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本文帶你了解React Native出現的背景、解決的問題以及深入學習理解React Native的運行機制。
本文投稿人bestswifter:
博客:https://bestswifter.com/react-native/
本文所講知識點
React Native問世解決的痛點
React Native運行原理
React Native源碼分析
React Native優缺點分析
1.React Native問世解決的痛點
1.1.動態配置
由於 AppStore 審核周期的限制，如何動態的更改 app 成為了永恆的話題。無論採用何種方式，我們的流程總是可以歸結為以下三部曲：「從 Server 獲取配置 --> 解析 --> 執行native代碼」。
很多時候，我們自覺或者不自覺的利用 JSON 文件實現動態配置的效果，它的核心流程是：
通過 HTTP 請求獲取 JSON 格式的配置文件。
配置文件中標記了每一個元素的屬性，比如位置，顏色，圖片 URL 等。
解析完 JSON 後，我們調用 Objective-C 的代碼，完成 UI 控制項的渲染。
通過這種方法，我們實現了在後臺配置 app 的展示樣式。從本質上來說，移動端和服務端約定了一套協議，但是協議內容嚴重依賴於應用內要展示的內容，不利於拓展。也就是說，如果業務要求頻繁的增加或修改頁面，這套協議很難應付。
最重要的是，JSON 只是一種數據交換的格式，說白了，我們就是在解析文本 數據。這就意味著它只適合提供一些配置信息，而不方便提供邏輯信息。舉個例子，我們從後臺可以配置顏色，位置等信息，但如果想要控制 app 內的業務邏輯，就非常複雜了。
記住，我們只是在解析字符串，它完全不具備運行和調試的能力。
2.React
不妨暫時拋棄移動端的煩惱，來看看前端的「新玩意」。
2.1.背景
作為前端小白，我以前對前端的理解是這樣的：
用 HTML 創建 DOM，構建整個網頁的布局、結構
用 CSS 控制 DOM 的樣式，比如字體、字號、顏色、居中等
用 JavaScript 接受用戶事件，動態的操控 DOM
在這三者的配合下，幾乎所有頁面上的功能都能實現。但也有比較不爽地方，比如我想動態修改一個按鈕的文字，我需要這樣寫：
<button type="button" id="button" onclick="onClick()">old button</button>
然後在 JavaScript 中操作 DOM：
可以看到，在 HTML 和 JavaScript 代碼中，id 和 onclick 事件觸發的函數必須完全對應，否則就無法正確的響應事件。如果想知道一個 HTML 標籤會如何被響應，我們還得跑去 JavaScript 代碼中查找，這種原始的配置方式讓我覺得非常不爽。
2.2.初識React
隨著 FaceBook 推出了 React 框架，這個問題得到了大幅度改善。我們可以把一組相關的 HTML 標籤，也就是 app 內的 UI 控制項，封裝進一個組件(Component)中，我從阮一峰的 React 教程中摘錄了一段代碼：
如果你想問：「為什麼 JavaScript 代碼裡面出現了 HTML 的語法」，那麼恭喜你已經初步體會到 React 的奧妙了。這種語法被稱為 JSX，它是一種 JavaScript 語法拓展。JSX 允許我們寫 HTML 標籤或 React 標籤，它們終將被轉換成原生的 JavaScript 並創建 DOM。
在 React 框架中，除了可以用 JavaScript 寫 HTML 以外，我們甚至可以寫 CSS，這在後面的例子中可以看到。
2.3.理解React
前端界總是喜歡創造新的概念，仿佛誰說的名詞更晦澀，誰的水平就越高。如果你和當時的我一樣，聽到 React 這個概念一臉懵逼的話，只要記住以下定義即可：
React 是一套可以用簡潔的語法高效繪製 DOM 的框架
上文已經解釋過了何謂「簡潔的語法」，因為我們可以暫時放下 HTML 和 CSS，只關心如何用 JavaScript 構造頁面。
所謂的「高效」，是因為 React 獨創了 Virtual DOM 機制。Virtual DOM 是一個存在於內存中的 JavaScript 對象，它與 DOM 是一一對應的關係，也就是說只要有 Virtual DOM，我們就能渲染出 DOM。
當界面發生變化時，得益於高效的 DOM Diff 算法，我們能夠知道 Virtual DOM 的變化，從而高效的改動 DOM，避免了重新繪製 DOM。
當然，React 並不是前端開發的全部。從之前的描述也能看出，它專注於 UI 部 分，對應到 MVC 結構中就是 View 層。要想實現完整的 MVC 架構，還需要 Model 和 Controller 的結構。在前端開發時，我們可以採用 Flux 和 Redux 架構，它們並非框架(Library)，而是和 MVC 一樣都是一種架構設計(Architecture)。
如果不從事前端開發，就不用深入的掌握 Flux 和 Redux 架構，但理解這一套體系結構對於後面理解 React Native 非常重要。
3.React Native
分別介紹完了移動端和前端的背景知識後，本文的主角——React Native 終於要登場了。
3.1.融合
前面我們介紹了移動端通過 JSON 文件傳遞信息的不足之處：只能傳遞配置信息，無法表達邏輯。從本質上講，這是因為 JSON 畢竟只是純文本，它缺乏像程式語言那樣的運行能力。
而 React 在前端取得突破性成功以後，JavaScript 布道者們開始試圖一統三端。他們利用了移動平臺能夠運行 JavaScript 代碼的能力，並且發揮了 JavaScript 不僅僅可以傳遞配置信息，還可以表達邏輯信息的優點。
當痛點遇上特點，兩者一拍即合，於是乎：
一個基於 JavaScript，具備動態配置能力，面向前端開發者的移動端開發框架，React Native，誕生了！
看到了麼，這是一個面向前端開發者的框架。它的宗旨是讓前端開發者像用 React 寫網頁那樣，用 React Native 寫移動端應用。這就是為什麼 React Native 自稱：
Learn once，Write anywhere!
而非很多跨平臺語言，項目所說的：
Write once, Run anywhere!
React Native 希望前端開發者學習完 React 後，能夠用同樣的語法、工具等，分別開發安卓和 iOS 平臺的應用並且不用一行原生代碼。
如果用一個詞概括 React Native，那就是：Native 版本的 React。
3.2.原理概述
React Native 不是黑科技，我們寫的代碼總是以一種非常合理，可以解釋的方式的運行著，只是絕大多數人沒有理解而已。接下來我以 iOS 平臺為例，簡單的解釋一下 React Native 的原理。
首先要明白的一點是，即使使用了 React Native，我們依然需要 UIKit 等框架，調用的是 Objective-C 代碼。總之，JavaScript 只是輔助，它只是提供了配置信息和邏輯的處理結果。React Native 與 Hybrid 完全沒有關係，它只不過是以 JavaScript 的形式告訴 Objective-C 該執行什麼代碼。
其次，React Native 能夠運行起來，全靠 Objective-C 和 JavaScript 的交互。對於沒有接觸過 JavaScript 的人來說，非常有必要理解 JavaScript 代碼如何被執行。
我們知道 C 系列的語言，經過編譯，連結等操作後，會得到一個二進位格式的可執行文，所謂的運行程序，其實是運行這個二進位程序。
而 JavaScript 是一種腳本語言，它不會經過編譯、連結等操作，而是在運行時 才動態的進行詞法、語法分析，生成抽象語法樹(AST)和字節碼，然後由解釋器負責執行或者使用 JIT 將字節碼轉化為機器碼再執行。整個流程由 JavaScript 引擎負責完成。
蘋果提供了一個叫做 JavaScript Core 的框架，這是一個 JavaScript 引擎。通過下面這段代碼可以簡單的感受一下 Objective-C 如何調用 JavaScript 代碼：
可執行 JavaScript 代碼並獲取返回結果。
JavaScript 是一種單線程的語言，它不具備自運行的能力，因此總是被動調用。很多介紹 React Native 的文章都會提到 「JavaScript 線程」 的概念，實際上，它表示的是 Objective-C 創建了一個單獨的線程，這個線程只用於執行 JavaScript 代碼，而且 JavaScript 代碼只會在這個線程中執行。
4.Objective-C 與 JavaScript 交互
本節主要分析 Objective-C 與 JavaScript 交互時的整理邏輯與流程，下一節將通過源碼來分析具體原理。
4.1.JavaScript 調用 Objective-C
由於 JavaScript Core 是一個面向 Objective-C 的框架，在 Objective-C 這一端，我們對 JavaScript 上下文知根知底，可以很容易的獲取到對象，方法等各種信息，當然也包括調用 JavaScript 函數。
真正複雜的問題在於，JavaScript 不知道 Objective-C 有哪些方法可以調用。
React Native 解決這個問題的方案是在 Objective-C 和 JavaScript 兩端都保存了一份配置表，裡面標記了所有 Objective-C 暴露給 JavaScript 的模塊和方法。這樣，無論是哪一方調用另一方的方法，實際上傳遞的數據只有 ModuleId、MethodId 和 Arguments 這三個元素，它們分別表示類、方法和方法參數，當 Objective-C 接收到這三個值後，就可以通過 runtime 唯一確定要調用的是哪個函數，然後調用這個函數。
再次重申，上述解決方案只是一個抽象概念，可能與實際的解決方案有微小差異，比如實際上 Objective-C 這一端，並沒有直接保存這個模塊配置表。具體實現將在下一節中隨著源碼一起分析。
4.2.閉包與回調
既然說到函數互調，那麼就不得不提到回調了。對於 Objective-C 來說，執行完 JavaScript 代碼再執行 Objective-C 回調毫無難度，難點依然在於 JavaScript 代碼調用 Objective-C 之後，如何在 Objective-C 的代碼中，回調執行 JavaScript 代碼。
目前 React Native 的做法是：在 JavaScript 調用 Objective-C 代碼時，註冊要回調的 Block，並且把 BlockId 作為參數發送給 Objective-C，Objective-C 收到參數時會創建 Block，調用完 Objective-C 函數後就會執行這個剛剛創建的 Block。
Objective-C 會向 Block 中傳入參數和 BlockId，然後在 Block 內部調用 JavaScript 的方法，隨後 JavaScript 查找到當時註冊的 Block 並執行。
4.3.圖解
如果你是新手，並且堅持讀到了這裡，估計已經懵逼了。不要擔心，與 JavaScript 的交互確實不是一下子能夠完全理清楚的，你可以先參考這個示意圖：
註：
5.React Native源碼分析
要想深入理解 React Native 的工作原理，有兩個部分有必要閱讀一下，分別是初始化階段和方法調用階段。
為了提煉出代碼的核心含義，我會在不改變代碼意圖的基礎上對它做一些刪改，以便閱讀。
寫這篇文章是，React Native 還處於 0.27 版本，由於在 1.0 之前的變動幅度相對較大，因此下面的源碼分析很可能隨著 React Native 的演變而過時。但不管何時，把下面的源碼讀一遍都有助於你加深對 React Native 原理的理解。
5.1.初始化React Native
每個項目都有一個入口，然後進行初始化操作，React Native 也不例外。一個不含 Objective-C 代碼的項目留給我們的唯一線索就是位於 AppDelegate 文件中的代碼：
用戶能看到的一切內容都來源於這個 RootView，所有的初始化工作也都在這個方法內完成。
在這個方法內部，在創建 RootView 之前，React Native 實際上先創建了一個 Bridge 對象。它是 Objective-C 與 JavaScript 交互的橋梁，後續的方法交互完全依賴於它，而整個初始化過程的最終目的其實也就是創建這個橋梁對象。
初始化方法的核心是 setUp 方法，而 setUp 方法的主要任務則是創建 BatchedBridge。
BatchedBridge 的作用是批量讀取 JavaScript 對 Objective-C 的方法調用，同時它內部持有一個 JavaScriptExecutor，顧名思義，這個對象用來執行 JavaScript 代碼。
創建 BatchedBridge 的關鍵是 start 方法，它可以分為五個步驟：
我們逐個分析每一步完成的操作：
①.讀取 JavaScript 源碼
這一部分的具體代碼實現沒有太大的討論意義。我們只要明白，JavaScript 的代碼是在 Objective-C 提供的環境下運行的，所以第一步就是把 JavaScript 加載進內存中，對於一個空的項目來說，所有的 JavaScript 代碼大約佔用 1.5 Mb 的內存空間。
需要說明的是，在這一步中，JSX 代碼已經被轉化成原生的 JavaScript 代碼。
②.初始化模塊信息
這一步在方法 initModulesWithDispatchGroup: 中實現，主要任務是找到所有需要暴露給 JavaScript 的類。每一個需要暴露給 JavaScript 的類(也成為 Module，以下不作區分)都會標記一個宏：RCT_EXPORT_MODULE，這個宏的具體實現並不複雜：
這樣，這個類在 load 方法中就會調用 RCTRegisterModule 方法註冊自己：
因此，React Native 可以通過 RCTModuleClasses 拿到所有暴露給 JavaScript 的類。下一步操作是遍歷這個數組，然後生成 RCTModuleData 對象：
可以想見，RCTModuleData 對象是模塊配置表的主要組成部分。如果把模塊配置表想像成一個數組，那麼每一個元素就是一個 RCTModuleData 對象。
這個對象保存了 Module 的名字，常量等基本信息，最重要的屬性是一個數組，保存了所有需要暴露給 JavaScript 的方法。
暴露給 JavaScript 的方法需要用 RCT_EXPORT_METHOD 這個宏來標記，它的實現原理比較複雜，有興趣的讀者可以自行閱讀。簡單來說，它為函數名加上了 __rct_export__ 前綴，再通過 runtime 獲取類的函數列表，找出其中帶有指定前綴的方法並放入數組中:
因此 Objective-C 管理模塊配置表的邏輯是：Bridge 持有一個數組，數組中保存了所有的模塊的 RCTModuleData 對象。只要給定 ModuleId 和 MethodId 就可以唯一確定要調用的方法。
③.初始化 JavaScript 代碼的執行器，即 RCTJSCExecutor 對象
通過查看源碼可以看到，初始化 JavaScript 執行器的時候，addSynchronousHookWithName 這個方法被調用了多次，它其實向 JavaScript 上下文中添加了一些 Block 作為全局變量：
有些同學讀源碼時可能會走進一個誤區，如果在 Block 中打一個斷點就會發現，Block 其實是被執行了，但卻找不到任何能夠執行 Block 的代碼。
這其實是因為這個 Block 並非由 Objective-C 主動調用，而是在第五步執行 JavaScript 代碼時，由 JavaScript 在上下文中獲取到 Block 對象並調用，有興趣的讀者可以自行添加斷點並驗證。
這裡我們需要重點注意的是名為 nativeRequireModuleConfig 的 Block，它在 JavaScript 註冊新的模塊時調用：
這就是模塊配置表能夠加載到 JavaScript 中的原理。
另一個值得關注的 Block 叫做 nativeFlushQueueImmediate。實際上，JavaScript 除了把調用信息放到 MessageQueue 中等待 Objective-C 來取以外，也可以主動調用 Objective-C 的方法：
目前，React Native 的邏輯是，如果消息隊列中有等待 Objective-C 處理的邏輯，而且 Objective-C 超過 5ms 都沒有來取走，那麼 JavaScript 就會主動調用 Objective-C 的方法：
這個 handleBuffer 方法是 JavaScript 調用 Objective-C 方法的關鍵，在下一節——方法調用中，我會詳細分析它的實現原理。
一般情況下，Objective-C 會定時、主動的調用 handleBuffer 方法，這有點類似於輪詢機制：
然而由於卡頓或某些特殊原因，Objective-C 並不能總是保證能夠準時的清空 MessageQueue，這就是為什麼 JavaScript 也會在一定時間後主動的調用 Objective-C 的方法。查看上面 JavaScript 的代碼可以發現，這個等待時間是 5ms。
請牢牢記住這個 5ms，它告訴我們 JavaScript 與 Objective-C 的交互是存在一定開銷的，不然就不會等待而是每次都立刻發起請求。其次，這個時間開銷大約是毫秒級的，不會比 5ms 小太多，否則等待這麼久就意義不大了。
④.生成模塊配置表並寫入 JavaScript 端
複習一下 nativeRequireModuleConfig 這個 Block，它可以接受 ModuleName 並且生成詳細的模塊信息，但在前文中我們沒有提到 JavaScript 是如何知道 Objective-C 要暴露哪些類的(目前只是 Objective-C 自己知道)。
這一步的操作就是為了讓 JavaScript 獲取所有模塊的名字：
查看源碼可以發現，Objective-C 把 config 字符串設置成 JavaScript 的一個全局變量，名字叫做：__fbBatchedBridgeConfig。
⑤.執行 JavaScript 源碼
這一步也沒什麼技術難度可以，代碼已經加載進了內存，該做的配置也已經完成，只要把 JavaScript 代碼運行一遍即可。
運行代碼時，第三步中所說的那些 Block 就會被執行，從而向 JavaScript 端寫入配置信息。
至此，JavaScript 和 Objective-C 都具備了向對方交互的能力，準備工作也就全部完成了。
畫了一個簡陋的時序圖以供參考：
6.方法調用
如前文所述，在 React Native 中，Objective-C 和 JavaScript 的交互都是通過傳遞 ModuleId、MethodId 和 Arguments 進行的。以下是分情況討論：
6.1.調用 JavaScript 代碼
也許你在其他文章中曾經多次聽說 JavaScript 代碼總是在一個單獨的線程上面 調用，它的實際含義是 Objective-C 會在單獨的線程上運行 JavaScript 代碼：
調用 JavaScript 代碼的核心代碼如下：
需要注意的是，這個函數名是我們要調用 JavaScript 的中轉函數名，比如 callFunctionReturnFlushedQueue。也就是說它的作用其實是處理參數，而非真正要調用的 JavaScript 函數。
這個中轉函數接收到的參數包含了 ModuleId、MethodId 和 Arguments，然後由中轉函數查找自己的模塊配置表，找到真正要調用的 JavaScript 函數。
在實際使用的時候，我們可以這樣發起對 JavaScript 的調用：
這裡的 Name 和 Body 參數分別表示要調用的 JavaScript 的函數名和參數。
6.2.JavaScript 調用 Objective-C
在調用 Objective-C 代碼時，如前文所述，JavaScript 會解析出方法的 ModuleId、MethodId 和 Arguments 並放入到 MessageQueue 中，等待 Objective-C 主動拿走，或者超時後主動發送給 Objective-C。
Objective-C 負責處理調用的方法是 handleBuffer，它的參數是一個含有四個元素的數組，每個元素也都是一個數組，分別存放了 ModuleId、MethodId、Params，第四個元素目測用處不大。
函數內部在每一次方調用中調用 _handleRequestNumber:moduleID:methodID:params 方法。，通過查找模塊配置表找出要調用的方法，並通過 runtime 動態的調用：
在這個方法中，有一個很關鍵的方法：processMethodSignature，它會根據 JavaScript 的 CallbackId 創建一個 Block，並且在調用完函數後執行這個 Block。
7.實戰運用
俗話說：「思而不學則神棍」，下面舉一個例子來演示 Objective-C 是如何與 JavaScript 進行交互的。首先新建一個模塊：
Person 這個類是一個新的模塊，它有兩個方法暴露給 JavaScript：
在 JavaScript 中，可以這樣調用：
8.React Native優缺點分析
經過一長篇的討論，其實 React Native 的優缺點已經不難分析了，這裡簡單總結一下：
8.1.優點
復用了 React 的思想，有利於前端開發者涉足移動端。
能夠利用 JavaScript 動態更新的特性，快速迭代。
相比於原生平臺，開發速度更快，相比於 Hybrid 框架，性能更好。
8.2.缺點
做不到 Write once, Run everywhere，也就是說開發者依然需要為 iOS 和 Android 平臺提供兩套不同的代碼，比如參考官方文檔可以發現不少組件和API都區分了 Android 和 iOS 版本。即使是共用組件，也會有平臺獨享的函數。
不能做到完全屏蔽 iOS 端或 Android 的細節，前端開發者必須對原生平臺有所了解。加重了學習成本。對於移動端開發者來說，完全不具備用 React Native 開發的能力。
由於 Objective-C 與 JavaScript 之間切換存在固定的時間開銷，所以性能必定 不及原生。比如目前的官方版本無法做到 UItableview(ListView) 的視圖重用，因為滑動過程中，視圖重用需要在異步線程中執行，速度太慢。這也就導致隨著 Cell 數量的增加，佔用的內存也線性增加。
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