2022 年 React Native 的全新架构更新

Posted 2022-02-23 嘴巴吃糖了

个人前言

熟悉我的人应该知道，虽然现在我一直主力于 Flutter， 但是 GSY App 系列项目最早其实是 React Native , 之后才是 Weex 和 Flutter ， 所以其实我对 RN 一直有着“初恋”的情节，基本上是它带着我走进前端和跨平台的领域，而恰巧最近看到了关于它的消息，就顺便了解下多年后它又有什么升级。

直到目前为止，React Native 的版本号是 0.67 ；我看了眼两年没更新的 GSYGithubApp ，用的 React Native 的版本号是 0.61 ，两年里从 61 升级到了 67 ，看来 RN 1.0 正式版这个梗还能继续玩下去。

正文

内容参考： medium.com/coox-tech/d…

随着 RN 团队关于 深入了解 React Native 的新架构 文章的发布，这次新架构带来的调整主要在于以下四点：

• 1. javascript Interface(JSI)
• 2. Fabric
• 3. Turbo Modules
• 4. CodeGen

在 RN App 里，所有的 JS 代码都会打包成一个 JS Bundle 文件保存在本地运行，当 RN App 运行时，一般会有三个线程：

• 1、 JavaScript 线程：属于 JS 引擎，用于运行 JS Bundle ；
• 2、 Native/UI 线程：运行 Native Modules 和处理 UI 渲染、用户手势等操作；
• 3、 Shadow 线程：在渲染之前计算元素的布局；

在 RN 里 JS 线程和 Native 线程之前是通过 bridge 来交互，而交互的数据必须被转化为 JSON，而这个桥只能处理异步通信。

JavaScriptCore：JavaScript 引擎，React Native 用它执行 JS 代码；

Yoga：布局引擎，计算UI位置；

一、JavaScript Interface (JSI)

目前 RN 使用 Bridge Module 来让 JS 和 Native 线程进行通信，每次利用 Bridge 发送数据时，都需要转换为 JSON， 而收到数据时也需要进行解码。

这就意味着 JavaScript 和 Native 直接是隔离的，也就是 JS 线程不能直接调用 Native 线程上的方法。

另一个就是；通过 Bridge 发送的消息本质上是异步的，如果需要 JS 代码和 Naitve 同步执行在之前是无法实现。

例如，如果 JS 线程需要访问 native modules（例如蓝牙），它就需要向 native 线程发送消息，JS 线程就会通过 Bridge 发送一个 JSON 消息，然后消息在 native 线程上进行解码，最终将执行所需的 native 代码。

而在全新架构中，Bridge 将被一个名为 JavaScript Interface 的模块所代替，它是一个轻量级的_通用层_，用 C++ 编写，JavaScript Engine 可以使用它直接执行或者调用 native。

_通用层_代表着：JSI 让 JavaScript 接口将与 Engine 分离，这意味着新架构支持 RN 直接使用其他 JavaScript 引擎，比如 Chakra、v8、Hermes 等等。

那 JSI 如何让 JavaScript 直接调用到原生方法？

在 JSI 里 Native 方法会通过 C++ Host Objects 暴露给 JS， 而 JS 可以持有对这些对象的引用，并且使用这些引用直接调用对应的方法。

这就类似于 Web 里 JS 代码可以保存对任何 DOM 元素的引用，并在它上面调用方法：

const container = document.createElement(‘div’);

举个例子，在这里的 container 会包含一些在 C++ 中初始化的 DOM 元素的引用，这时候如果我们调用 container 上的任何方法，它就会调用 DOM 元素上的方法。

JSI 就是以类似的方式运行，JSI 将允许 JS 代码保存对 Native Modules 的引用，并且 JS 可以直接通过引用去调用 Native 上的方法。

总结起来就是：

• JSI 将支持其他 JS 引擎；
• JSI 允许线程之间的同步相互执行，不需要 JSON 序列号等耗费性能的操作；
• JSI 是用 C++ 编写，以后如果针对电视、手表等其他系统，也可以很方便地移植；

二、Fabric

Fabric 是新的渲染系统，它将取代当前的 UI Manager。

在 Fabric 之前，当 App 运行时，React 会执行你的代码并在 JS 中创建一个 ReactElementTree ，基于这棵树渲染器会在 C++ 中创建一个 ReactShadowTree。

UI Manager 会使用 Shadow Tree 来计算 UI 元素的位置，而一旦 Layout 完成，Shadow Tree 就会被转换为由 Native Elements 组成的 HostViewTree（例如：RN 里的 会变成 android 中的 ViewGroup 和 ios 中的 UIView）。

而之前线程之间的通信都发生在 Bridge 上，这就意味着需要在传输和数据复制上耗费时间。

例如如果一个 ReactElementTree 节点恰好是一个 <Image/>，那么 ReactShadowTree 的节点也会是一个图像，但是这些数据必须被复制并分别存储在两个节点中。

另外由于 JS 和 UI 线程不同步，因此在某些情况下 App 可能会因为丢帧而显得卡顿（例如滚动有大量数据的 FlatList ）

而得益于前面的 JSI， JS 可以直接调用 Native 方法，其实就包括了 UI 方法，所以 JS 和 UI 线程可以同步执行从而提高列表、跳转、手势处理等的性能。

使用新的 Fabric 渲染，用户交互（如滚动、手势等）可以优先在主线程或 Native 线程中同步执行，而 API 请求等其他任务使用异步执行。

另外新的 Shadow Tree 将成为 immutable，它会在 JS 和 UI 线程之间共享，以两端进行直接交互。

在以前 RN 必须维护两个层次结构的 DOM 节点，但因为现在 Shadow Tree 可以共享，在减少内存消耗的部分也会得到相应的优化。

三、Turbo Modules

在之前的架构中 JS 使用的所有 Native Modules（例如蓝牙、地理位置、文件存储等）都必须在应用程序打开之前进行初始化，这意味着即使用户不需要某些模块，但是它仍然必须在启动时进行初始化。

Turbo Modules 基本上是对这些旧的 Native 模块的增强，正如在前面介绍的那样，现在 JS 将能够持有这些模块的引用，所以 JS 代码可以仅在需要时才加载对应模块，这样可以将显着缩短 RN 应用的启动时间。

四、Codegen

Codegen 主要是用于保证 JS 代码和 C++ 的 JSI 可以正常通信的静态类型检查器，通过使用类型化的 JS 作为参考来源，CodeGen 将定义可以被 Turbo 模块和 Fabric 使用的接口，另外 Codegen 会在构建时生成 Native 代码，减少运行时的开支。

从上面四点可以看到 2022 年 RN 将迎来性能和体验上的跃迁，本次即将到来的全新架构将解决 RN 多年以后被人诟病的各种根本上的设计问题。

Skia

另外还要介绍的内容就是 react-native-skia ，目前它还处于 alpha release 的阶段，但是它也给 RN 带来的新的可能。

众所周知，Flutter 跨平台的性能提升和解耦来自于直接使用 Skia 渲染而非系统控件，而如今 RN 也有类似的支持。

react-native-skia 需要 react-native@>=0.66 的支持，而目前它上面的操作都还是十分原始的 canvas 行为，例如通过 Circle 绘制圆形，通过 blendMode 配置重叠模式等。

import Canvas, Circle, Group from "@shopify/react-native-skia";
 
export const HelloWorld = () => 
  const width = 256;
  const height = 256;
  const r = 215;
  return (
    <Canvas style= flex: 1 >
      <Group blendMode="multiply">
        <Circle cx=r cy=r r=r color="cyan" />
        <Circle cx=width - r cy=r r=r color="magenta" />
        <Circle
          cx=width/2
          cy=height - r
          r=r
          color="yellow"
        />
      </Group>
    </Canvas>
  );
;

当然它也支持直接使用 SkiaView ，然后通过 canvas 来绘制你需要的图形：

import Skia, BlendMode, SkiaView, useDrawCallback from "@shopify/react-native-skia";
 
const paint = Skia.Paint();
paint.setAntiAlias(true);
paint.setBlendMode(BlendMode.Multiply);
 
export const HelloWorld = () => 
  const width = 256;
  const height = 256;
  const r = 215;
  const onDraw = useDrawCallback((canvas) => 
    // Cyan Circle
    const cyan = paint.copy();
    cyan.setColor(Skia.Color("cyan"));
    canvas.drawCircle(r, r, r, cyan);
    // Magenta Circle
    const magenta = paint.copy();
    magenta.setColor(Skia.Color("magenta"));
    canvas.drawCircle(width - r, r, r, magenta);
    // Yellow Circle
    const yellow = paint.copy();
    yellow.setColor(Skia.Color("yellow"));
    canvas.drawCircle(width/2, height - r, r, yellow);
  );
  return (
    <SkiaView style= flex: 1  onDraw=onDraw />
  );
;

目前该库支持 Image、Text、Shader、Effects、Shapes、Animations 等操作，而事实上该库的实现和 Flutter 很是相似，比如：

在 Android 上的 SkiaDrawView 其实就是 TextureView ，绘制逻辑是作者自己写的 reactskia 上，这里只是借助了 TextureView 的 surface 和 TouchEvent 等的支持。

如下图所示，是关于使用 react-native-skia 实现的一段 Demo ，详细可见： shopify.github.io/react-nativ…

可以预见目前的 react-native-skia 还有不少问题需要解决，但是它让 RN 可以更高效地使用丰富的 Canvas 能力，对于 RN 的未来而言不免是一次不错的尝试。