React Native、Weex

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本篇主要介绍一下 JavaScript开发 + 原生渲染 的跨平台框架原理。

React Native (简称 RN )是 Facebook 于 2015 年 4 月开源的跨平台移动应用开发框架,是 Facebook 早先开源的 Web 框架 React 在原生移动应用平台的衍生产物,目前支持 iOS 和 Android 两个平台。RN 使用JSX 语言(扩展后的 JavaScript,主要是可以在 JavaScript 中写 HTML标签)和 CSS 来开发移动应用。因此,熟悉 Web 前端开发的技术人员只需很少的学习就可以进入移动应用开发领域。

由于 RN 和 React 原理相通,并且 Flutter在应用层也是受 React 启发,很多思想也都是相通的,因此,我们有必要深入了解一下React原理。

React 是一个响应式的 Web 框架,我们先了解一下两个重要的概念:DOM 树与响应式编程。

#1. DOM树与控件树

文档对象模型(Document Object Model,简称DOM),是 W3C 组织推荐的处理可扩展标志语言的标准编程接口,一种独立于平台和语言的方式访问和修改一个文档的内容和结构。换句话说,这是表示和处理一个 HTML 或XML 文档的标准接口。简单来说,DOM 就是文档树,与用户界面控件树对应,在前端开发中通常指 HTML 对应的渲染树,但广义的 DOM 也可以指 Android 中的 XML 布局文件对应的控件树,而术语DOM操作就是指直接来操作渲染树(或控件树), 因此,可以看到其实 DOM 树和控件树是等价的概念,只不过前者常用于 Web 开发中,而后者常用于原生开发中。

#2. 响应式编程

React 中提出一个重要思想:状态改变则UI随之自动改变。而 React 框架本身就是响应用户状态改变的事件而执行重新构建用户界面的工作,这就是典型的 响应式 编程范式,下面我们总结一下 React 中响应式原理:

  • 开发者只需关注状态转移(数据),当状态发生变化,React 框架会自动根据新的状态重新构建UI。

  • React 框架在接收到用户状态改变通知后,会根据当前渲染树,结合最新的状态改变,通过 Diff 算法,计算出树中变化的部分,然后只更新变化的部分(DOM操作),从而避免整棵树重构,提高性能。

值得注意的是,在第二步中,状态变化后 React 框架并不会立即去计算并渲染 DOM 树的变化部分,相反,React会在 DOM 树的基础上建立一个抽象层,即虚拟DOM树,对数据和状态所做的任何改动,都会被自动且高效的同步到虚拟 DOM ,最后再批量同步到真实 DOM 中,而不是每次改变都去操作一下DOM。

为什么不能每次改变都直接去操作 DOM 树?这是因为在浏览器中每一次 DOM 操作都有可能引起浏览器的重绘或回流(重新排版布局,确定 DOM 节点的大小和位置):

  1. 如果 DOM 只是外观风格发生变化,如颜色变化,会导致浏览器重绘界面。

  2. 如果 DOM 树的结构发生变化,如尺寸、布局、节点隐藏等导致,浏览器就需要回流。

而浏览器的重绘和回流都是比较昂贵的操作,如果每一次改变都直接对 DOM 进行操作,这会带来性能问题,而批量操作只会触发一次 DOM 更新,会有更高的性能。

思考题:Diff操作和DOM批量更新难道不应该是浏览器的职责吗?第三方框架中去做合不合适?

#3. React Native

上文已经提到 React Native 是 React 在原生移动应用平台的衍生产物,那两者主要的区别是什么呢?其实,主要的区别在于虚拟 DOM 映射的对象是什么。React中虚拟 DOM 最终会映射为浏览器 DOM 树,而 RN 中虚拟 DOM会通过 JavaScriptCore 映射为原生控件。

JavaScriptCore 是一个JavaScript解释器,它在React Native中主要有两个作用:

  1. 为 JavaScript 提供运行环境。

  2. 是 JavaScript 与原生应用之间通信的桥梁,作用和 JsBridge 一样,事实上,在 iOS 中,很多 JsBridge 的实现都是基于 JavaScriptCore 。

而 RN 中将虚拟 DOM 映射为原生控件的过程主要分两步:

  1. 布局消息传递; 将虚拟 DOM 布局信息传递给原生;

  2. 原生根据布局信息通过对应的原生控件渲染;

至此,React Native 便实现了跨平台。 相对于混合应用,由于React Native是 原生控件渲染,所以性能会比混合应用中 H5 好一些,同时 React Native 提供了很多原生组件对应的 Web 组件,大多数情况下开发者只需要使用 Web 技术栈 就能开发出 App。我们可以发现,这样也就做到了维护一份代码,便可以跨平台了。

#4. Weex

Weex 是阿里巴巴于 2016 年发布的跨平台移动端开发框架,思想及原理和 React Native 类似,底层都是通过原生渲染的,不同是应用层开发语法 (即 DSL,Domain Specific Language):Weex 支持 Vue 语法和 Rax 语法,Rax 的 DSL(Domain Specific Language) 语法是基于 React JSX 语法而创造,而 RN 的 DSL 是基于 React 的,不支持 Vue。

#5. 小结

JavaScript 开发 + 原生渲染 的方式主要优点如下:

  1. 采用 Web 开发技术栈,社区庞大、上手快、开发成本相对较低。

  2. 原生渲染,性能相比 H5 提高很多。

  3. 动态化较好,支持热更新。

不足:

  1. 渲染时需要 JavaScript 和原生之间通信,在有些场景如拖动可能会因为通信频繁导致卡顿。

  2. JavaScript 为脚本语言,执行时需要解释执行 (这种执行方式通常称为 JIT,即 Just In Time,指在执行时实时生成机器码),执行效率和编译类语言(编译类语言的执行方式为 AOT ,即 Ahead Of Time,指在代码执行前已经将源码进行了预处理,这种预处理通常情况下是将源码编译为机器码或某种中间码)仍有差距。

  3. 由于渲染依赖原生控件,不同平台的控件需要单独维护,并且当系统更新时,社区控件可能会滞后;除此之外,其控件系统也会受到原生UI系统限制,例如,在 Android 中,手势冲突消歧规则是固定的,这在使用不同人写的控件嵌套时,手势冲突问题将会变得非常棘手。这就会导致,如果需要自定义原生渲染组件时,开发和维护成本过高。


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