• React-Native


    React-Native 渲染实现分析

     

    前言

    React Native与传统的HybirdApp最大区别就是抛开WebView,使用JSC+原生组件的方式进行渲染,那么整个App启动/渲染流程又是怎样的呢?

    React Native启动流程

    首先从组件的角度来看下RN的启动流程:(Android为例)

    1. Native初始化,主要流程:ReactNativeHost -> Activity -> ReactRootView -> startReactApplication -> createReactContextInBackground(期间有模块/UI组件信息收集、JSC初始化等工作)
    2. 后台异步加载、执行JSBundle
    3. Native端执行setupReactContext初始化React上下文,调用JS端AppRegistry.runApplication(key,params),key为模块/组件名称,参数包含rootTag、initialProps
    4. JS端找到注册的对应启动组件,执行renderApplication渲染整个应用

    RN启动流程

    renderApplication函数中会执行:

    ReactNative.render(
      <AppContainer>
        <RootComponent
          {...initialProps}
          rootTag={rootTag}
        />
      </AppContainer>,
      rootTag
    );

    其中ReactNative是在React库中定义的,AppContainer是一个JS组件,使用View包裹了根组件,开发时工具InspectorYellowBox都是在这个组件中加载,RootComponent是传入的根组件。

    JS端注册组件:(在第2步执行JSBundle时)

    AppRegistry.registerComponent('TiebaNext', rootComponent);

    *仅在JS端处理,记录在一个Map中。

    Android端定义启动组件,Activity中,继承ReactActivity:(在第1步时调用)

    @Override
    protected String getMainComponentName() {
      return "TiebaNext";
    }

    iOS端定义启动组件:

    self.rctRootView = [[RCTRootView alloc] initWithBundleURL:jsCodeLocation
                                            moduleName:@"TiebaNext"
                                            initialProperties:nil
                                            launchOptions:nil];

    简单说就是Native初始化 -> 加载JS,JS端注册组件 -> 端上调用JS端run方法,传入入口组件名称 -> JS端启动渲染流程。

    React Native渲染流程

    React的渲染都是以组件为单位,上面已经分析了,启动的最后阶段就是JS端开始渲染根组件。首先我们先看下React的组件是怎么编写的,以及他的生命周期:(熟悉React可略过)

    一个例子,无网络提示组件:

    无网络提示组件

    (例子语言Typescript)

    // 组件的属性定义
    interface PropsDefine {
        // 组件宽度
         number
        // 组件高度
        height: number
        // 点击刷新按钮回调,可选
        onClickRefresh?: () => void
    }
    export class NoNetwork extends React.Component<PropsDefine, {}> { // 组件无状态,定义为空:{}
        // 组件的默认属性定义,单例,实例间共享
        static defaultProps = {
            onClickRefresh: () => { }
        }
    
        render() {
            let {width, height} = this.props
    
            return (
                <View style={[Styles.panel, {
                     width,
                    height: height,
                }]}>
                    <View style={Styles.picBlock}>
                        <Image source={Styles.picUrl}/>
                    </View>
                    <View style={Styles.textBlock}>
                        <Text style={Styles.text}>你的网络好像不给力</Text>
                        <Text style={Styles.text}>点击按钮刷新</Text>
                    </View>
                    <TouchableOpacity style={Styles.button} onPress={this.props.onClickRefresh}>
                        <Text style={Styles.buttonText}>刷新</Text>
                    </TouchableOpacity>
                </View>
            )
        }
    }

    跟端上组件开发一样,React组件也定义了组件的生命周期:

    实例化

    • getDefaultProps
      组件类型首次实例化时初始化默认props属性,多实例共享
    • getInitialState
      实例化时初始化默认state属性
    • componentWillMount
      在渲染之前触发一次
    • render
      渲染函数,返回DOM结构
    • componentDidMount
      在渲染之后触发一次

    有需要重新渲染(props变更或者setState改变state时)

    • componentWillReceiveProps
      组件接收到新的props时调用,并将其作为参数nextProps使用,可在此更改组件state
    • shouldComponentUpdate
      判断是否需要更新组件(在首次渲染期间或者调用了forceUpdate方法后,该方法不会被调用)
    • componentWillUpdate
      更新渲染前调用
    • render
      渲染函数,返回DOM结构
    • componentDidUpdate
      更新渲染后调用

    销毁

    • componentWillUnmount
      组件移除之前调用

    那么这个组件到底是怎么用原生组件渲染的呢?首先我们先来看看最主要的render做了什么。jsx不太直观,我们先翻译一下render:

    render() {
        let { width, height } = this.props;
        return (React.createElement(View, { style: [Styles.panel, {
                    width: width,
                    height: height,
                }] },
            React.createElement(View, { style: Styles.picBlock },
                React.createElement(Image, { source: Styles.picUrl })),
            React.createElement(View, { style: Styles.textBlock },
                React.createElement(Text, { style: Styles.text }, "u4F60u7684u7F51u7EDCu597Du50CFu4E0Du7ED9u529B"),
                React.createElement(Text, { style: Styles.text }, "u70B9u51FBu6309u94AEu5237u65B0")),
            React.createElement(TouchableOpacity, { style: Styles.button, onPress: this.props.onClickRefresh },
                React.createElement(Text, { style: Styles.buttonText }, "u5237u65B0"))));
    }

    这下清晰多了吧?

    React.createElement的方法签名:

    ReactElement.createElement = function (type, config, children){ ... }

    ReactNative的UI组件通过requireNativeComponent -> createReactNativeComponentClass -> ReactNativeBaseComponent下mountComponent的调用关系,最终在mountComponent中调用UIManager组件创建View:UIManager.createView(tag, this.viewConfig.uiViewClassName, nativeTopRootTag, updatePayload);,在Native端,UIManager调用对应组件类型的ViewManager(单例,管理类)创建实例。

    RN渲染流程

    *UIManager是一个NativeModule,待下面分析

    接下来我们来详细分析下原生组件的实现方法,以Image组件为例:

    iOS和Android实现有一定差异,首先是Image组件JS端代码,都需要requireNativeComponent加载原生组件:

    const RCTImageView = requireNativeComponent('RCTImageView', Image);

    Image的JS端实际上也是一个React JS组件,他也有render,返回的是:(iOS)

    <RCTImageView
      {...this.props}
      style={style}
      resizeMode={resizeMode}
      tintColor={tintColor}
      source={sources}
    />

    因为业务逻辑是写在JS端的,创建出了Native组件就需要进行控制,自然就涉及到属性传递、方法调用、事件回调这3个需求。

    Native组件跟JS端通讯方式

    JS端组件跟Native真正实现的组件主要涉及三件事:

    • 属性同步
    • JS端调用Native方法
    • Native事件回调JS端

    属性同步

    属性同步很简单,实际上是在组件重新render的时候调用ReactNativeBaseComponentreceiveComponent -> UIManager.updateView完成的。

    属性同步

    JS端调用Native方法

    两种方法,一种是调用NativeModules(后面有简单分析),如果想直接调用一个具体View的方法,那就需要使用UIManager模块:

    Android端UIManager中的定义:

      @ReactMethod
      public void dispatchViewManagerCommand(int reactTag, int commandId, ReadableArray commandArgs) {
        mUIImplementation.dispatchViewManagerCommand(reactTag, commandId, commandArgs);
      }

    iOS端UIManager中的定义:

    RCT_EXPORT_METHOD(dispatchViewManagerCommand:(nonnull NSNumber *)reactTag
                      commandID:(NSInteger)commandID
                      commandArgs:(NSArray<id> *)commandArgs)
    {
      RCTShadowView *shadowView = _shadowViewRegistry[reactTag];
      RCTComponentData *componentData = _componentDataByName[shadowView.viewName];
      Class managerClass = componentData.managerClass;
      RCTModuleData *moduleData = [_bridge moduleDataForName:RCTBridgeModuleNameForClass(managerClass)];
      id<RCTBridgeMethod> method = moduleData.methods[commandID];
    
      NSArray *args = [@[reactTag] arrayByAddingObjectsFromArray:commandArgs];
      [method invokeWithBridge:_bridge module:componentData.manager arguments:args];
    }

    这个方法是从端上映射到JS的,所以在JS端可以这样调用:

    UIManager.dispatchViewManagerCommand(
        findNodeHandle(this), // 找到与NativeUI组件对应的JS组件实例
        UIManager.[UI组件名].Commands.[方法],
        [] // 参数
    )

    findNodeHandle方法是在React中定义,可以找到组件实例的reactTag(执行在JS端),UIManager可以把调用命令分发到Native端对应的组件类型的ViewManager,再通过ViewManager调用View组件实例的对应方法。

    Native事件回调JS端

    Android端使用的是类似JS端调用Native的方式,使用了事件机制,不过事件的接收者是从JS端映射过来的,React下ReactNativeEventEmitter.receiveEvent(tag, topLevelType, nativeEventParam),所以需要先实现一个Event:(Switch的onValueChange事件)

    class ReactSwitchEvent extends Event<ReactSwitchEvent> {
        public static final String EVENT_NAME = "topChange"; // topChange会被映射成onChange,具体映射关系参见 UIManagerModuleConstants.java
    
        public ReactSwitchEvent(int viewId, boolean isChecked) {
            super(viewId);
            mIsChecked = isChecked;
        }
    
        public boolean getIsChecked() {
            return mIsChecked;
        }
    
        @Override
        public String getEventName() {
            return EVENT_NAME;
        }
    
        @Override
        public short getCoalescingKey() {
            // All switch events for a given view can be coalesced.
            return 0;
        }
    
        @Override
        public void dispatch(RCTEventEmitter rctEventEmitter) {
            rctEventEmitter.receiveEvent(getViewTag(), getEventName(), serializeEventData());
        }
    
        private WritableMap serializeEventData() {
            WritableMap eventData = Arguments.createMap();
            eventData.putInt("target", getViewTag());
            eventData.putBoolean("value", getIsChecked());
            return eventData;
        }
    }

    然后在ViewManager或View中进行事件派发:

    ReactContext reactContext = (ReactContext) buttonView.getContext();
    reactContext.getNativeModule(UIManagerModule.class).getEventDispatcher().dispatchEvent(
        new ReactSwitchEvent(
            buttonView.getId(),
            isChecked));

    iOS端实现有所区别,iOS端将JS函数直接映射到Native,所以可以直接调用(可多次调用):(View为RCTSwitch)

    // ViewManager中声明事件为RCTBubblingEventBlock或RCTDirectEventBlock
    RCT_EXPORT_VIEW_PROPERTY(onChange, RCTBubblingEventBlock);
    
    // View中声明
    @property (nonatomic, copy) RCTBubblingEventBlock onChange;
    
    // view实例化时监听onChange
    - (void)onChange:(RCTSwitch *)sender
    {
      if (sender.wasOn != sender.on) {
        if (sender.onChange) {
          sender.onChange(@{ @"value": @(sender.on) });
        }
        sender.wasOn = sender.on;
      }
    }

    这样就可以从JS端创建NativeUI组件了,可以看到UI组件的Native和JS端是通过reactTag进行的关联,通过UIManager模块,在Native端的DOM和React的DOM进行同步操作,保持结构一致。

    UIManager

    模块数据结构,JS端可访问:

    UIManager.[UI组件名].[Constants(静态值)/Commands(命令/方法)]

    从端上映射的方法:(部分)

    • createView(int tag, String className, int rootViewTag, ReadableMap props)
      创建View
    • updateView(int tag, String className, ReadableMap props)
      更新View
    • manageChildren(int viewTag, Array moveFrom, Array moveTo, Array addChildTags, Array addAtIndices, Array removeFrom)
      批量添加/删除/移动一个view下面的view
    • measure(int reactTag, Callback callback)
      测量View的位置、size等,结果异步回调
    • measureInWindow(int reactTag, Callback callback)
      测量View相对屏幕的位置、size等,结果异步回调
    • dispatchViewManagerCommand(int reactTag, int commandId, ReadableArray commandArgs)
      派发View命令,也就是用来调用对应View的方法

    这个模块是NativeModule方式定义的,在RN的JS端启动时,端上会通过JSC把收集到的模块信息(名称)打到JS端全局变量global.__fbBatchedBridgeConfig中,并采用延迟加载策略:设置NativeModules.[模块名]的getter,延迟通过JSC读取模块详细信息(方法、命令号等信息)。在调用的时候会放到MessageQueue的队列里,批量提交,两次批量提交限制的最小间隔为5ms。

    关于React Native通讯更详尽的分析参见:React Native通讯原理

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