ReactNative原理与核心知识点
React Native特点
跨平台
使用js写出页面组件代码被React框架统一转成Virtual DOM树，Virtual DOM树是UI结构的一层抽象，可以被转换成任何支持端的UI视图。
ReactNative框架将Virtual DOM 转成原APP的UIView树。
热修复
ReactNative的产物bundle包，bundle包中包含的为RN业务所需要的所有资源，包括代码和资源。bundle的加载方式是APP启动时从后台下载，然后通过js虚拟机执行的。
所以可以将每次业务迭代修改后的代码上传到服务，进行用户无感知版本更新。
注意：
bundle中的业务代码不能修改APP现有的原生行为，不能调用私有API，不然禁止上架。
bundle包中的js是经过babel转义后的普通js,而非jsx语法糖。
JS与Native交互的基本原理
JS引擎
iOS侧使用的JavaScriptCore作为bundle产物的js执行引擎。
JS与Native交互的基本原理很简单，就是在JS的全局上下文添加成员变量。原生调用JS是JS在JS上下文中添加方法成员变量，然后原生调用。JS调用原生是原生往JS上下文中添加方法成员变量，然后JS调用。
JS调用原生
通过将block对象赋值给js全局上下文中的全局变量，js内部调用这个全局方法进行执行。
ctx[@"NativeMethod"] = ^(NSString *name) {
// do something
return someResult
}
原生调用JS
先创建一个JS上下文对象，在上下文中添加方法的全局变量。原生获取上下文的全局变量Value, 然后调用，执行这个JS方法。
// 创建一个ctx的JS上下文
JSContent *ctx = [[JSContent alloc] init];
// 创建一个变量name
[ctx evaluateScript:@"var name = 'jack'"];
// 创建一个方法
[ctx evaluateScript:@"var sayHi = function(name) { return 'hello ' + name }"];
// 通过ctx上下文对象，获取到hello方法
JSValue *sayHiUnction = ctx[@"sayHi"];
// 运行js方法
JSValue *greetings = [sayHiUnction callWithArguments:@[@"jack"]; // hello jack
ReactNative框架中原生与JS的调用基本思路也是这种，只不过考虑到大量的Native对象注册会污染js引擎中的上下文，增加了一层Bridge。
原生和JS之间的交互都是通过Bridge这个通道，通过里面的几个基础方法进行交互。原生与JS的交互是异步的。
另外，Facebook为了提升RN框架中JS的执行效率，专门推出了一个JS引擎 Hermes, 在关键指标上，相比于JSCore,V8提升了不少，比较易于RN框架集成。
ReactNative核心知识
RCTBridge: ReactNative中原生与JS交互的通道
RCTBridge用于给js引擎提供原生扩展接口。将原生功能如定位，3D等通过Bridge将其封装成JS接口，然后注入到js引擎的上下文中。
RN框架启动的简单流程为：首先将js代码加载到内存，然后创建RCTBridge实例，然后创建RCTRootContentView内容展示的容器视图，然后调用JS上下文中AppRegistry对象的runApplication方法，并将@[moduleName, appParameters]组件名，参数传递给JS。
// RCTRootView.m
- (void)javaScriptDidLoad:(NSNotification *)notification
{
RCTAssertMainQueue();
RCTBridge *bridge = notification.userInfo[@"bridge"];
if (bridge != _contentView.bridge) {
[self bundleFinishedLoading:bridge];
}
}
- (void)bundleFinishedLoading:(RCTBridge *)bridge
{
// 省略创建RCTRootContentView...
[self runApplication:bridge];
// 省略添加一个RCTRootContentView...
}
- (void)runApplication:(RCTBridge *)bridge
{
NSString *moduleName = _moduleName ?: @""; // 这里是@"NewProject"
NSDictionary *appParameters = @{
@"rootTag": _contentView.reactTag,
@"initialProps": _appProperties ?: @{},
};
[bridge enqueueJSCall:@"AppRegistry" method:@"runApplication" args:@[moduleName, appParameters]
completion:NULL];
}
原生调用JS
在JS上下文中，调用JS的方式是通过方法：global.batchedBridge.callFunctionReturnFlushedQueue
所以RN在原生侧的的JS引擎的封装对象中使用成员变量保存了这个JS的函数指针，原生调用JS时，通过传递参数 moduleid 和 methodid 完成方法的调用。
void JSIExecutor::bindBridge() {
std::call_once(bindFlag_, [this] {
SystraceSection s("JSIExecutor::bindBridge (once)");
Value batchedBridgeValue =
runtime_->global().getProperty(*runtime_, "__fbBatchedBridge");
if (batchedBridgeValue.isUndefined() || !batchedBridgeValue.isObject()) {
throw JSINativeException(
"Could not get BatchedBridge, make sure your bundle is packaged correctly");
}
Object batchedBridge = batchedBridgeValue.asObject(*runtime_);
callFunctionReturnFlushedQueue_ = batchedBridge.getPropertyAsFunction(
*runtime_, "callFunctionReturnFlushedQueue");
invokeCallbackAndReturnFlushedQueue_ = batchedBridge.getPropertyAsFunction(
*runtime_, "invokeCallbackAndReturnFlushedQueue");
flushedQueue_ =
batchedBridge.getPropertyAsFunction(*runtime_, "flushedQueue");
});
}
JS调用原生
JS调用原生通常是通过原生主动处理_eventQueue中的事件，特殊情况会直接调用原生注册给JS的nativeFlushQueueImmediate方法， 并传递moduleName 、methodName、callback 参数给这个方法完成调用。
void JSIExecutor::initializeRuntime() {
SystraceSection s("JSIExecutor::initializeRuntime");
runtime_->global().setProperty(
*runtime_,
"nativeModuleProxy",
Object::createFromHostObject(
*runtime_, std::make_shared<NativeModuleProxy>(nativeModules_)));
runtime_->global().setProperty(
*runtime_,
"nativeFlushQueueImmediate",
Function::createFromHostFunction(
*runtime_,
PropNameID::forAscii(*runtime_, "nativeFlushQueueImmediate"),
1,
[this](
jsi::Runtime &,
const jsi::Value &,
const jsi::Value *args,
size_t count) {
if (count != 1) {
throw std::invalid_argument(
"nativeFlushQueueImmediate arg count must be 1");
}
callNativeModules(args[0], false);
return Value::undefined();
}));
runtime_->global().setProperty(
*runtime_,
"nativeCallSyncHook",
Function::createFromHostFunction(
*runtime_,
PropNameID::forAscii(*runtime_, "nativeCallSyncHook"),
1,
[this](
jsi::Runtime &,
const jsi::Value &,
const jsi::Value *args,
size_t count) { return nativeCallSyncHook(args, count); }));
runtime_->global().setProperty(
*runtime_,
"globalEvalWithSourceUrl",
Function::createFromHostFunction(
*runtime_,
PropNameID::forAscii(*runtime_, "globalEvalWithSourceUrl"),
1,
[this](
jsi::Runtime &,
const jsi::Value &,
const jsi::Value *args,
size_t count) { return globalEvalWithSourceUrl(args, count); }));
if (runtimeInstaller_) {
runtimeInstaller_(*runtime_);
}
bool hasLogger(ReactMarker::logTaggedMarker);
if (hasLogger) {
ReactMarker::logMarker(ReactMarker::CREATE_REACT_CONTEXT_STOP);
}
}
Virtual DOM 虚拟DOM
虚拟DOM的特点
1.用于描述页面的UI结构：在作用上虚拟DOM和普通的DOM是一样的。
2.平台无关性：虚拟DOM表示的UI结构是对UI的一层抽象，它是平台无关的。具体的UI渲染是交个具体的平台渲染引擎进行的，如iOS，安卓自身的渲染引擎。
虚拟DOM对标签的定义
虚拟DOM把标签分为2类：原子型标签，组合型标签。
原子型标签是平台支持型的基础标签，如果RCTView, RCTText。对应浏览器页面中，原子型标签有h1,li,div等。
组合型标签是用户自定义的组件，它在虚拟DOM中对应的是自定义标签构造器函数，页面渲染时调用这个构造函数，创建一个实例，然后调用实例的render方法，组合型标签的render方法内会把组合标签进行拆解，最后拆解成基本的原子型标签。
var ele = {
...
type: type, // 元素的类型
key: key, // 元素key标示
ref: ref, // 元素的引用
props: props, // 元素的参数，包含children
...
}
// example 1
<div>hello</div>
// 会被描述为
{type: 'div',
props: {
children: ['hello']
}
}
// example 2
<CustomerComponents />
// 会被描述为
{
type: CustomerComponents
}
UI渲染
RN框架与浏览器的对比：在浏览器中，JS通过调用DOM API创建UI视图。在RN中，JS通过调用RCTUIManager来创建iOS，Android移动端的UI视图。
RN的UI渲染是基于虚拟DOM的，通过根据不同的平台调用不同平台的Bridge, Brideg再调用不同平台的的RCTUIManager进行UI的创建。
其他
三条线程
RN内部有三条线程在同时运行着：Shadow Thread, JS Thread, UI Thread。
JS Thread：JS线程，负责JS与原生的交互，它们的交互是异步的，每次调用都是将block放入队列中，等js代码执行完后，读取事件队列进行处理。
UI Thread：UI主线程，负责页面的交互与渲染， 由RCTUIManager使用。
Shadow Thread: 负责将flex布局转成Native的布局，由yago引擎使用。
三个队列
RN框架内，原生与JS的交换类型分两种：UI和事件，这2这种事件的处理都是异步的，它们都是将事件顺序放置到队列中，在合适的时机被调用。
事件的处理在RCTBridge中处理，UI的处理在RCTUIManager中处理。
JS调用原生异步事件队列：_eventQueue队列
原生调用JS异步事件队列：_pendingCalls队列
UI更新异步事件处理队列：_pendingUIBlocks队列
JSI
javascript interface js虚拟机通用接口层，是针对JS引擎封装的上层API框架，使用JSI做JS引擎调用的优点：
1.底部可以任意替换JS引擎而不影响上层JS引擎的使用。如：可以任意替换JavaScript Core, V8等。
2.通过JSI，JavaScript可以持有C++宿主对象的引用，所以可以直接调用原生方法(UIView, NativeModule),它与现在统一使用Bridge这个通道和消息异步调用比起来，提高了消息发送的及时性，避免了消息队列执行的等待。
React Native核心知识在框架中的使用
React Native核心功能在RN项目启动时会进行各自的初始化，生成bundle运行上下文。在类型上可以分为2类：
1.JS与原生的事件处理：创建RCTBridge桥接通道。
2.UI交互与更新的事件处理：创建RCTRootView容器视图。
APP启动，React Native运行环境初始化。
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
{
if (!self.bridge) {
self.bridge = [self createBridgeWithDelegate:self launchOptions:launchOptions];
}
NSDictionary *initProps = [self prepareInitialProps];
UIView *rootView = [self createRootViewWithBridge:self.bridge moduleName:self.moduleName initProps:initProps];
if (@available(iOS 13.0, *)) {
rootView.backgroundColor = [UIColor systemBackgroundColor];
} else {
rootView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
}
self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
UIViewController *rootViewController = [self createRootViewController];
rootViewController.view = rootView;
self.window.rootViewController = rootViewController;
[self.window makeKeyAndVisible];
return YES;
}
JS与原生的事件处理：创建RCTBridge桥接通道
RCTBridge的主要逻辑是在batchedBridge中，主要初始化流程为：
1.初始化Native Modules
2.创建Native Modules配置表
3.准备JS引擎工厂，创建JS引擎
4.将Modules配置信息注册到JS引擎中
5.加载boundle代码
6.执行boundle代码
- (void)setUp
{
RCT_PROFILE_BEGIN_EVENT(0, @"-[RCTBridge setUp]", nil);
//_performanceLogger日志工具初始化
//_bundleURL获取
//batchedBridge创建
self.batchedBridge = [[bridgeClass alloc] initWithParentBridge:self];
[self.batchedBridge start];
RCT_PROFILE_END_EVENT(RCTProfileTagAlways, @"");
}
batchedBridge是RCTCXXBridge,它的初始化方法如下：
- (instancetype)initWithParentBridge:(RCTBridge *)bridge
{
RCTAssertParam(bridge);
if ((self = [super initWithDelegate:bridge.delegate
bundleURL:bridge.bundleURL
moduleProvider:bridge.moduleProvider
launchOptions:bridge.launchOptions])) {
_parentBridge = bridge;
_performanceLogger = [bridge performanceLogger];
registerPerformanceLoggerHooks(_performanceLogger);
/**
* Set Initial State
*/
_valid = YES;
_loading = YES;
_moduleRegistryCreated = NO;
_pendingCalls = [NSMutableArray new];
_displayLink = [RCTDisplayLink new];
_moduleDataByName = [NSMutableDictionary new];
_moduleClassesByID = [NSMutableArray new];
_moduleDataByID = [NSMutableArray new];
_objCModuleRegistry = [RCTModuleRegistry new];
[_objCModuleRegistry setBridge:self];
_bundleManager = [RCTBundleManager new];
[_bundleManager setBridge:self];
_viewRegistry_DEPRECATED = [RCTViewRegistry new];
[_viewRegistry_DEPRECATED setBridge:self];
_callableJSModules = [RCTCallableJSModules new];
[_callableJSModules setBridge:self];
[RCTBridge setCurrentBridge:self];
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self
selector:@selector(handleMemoryWarning)
name:UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification
object:nil];
RCTLogSetBridgeModuleRegistry(_objCModuleRegistry);
RCTLogSetBridgeCallableJSModules(_callableJSModules);
}
return self;
}
- (void)start
{
RCT_PROFILE_BEGIN_EVENT(RCTProfileTagAlways, @"-[RCTCxxBridge start]", nil);
[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:RCTJavaScriptWillStartLoadingNotification
object:_parentBridge
userInfo:@{@"bridge" : self}];
//启动JS线程
_jsThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:[self class] selector:@selector(runRunLoop) object:nil];
_jsThread.name = RCTJSThreadName;
_jsThread.qualityOfService = NSOperationQualityOfServiceUserInteractive;
#if RCT_DEBUG
_jsThread.stackSize *= 2;
#endif
[_jsThread start];
dispatch_group_t prepareBridge = dispatch_group_create();
[_performanceLogger markStartForTag:RCTPLNativeModuleInit];
//1.初始化Native Modules
[self registerExtraModules];
//2.创建Native Modules配置表
// Initialize all native modules that cannot be loaded lazily
(void)[self _initializeModules:RCTGetModuleClasses() withDispatchGroup:prepareBridge lazilyDiscovered:NO];
[self registerExtraLazyModules];
[_performanceLogger markStopForTag:RCTPLNativeModuleInit];
// This doesnt really do anything. The real work happens in initializeBridge.
_reactInstance.reset(new Instance);
__weak RCTCxxBridge *weakSelf = self;
// 3.准备JS引擎工厂，创建JS引擎
std::shared_ptr<JSExecutorFactory> executorFactory;
if (!self.executorClass) {
if ([self.delegate conformsToProtocol:@protocol(RCTCxxBridgeDelegate)]) {
id<RCTCxxBridgeDelegate> cxxDelegate = (id<RCTCxxBridgeDelegate>)self.delegate;
executorFactory = [cxxDelegate jsExecutorFactoryForBridge:self];
}
// 4.将Modules配置信息注册到JS引擎中
if (!executorFactory) {
auto installBindings = RCTJSIExecutorRuntimeInstaller(nullptr);
#if RCT_USE_HERMES
executorFactory = std::make_shared<HermesExecutorFactory>(installBindings);
#else
executorFactory = std::make_shared<JSCExecutorFactory>(installBindings);
#endif
}
} else {
id<RCTJavaScriptExecutor> objcExecutor = [self moduleForClass:self.executorClass];
executorFactory.reset(new RCTObjcExecutorFactory(objcExecutor, ^(NSError *error) {
if (error) {
[weakSelf handleError:error];
}
}));
}
//_turboModuleRegistry是一个TurboModule注册表，TurboModule是JS在RN中的一种优化方式，将常用的JS代码编译成可执行代码，提高执行速度。
/**
* id<RCTCxxBridgeDelegate> jsExecutorFactory may create and assign an id<RCTTurboModuleRegistry> object to
* RCTCxxBridge If id<RCTTurboModuleRegistry> is assigned by this time, eagerly initialize all TurboModules
*/
if (_turboModuleRegistry && RCTTurboModuleEagerInitEnabled()) {
for (NSString *moduleName in [_turboModuleRegistry eagerInitModuleNames]) {
[_turboModuleRegistry moduleForName:[moduleName UTF8String]];
}
for (NSString *moduleName in [_turboModuleRegistry eagerInitMainQueueModuleNames]) {
if (RCTIsMainQueue()) {
[_turboModuleRegistry moduleForName:[moduleName UTF8String]];
} else {
id<RCTTurboModuleRegistry> turboModuleRegistry = _turboModuleRegistry;
dispatch_group_async(prepareBridge, dispatch_get_main_queue(), ^{
[turboModuleRegistry moduleForName:[moduleName UTF8String]];
});
}
}
}
// Dispatch the instance initialization as soon as the initial module metadata has
// been collected (see initModules)
dispatch_group_enter(prepareBridge);
[self ensureOnJavaScriptThread:^{
[weakSelf _initializeBridge:executorFactory];
dispatch_group_leave(prepareBridge);
}];
// 5.加载boundle代码
// Load the source asynchronously, then store it for later execution.
dispatch_group_enter(prepareBridge);
__block NSData *sourceCode;
[self
loadSource:^(NSError *error, RCTSource *source) {
if (error) {
[weakSelf handleError:error];
}
sourceCode = source.data;
dispatch_group_leave(prepareBridge);
}
onProgress:^(RCTLoadingProgress *progressData) { }];
// 模块和js代码加载完成后，执行js代码
// Wait for both the modules and source code to have finished loading
dispatch_group_notify(prepareBridge, dispatch_get_global_queue(QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE, 0), ^{
RCTCxxBridge *strongSelf = weakSelf;
if (sourceCode && strongSelf.loading) {
// 6.执行boundle代码
[strongSelf executeSourceCode:sourceCode sync:NO];
}
});
RCT_PROFILE_END_EVENT(RCTProfileTagAlways, @"");
}
初始化Native Modules与创建Native Modules配置表
把本地的RN模块都收集起来，包括RN框架自带的和用户自定义的，将模块信息保存到Bridge的变量中，用于与JS交换。
_moduleDataByName = [NSMutableDictionary new];
_moduleClassesByID = [NSMutableArray new];
_moduleDataByID = [NSMutableArray new];
JS发送消息到Native时，通过- (id)moduleForName:(const char *)moduleName;查询到模块详情，进行模块调用。
_objCModuleRegistry = [RCTModuleRegistry new];
[_objCModuleRegistry setBridge:self];
准备JS引擎工厂，创建JS引擎与将Modules配置信息注册到JS引擎中
RN将Native Modules信息收集完成后保存到成员变量中，这个成员变量是一个数组。使用moduleConfig保存模块的模块名，方法名。然后将这些数据注入到JS引擎中。
JS调用原生时，通过模块名，方法名，参数调用原生方法。在原生调用JS时，会将调用放入_pendingCalls队列中，进行异步执行。而JS调原生是将调用放入到_eventQueue队列中，进行异步执行。
JS可以通过方法nativeFlushQueueImmediate直接调用Native，但是一般JS不会这样做，而是等原生自己去_eventQueue队列中自己去取任务做处理。
// js thread only (which surprisingly can be the main thread, depends on used JS executor)
- (void)flushEventsQueue
{
[_eventQueueLock lock];
NSDictionary *events = _events;
_events = [NSMutableDictionary new];
NSMutableArray *eventQueue = _eventQueue;
_eventQueue = [NSMutableArray new];
_eventsDispatchScheduled = NO;
[_eventQueueLock unlock];
for (NSNumber *eventId in eventQueue) {
[self dispatchEvent:events[eventId]];
}
}
UI交互与更新的事件处理：创建RCTRootView容器视图
RCTRootView为RN页面的入口，在RCTRootView初始化过程中，会创建RCTRootContentView作为内容视图放置在RCTRootView的底部作为根视图。
RCTRootContentView的初始化方法中，在uiManager中将RCTRootContentView注册成根视图。
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame
bridge:(RCTBridge *)bridge
reactTag:(NSNumber *)reactTag
sizeFlexiblity:(RCTRootViewSizeFlexibility)sizeFlexibility
{
if ((self = [super initWithFrame:frame])) {
_bridge = bridge;
self.reactTag = reactTag;
_sizeFlexibility = sizeFlexibility;
_touchHandler = [[RCTTouchHandler alloc] initWithBridge:_bridge];
[_touchHandler attachToView:self];
[_bridge.uiManager registerRootView:self];
}
return self;
}
RCTUIManager是RN中UI的管理者，它负责处理所有与UI相关的事情,如：注入到JS中的创建View方法。
在createView方法中可以看到，RN对View的操作都是双份的，分别作用在RCTShadowView和UIView上。RCTShadowView和UIView的关系类似于虚拟DOM和DOM的关系。
RCTShadowView是一个虚拟DOM树，是一个结构体，用于描述视图的样式和事件，比较轻量级。
在RN中当调用setState更新组件状态时，就会生成一个新的虚拟DOM，然后RN将新的虚拟DOM与旧的虚拟DOM进行Diff对比，生成差异对象，然后遍历差异对象，将所有的改动更新到UI上。而更新到了Native是先更新到RCTShadowView上，等合适的时候再统一更新到UI上。
UI更新操作也是异步的，更新任务被放置在_pendingUIBlocks队列上，在UI变化时或Bridge批出来结束时刷新这个队列。
RCT_EXPORT_METHOD(createView
: (nonnull NSNumber *)reactTag viewName
: (NSString *)viewName rootTag
: (nonnull NSNumber *)rootTag props
: (NSDictionary *)props)
{
RCTComponentData *componentData = _componentDataByName[viewName];
if (componentData == nil) {
RCTLogError(@"No component found for view with name \"%@\"", viewName);
}
// Register shadow view
RCTShadowView *shadowView = [componentData createShadowViewWithTag:reactTag];
if (shadowView) {
[componentData setProps:props forShadowView:shadowView];
_shadowViewRegistry[reactTag] = shadowView;
RCTShadowView *rootView = _shadowViewRegistry[rootTag];
RCTAssert(
[rootView isKindOfClass:[RCTRootShadowView class]] || [rootView isKindOfClass:[RCTSurfaceRootShadowView class]],
@"Given `rootTag` (%@) does not correspond to a valid root shadow view instance.",
rootTag);
shadowView.rootView = (RCTRootShadowView *)rootView;
}
// Dispatch view creation directly to the main thread instead of adding to
// UIBlocks array. This way, it doesnt get deferred until after layout.
__block UIView *preliminaryCreatedView = nil;
void (^createViewBlock)(void) = ^{
// Do nothing on the second run.
if (preliminaryCreatedView) {
return;
}
preliminaryCreatedView = [componentData createViewWithTag:reactTag rootTag:rootTag];
if (preliminaryCreatedView) {
self->_viewRegistry[reactTag] = preliminaryCreatedView;
}
};
// We cannot guarantee that asynchronously scheduled block will be executed
// *before* a block is added to the regular mounting process (simply because
// mounting process can be managed externally while the main queue is
// locked).
// So, we positively dispatch it asynchronously and double check inside
// the regular mounting block.
RCTExecuteOnMainQueue(createViewBlock);
[self addUIBlock:^(__unused RCTUIManager *uiManager, __unused NSDictionary<NSNumber *, UIView *> *viewRegistry) {
createViewBlock();
if (preliminaryCreatedView) {
[componentData setProps:props forView:preliminaryCreatedView];
}
}];
[self _shadowView:shadowView didReceiveUpdatedProps:[props allKeys]];
}
参考文章
https://juejin.cn/post/6916452544956858382#heading-11
https://juejin.cn/post/6844904184542822408
https://juejin.cn/post/6844904184500715527