(2018-06-28, 更新) 这是一个深坑, 慎入!
本来是计划花半年时间写一本深入讲解react native技术细节的书的,内容(见下面TOC)和年度计划都拟好了,结果人算不如天算,计划拟好以后精力就转移到公司的情报挖掘(机器学习)项目上去了,移动端的代码已经接近两年没有怎么参与贡献了。
鉴于对这个感兴趣的同学好像还挺多的,我会间断性的继续补充内容,时间无保障。
本文末尾有非常多的参考链接,都是非常宝贵的资源,建议大家点开看看。
有兴趣在线沟通的同学可以联系我,加我微信:evil_eve_live
, 请注明深入理解react-native
.
下面是我原计划要大写特写的内容,先诚招壮士一起做这个伟大的事业!欢迎加微信:evil_eve_live
名词/缩写 | 解释 |
---|---|
React Native | Facebook出的跨平台应用构建框架 |
ReactJS | Facebook出的Web UI JS框架,具有革新性的编程模式 |
React | 若无特殊说明,React就是ReactJS |
NodeJS | 基于JavaScript V8 Engine 的一个javascript runtime |
RN | React Native的缩写 |
N2J | Native to JavaScript call |
J2N | JavaScript to Native call |
JavaScript | 我们常说的JavaScript脚本语言 |
JS | JavaScript |
JS Engine | JavaScript脚本解释执行引擎 |
JavaScriptCore | iOS/Android 平台上默认的JS Engine, 来源于Webkit, 无特殊说明情况下面,本文所有解释都会默认基于JavaScriptCore |
JSC | JavaScriptCore |
JSX | JavaScript的一个语言扩展,在JSX里面你可以用标记语言来描述React组件。不用JSX也可以写ReactJS,但是有JSX会高效很多 |
Bridge | React Native里面实现JS和原生代码互相调用的模块,该词指向两个概念,一个是RCTBridge,找个用来管理Bridge的组件,第二个是所有自定义的用于RN的原生功能。所有原生功能想要在JS里面使用都需要有定制的bridge来支持,所以我们把这个定制的模块(包括native和js端)也称之为bridge |
React Native是Facebook出品的一个革新性的跨平台UI框架,跨平台不是它最大的亮点,它背后的[React]才应该是它的神奇说在,也是它革新所在。我在另外一篇博客React Native系列(3) - props和state中有详细的分析。如果非要用一两句来总结它的伟大,那就是给把web开发中的无状态开发模式通过React实现了。 那些数不清的状态才是桌面应用和手机应用复杂的源头。
本文目的是通过源码分析,详细解释React Native框架的内部结构及运行原理。文章会比较长,组织上会尽可能由浅入深来讲。适合的读者对象是对React Native开发有一定基础的开发者。
分析的代码是基于0.50.3, 基于iOS平台的实现,包括原生的代码,js框架和打包器。从代码打包,react native初始化,js加载到运行以及错误处理。安卓平台的Java代码解读不在本文覆盖范围。
ReactJS是一个非常具有革新性的web UI框架,非常简单易用。它的virtual dom和data driven编程模式对现有的UI编程模式是一种颠覆, 极大简化了UI应用复杂状态的管理,非常值得大家去试一下。ReactJS配上Redux, 你会发现做复杂多状态的应用居然可以如此简单! React Native强大的原因就在于它是基于ReactJS的。相信读这篇文章的人大部分以对ReactJS有一定的了解,这里就不多说。
讲React Native之前,了解JavaScriptCore会有帮助,也是必要的。React Native的核心驱动力就来自于JS Engine. 你写的所有JS和JSX代码都会被JS Engine来执行, 没有JS Engine的参与,你是无法享受ReactJS给原生应用开发带来的便利的。在iOS上,默认的就是JavaScriptCore, iOS 7之后的设备都支持. iOS 不允许用自己的JS Engine. JavaScriptCore来自于WebKit, 所以,安卓上默认也是用JavaScriptCore.
所以,你深入了解React Native的第一站应该是 JavaScriptCore.
nshipster.cn有一篇文章 对JavaScriptCore的使用有一些简单的使用说明。读完这篇文章你会发现,JavaScriptCore使用起来是非常简单的,这得益于JavaScript的简洁设计。所以,本文不会花精力讲解JavaScriptCore。
相信有JavaScript和OC基础的同学只需要花大概30秒就可以把上面的这篇文章读完。
恭喜你! 当你读完上面的那篇文章以后,你已经掌握了自己创造React Native框架的核心技术!一点也不夸张,JavaScriptCore在iOS平台上给React Native提供的接口也仅限于那几个接口,你弄明白了JavaScriptCore那几个接口, React Native 剩下的魔法秘密都可以顺藤摸瓜来分析了。
本文接下来要讲解的就是Facebook围绕这几个接口以及用一个React来颠覆整个native开发所做的精妙设计和封装。你如果想自己做一个基于JS Engine做一个类似React Native的框架出来,建议研究JSPatch, 另外,还有一个外国朋友写了一个博客讲解用Edge JS引擎自己动手写一个bridge. React Native的封装非常庞大,涉及了很多的话题,直接与JS Engine相关的不多。
浏览器通过Dom Render来渲染所有的元素. 浏览器有一整套的UI控件,样式和功能都是按照html标准实现的。 浏览器能读懂html和css。 html告诉浏览器绘制什么控件(html tag),css告诉浏览器每个类型的控件(html tag)具体长什么样。 浏览器的主要作用就是通过解析html来形成dom树,然后通过css来点缀和装饰树上的每一个节点。 UI的描述和呈现分离开了。
在react native 里面,1和2是不变的,也是用html语言描述页面有哪些功能,然后stylesheet告诉浏览器引擎每个控件应该长什么样。并且和浏览器用的是同一个引擎。
在步骤3里面UI控件不再是浏览器内置的控件,而是react native自己实现的一套UI控件(两套,android一套,ios一套),这个切换是在MessageQueque中进行的,并且还可以发现,他们tag也是不一样的。
Javascript在react native里面非常重要,
先上一副React Native 架构图,这是我在内部培训的时候画的一副图。
React Native最重要的三个概念应该就是React Native、React和JavascriptCore.
理解这三者的关系以后大家就可以自己去深入研究React Native了。
React是一个纯JS库,所有的React代码和所有其它的js代码都需要JS Engine来解释执行。因为种种原因,浏览器里面的JS代码是不允许调用自定义的原生代码的,而React又是为浏览器JS开发的一套库,所以,比较容易理解的事实是React是一个纯JS库,它封装了一套Virtual Dom的概念,实现了数据驱动编程的模式,为复杂的Web UI实现了一种无状态管理的机制, 标准的HTML/CSS之外的事情,它无能为力。调用原生控件,驱动声卡显卡,读写磁盘文件,自定义网络库等等,这是JS/React无能为力的。
你可以简单理解为React是一个纯JS 函数, 它接受特定格式的字符串数据,输出计算好的字符串数据。
JS Engine负责调用并解析运行这个函数。
React Native呢? 它比较复杂。复杂在哪里?前面我们说了React 是纯JS库,意味着React只能运行JS代码,通过JS Engine提供的接口(Html Tag)绘制html支持的那些元素,驱动有限的声卡显卡。简单点说, React只能做浏览器允许它做的事情, 不能调用原生接口, 很多的事情也只能干瞪眼。
React Native它可不一样。
第一点,驱动关系不一样。前面我们说的是, JS Engine来解析执行React脚本, 所以,React由浏览器(最终还是JS Engine)来驱动. 到了React Native这里,RN的原生代码(Timer和用户事件)驱动JS Engine, 然后JS Engine解析执行React或者相关的JS代码,然后把计算好的结果返回给Native code. 然后, Native code 根据JS计算出来的结果驱动设备上所有能驱动的硬件。重点,所有的硬件。也就是说,在RN这里,JS代码已经摆脱JS Engine(浏览器)的限制,可以调用所有原生接口啦!
第二点, 它利用React的Virtual Dom和数据驱动编程概念,简化了我们原生应用的开发, 同时,它不由浏览器去绘制,只计算出绘制指令,最终的绘制还是由原生控件去负责,保证了原生的用户体验。
React组件结构(图文)
React Native组件结构(图文)
驱动硬件的能力决定能一个软件能做多大的事情,有多大的主控性。研究过操作系统底层东西或者汇编的同学明白,我们大部分时候写的代码是受限的代码,很多特权指令我们是没法使用的,很多设备我们是不允许直接驱动的。我们现在的编程里面几乎已经没有人提中断了,没有中断,硬件的操作几乎会成为一场灾难.
在一定程度上,React Native和NodeJS有异曲同工之妙。它们都是通过扩展JavaScript Engine, 使它具备强大的本地资源和原生接口调用能力,然后结合JavaScript丰富的库和社区和及其稳定的跨平台能力,把javascript的魔力在浏览器之外的地方充分发挥出来。
JavaScriptCore + ReactJS + Bridges 就成了React Native。
#深入 Bridge 前面有提到, RN厉害在于它能打通JS和Native Code, 让JS能够调用丰富的原生接口,充分发挥硬件的能力, 实现非常复杂的效果,同时能保证效率和跨平台性。
打通RN任督二脉的关键组件就是Bridge. 在RN中如果没有Bridge, JS还是那个JS,只能调用JS Engine提供的有限接口,绘制标准html提供的那些效果,那些摄像头,指纹,3D加速,声卡, 视频播放定制等等,JS都只能流流口水,原生的、平台相关的、设备相关的效果做不了, 除非对浏览器进行定制。
Bridge的作用就是给RN内嵌的JS Engine提供原生接口的扩展供JS调用。所有的本地存储、图片资源访问、图形图像绘制、3D加速、网络访问、震动效果、NFC、原生控件绘制、地图、定位、通知等都是通过Bridge封装成JS接口以后注入JS Engine供JS调用。理论上,任何原生代码能实现的效果都可以通过Bridge封装成JS可以调用的组件和方法, 以JS模块的形式提供给RN使用。
每一个支持RN的原生功能必须同时有一个原生模块和一个JS模块,JS模块是原生模块的封装,方便Javascript调用其接口。Bridge会负责管理原生模块和对应JS模块之间的沟通, 通过Bridge, JS代码能够驱动所有原生接口,实现各种原生酷炫的效果。
RN中JS和Native分隔非常清晰,JS不会直接引用Native层的对象实例,Native也不会直接引用JS层的对象实例(所有Native和JS互掉都是通过Bridge层会几个最基础的方法衔接的)。
Bridge 原生代码负责管理原生模块并生成对应的JS模块信息供JS代码调用。每个功能JS层的封装主要是针对ReactJS做适配,让原生模块的功能能够更加容易被用ReactJS调用。MessageQueue.js是Bridge在JS层的代理,所有JS2N和N2JS的调用都会经过MessageQueue.js来转发。JS和Native之间不存在任何指针传递,所有参数都是字符串传递。所有的instance都会被在JS和Native两边分别编号,然后做一个映射,然后那个数字/字符串编号会做为一个查找依据来定位跨界对象。
本节介绍以下模块
RCTRootView是React Native加载的地方,是万物之源。从这里开始,我们有了JS Engine, JS代码被加载进来,对应的原生模块也被加载进来,然后js loop开始运行。 js loop的驱动来源是Timer和Event Loop(用户事件). js loop跑起来以后应用就可以持续不停地跑下去了。
如果你要通过调试来理解RN底层原理,你也应该是从RCTRootView着手,顺藤摸瓜。
每个项目的AppDelegate.m
的- (BOOL)application:didFinishLaunchingWithOptions:
里面都可以看到RCTRootView的初始化代码,RCTRootView初始化完成以后,整个React Native运行环境就已经初始化好了,JS代码也加载完毕,所有React的绘制都会有这个RCTRootView来管理。
RCTRootView做的事情如下:
AppRegistry.runApplication
正式启动RN JS代码,从Root Component()开始UI绘制。一个App可以有多个RCTRootView, 初始化的时候需要手动传输Bridge
做为参数,全局可以有多个RCTRootView, 但是只能有一个Bridge
.
如果你做过React Native和原生代码混编,你会发现混编就是把AppDelegate
里面那段初始化RCTRootView
的代码移动到需要混编的地方,然后把RCTRootView
做为一个普通的subview来加载到原生的view里面去,非常简单。不过这地方也要注意处理好单Bridge
实例的问题,同时,混编里面要注意RCTRootView
如果销毁过早可能会引发JS回调奔溃的问题。
RCTRootContentView reactTag在默认情况下为1. 在Xcode view Hierarchy debugger 下可以看到,最顶层为RCTRootView, 里面嵌套的是RCTRootContentView
, 从RCTRootContentView开始,每个View都有一个reactTag.
RCTRootView继承自UIView, RCTRootView主要负责初始化JS Environment和React代码,然后管理整个运行环境的生命周期。 RCTRootContentView继承自RCTView, RCTView继承自UIView, RCTView封装了React Component Node更新和渲染的逻辑, RCTRootContentView会管理所有react ui components. RCTRootContentView同时负责处理所有touch事件.
这是一个加载和初始化专用类,用于前期JS的初始化和原生代码的加载。
RCTBridgeModule
protocol的类, 供JS后期使用.如果RCTBridge是总裁, 那么RCTBatchedBridge就是副总裁。前者负责发号施令,后者负责实施落地。
这是实现远程代码加载的核心。热更新,开发环境代码加载,静态jsbundle加载都离不开这个工具。
封装了基础的JS和原生代码互掉和管理逻辑,是JS引擎切换的基础。通过不同的RCTCOntextExecutor来适配不同的JS Engine,让我们的React JS可以在iOS、Android、chrome甚至是自定义的js engine里面执行。这也是为何我们能在chrome里面直接调试js代码的原因。
加载和管理所有和JS有交互的原生代码。把需要和JS交互的代码按照一定的规则自动封装成JS模块。
这是核心中的核心。整个react native对浏览器内核是未做任何定制的,完全依赖浏览器内核的标准接口在运作。它怎么实现UI的完全定制的呢?它实际上未使用浏览器内核的任何UI绘制功能,注意是未使用UI绘制功能。它利用javascript引擎强大的DOM操作管理能力来管理所有UI节点,每次刷新前把所有节点信息更新完毕以后再给yoga做排版,然后再调用原生组件来绘制。javascript是整个系统的核心语言。
我们可以把浏览器看成一个盒子,javascript引擎是盒子里面的总管,DOM是javascript引擎内置的,javascript和javascript引擎也是无缝链接的。react native是怎么跳出这个盒子去调用外部原生组件来绘制UI的呢?秘密就在MessageQueue。
javascript引擎对原生代码的调用都是通过一套固定的接口来实现,这套接口的主要作用就是记录原生接口的地址和对应的javascript的函数名称,然后在javascript调用该函数的时候把调用转发给原生接口
React Native有三个重要的线程:
可以看到Shadow queue是queue
而不是thread
, 在iOS里面queue
是thread
之上的一层抽象,GCD里面的一个概念,创建queue
的时候可以指定是并行的还是串行的。也就是说,一个queue
可能对应多个thread
。
As mentioned above, every module will have it’s own GCD Queue by default, unless it specifies the queue it wants to run on, by implementing the -methodQueue method or synthesizing the methodQueue property with a valid queue.
待更新
待更新
__rct_export__
打头.RCTResponseSenderBlock
, RCTPromiseResolveBlock
和RCTPromiseRejectBlock
, constantsToExport
, sendEventWithName
, suppportEvents