React Native For Android 架构初探

Posted 2020-09-17

Facebook 在2015.9.15发布了 React Native for android，把javascript 开发技术扩展到了Android平台。React Native 让开发者使用 JavaScript 和 React 编写应用，利用相同的核心代码就可以创建 基于Web，ios 和 Android 平台的原生应用。本文将浅析Android React的架构及相关基础知识。
环境搭建及调试相关知识参考官网文档即可，本文不再赘述。

一.React架构分析

1.层次架构：

Java层：java层为逻辑入口，启动C++层的javascript解析器，执行js通过c++传递来的渲染指令，从而构建NativeUI等。java层依赖于众多优秀开源库，在图片处理使用的是Fresco，网络通信使用的是okhttp，当然还有众多工具类，如Json解析工具jackson，Animation知名开源库NineOldAndroids，小而全的底层工具类bolts等，在java层均封装为Module。java层核心jar包是react-native.jar，封装了众多上层的interface，如Module，Registry，bridge等，下面会以App的启用过程，完整分析java层的架构。

C++层：c++层最主要是封装了JavaScriptCore，执行对js的解析。基于JavaScriptCore，Web开发者可以尽情使用ES6的新特性，如class、箭头操作符等，而且 React Native运行在JavaScriptCore中的，完全不存在浏览器兼容的情况。Bridge桥接了java <> js 通信的核心接口。JSLoader主要是将来自assets目录的或本地file加载到javascriptCore，再通过JSCExectutor解析js文件。

Js层：主要处理事件分发及UI Layout，主要有以下几个部件：

• Component：Js层通js/jsx编写的Virtual Dom来构建Component或Module，Virtual DOM是DOM在内存中的一种轻量级表达方式，可以通过不同的渲染引擎生成不同平台下的UI。component的使用在 React 里极为重要, 因为component的存在让计算 DOM diff 更高效。

• Lifecycle&Data：React 组件通过内部的 state 变量控制生命周期及事件回调。如getInitialState方法用于定义组件初始状态，后续组件可通过 this.state 属性读取该状态。当事件触发（或者主动调用setState方法更新数据）导致状态变化，this.setState 方法就修改状态值，每次修改以后，自动调用 this.render 方法，重新渲染组件。

• Layout：React使用css-layout，css-layout使用javascript实现了flexbox ，不依赖于DOM，能编译成Object-C或者Java，最终达到跨平台的展示目的，但暂时不支持css3，暂时只能支持简单的布局和普通的动画。

2.Js与Java通信机制：

在Java层与Js层的bridge分别存有相同一份模块配置表，Java与Js互相通信时，通过bridge里的配置表将所调用模块方法转为{moduleID,methodID,args}的形式传递给处理层，处理层通过bridge的模块配置表找到对应的方法执行，如果有callback，则回传给调用层。在了解ReactAndroid APP启动后，第三部分会详细讲这套机制。

二.从应用启动到页面加载完成分析

上图为 Android React 加载过程的解析，下面先概要描述上层核心类及原理，再梳理核心的启用步骤。
Core Class：
1.ReactInstanceManager：主要是用来创建及管理Catalyst的实例的上层接口，控制开发调试，生命周期与ReactRootView所在activity保持一致。

2.ReactRootView：为启动入口核心类，负责监听及分发事件并重新渲染元素，App启动后，其将作为App的root view。

3.CatalystInstance：顶级异步JSCAPI封装类，提供Java与Js互通的环境，通过ReactBridge将Svr的Js Bundle传送到Js引擎。

4.NativeModuleRegistry：Java层模块注册表，即暴露给Js的API集合。

5.JavascriptModuleRegistry：Js层模块注册表，负责将所有JavaScriptModule注册到CatalystInstance，通过Java动态代理调用到Js。

6.CoreModulePackage：定义核心框架模块，创建NativeModules&JsModules。

启动过程的解析：

1.在ReactInstanceManager时会配置应用所需的java模块与js模块之后，通过ReactRootView的startReactApplication启动APP。

2.在创建ReactInstanceManager同时会创建用于加载JsBundle的JSBundlerLoader，并传递给CatalystInstance。

3.CatalystInstance会创建Java模块注册表及Javascript模块注册表，并遍历实例化模块。

4.CatalystInstance通过JSBundlerLoader向Node Svr请求Js Bundle，并传递给JSCJavaScriptExectutor，最后传递给javascriptCore，再通过ReactBridge通知ReactRootView完成渲染。

三.Js与Java通信机制

Java与Js之间的调用，是以两边存在两边存在同一份模块配置表，最终均是将调用转化为{moduleID, methodID，callbackID，args}，处理端在模块配置表里查找注册的模块与方法并调用。
Java -> Js ：Java通过注册表调用到CatalystInstance实例，透过ReactBridge的jni，调用到Onload.cpp中的callFunction，最后通过javascriptCore，调用BatchedBridge.js，根据参数｛moduleID,methodID｝require相应Js模块执行。详细流程如下图。

Js -> Java：JS不主动传递数据调用Java。在需要调用调Java模块方法时，会把参数｛moduleID,methodID｝等数据存在MessageQueue中，等待Java的事件触发，再把MessageQueue中的｛moduleID,methodID｝返回给Java，再根据模块注册表找到相应模块处理。详细流程如下图。

四.总结

React将UI分解成组件，废弃了模板，统一视图逻辑标签，使构建的视图更容易扩展和维护，Vitual Dom更是其提高性能的亮点，React 中的Dom并不保证马上影响真实的Dom，React会等到事件循环结束，利用diff算法，通过当前新Dom树与之前的Dom树作比较，计算出最小的步骤更新真实的DOM。
Android React的推出更使得利用相同的核心代码就可以创建 Web，iOS 和 Android 平台的原生应用，但目前Android React的HelloWorld基础库将近7m，落地项目仍需要精简，目前我们正在精简中。当然，对于Andriod版本也有考验，仅支持 Android 4.1 (API 16) 以上的版本（iOS 7.0），当然，在系统不支持情况下，H5可以作为后备方案。
我们后续会持续关注Android React的动态，向大家继续推送更多关于Android React的文章。（底部有关于Android React所有类库的描述）