
  public static void showToast(WebView webView, JSONObject param, final Callback callback) {
    String message = param.optString("msg");
    Toast.makeText(webView.getContext(), message, Toast.LENGTH_SHORT).show();
    if (null != callback) {
        try {
            JSONObject object = new JSONObject();
            object.put("key", "value");
            object.put("key1", "value1");
            callback.apply(getJSONObject(0, "ok", object));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
     }
  }

  // 上述程序的callback.apply方法实现如下: 即通过webView.loadUrl实现java调用js的方法
  public class Callback {
    private static Handler mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
    private static final String CALLBACK_JS_FORMAT = "javascript:JSBridge.onFinish('%s', %s);";
    private String mPort;
    private WeakReference mWebViewRef;

    public Callback(WebView view, String port) {
        mWebViewRef = new WeakReference<>(view);
        mPort = port;
    }

    public void apply(JSONObject jsonObject) {
        final String execJs = String.format(CALLBACK_JS_FORMAT, mPort, String.valueOf(jsonObject));
        if (mWebViewRef != null && mWebViewRef.get() != null) {
            mHandler.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    mWebViewRef.get().loadUrl(execJs);
                }
            });

        }

    }
}
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安全性及其它

JSBridge类管理暴露给前端方法,前端调用的方法应该在此类中注册才可使用。register的实现是从Map中查找key是否存在,不存在则反射取得对应class中的所有方法,具体方法是在BridgeImpl中定义的,方法包括三个参数分别为WebView、JSONObject、CallBack。如果满足条件,则将所有满足条件的方法put到map中。

private static Map> exposedMethods = new HashMap<>();
public static void register(String exposedName, Class clazz) {
        if (!exposedMethods.containsKey(exposedName)) {
            try {
                exposedMethods.put(exposedName, getAllMethod(clazz));
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
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JSBridge类中的callJava方法就是将js传递过来的URL解析,根据将要调用的类名从刚刚建立的Map中找出,根据方法名调用具体的方法,并将解析出的三个参数传递进去。

public static String callJava(WebView webView, String uriString) {
        String methodName = "";
        String className = "";
        String param = "{}";
        String port = "";
        if (!TextUtils.isEmpty(uriString) && uriString.startsWith("JSBridge")) {
            Uri uri = Uri.parse(uriString);
            className = uri.getHost();
            param = uri.getQuery();
            port = uri.getPort() + "";
            String path = uri.getPath();
            if (!TextUtils.isEmpty(path)) {
                methodName = path.replace("/", "");
            }
        }


        if (exposedMethods.containsKey(className)) {
            HashMap methodHashMap = exposedMethods.get(className);

            if (methodHashMap != null && methodHashMap.size() != 0 && methodHashMap.containsKey(methodName)) {
                Method method = methodHashMap.get(methodName);
                if (method != null) {
                    try {
                        method.invoke(null, webView, new JSONObject(param), new Callback(webView, port));
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
        return null;
    }

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CallBack类是用来回调js中回调方法的Java对应类。Java层处理好的返回结果是通过CallBack类来实现的。在这个回调类中传递的参数是JSONObject(返回结果)、WebView和port,port应与js传递过来的port相对应。

private static Handler mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
    private static final String CALLBACK_JS_FORMAT = "javascript:JSBridge.onFinish('%s', %s);";
    private String mPort;
    private WeakReference mWebViewRef;

    public Callback(WebView view, String port) {
        mWebViewRef = new WeakReference<>(view);
        mPort = port;
    }
    public void apply(JSONObject jsonObject) {
        final String execJs = String.format(CALLBACK_JS_FORMAT, mPort, String.valueOf(jsonObject));
        if (mWebViewRef != null && mWebViewRef.get() != null) {
            mHandler.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    mWebViewRef.get().loadUrl(execJs);
                }
            });
        }
    }
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在java层的JSBridge中注册方法,例如

JSBridge.register("bridge", BridgeImpl.class);
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转载于:https://juejin.im/post/5cde6b9fe51d4510712135c0

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