React Native 从入门到原理一

React Native 从入门到原理一

React Native 是最近很是火的一个话题，介绍如何利用 React Native 进行开发的文章和书籍多如牛毛，但面向入门水平并介绍它工做原理的文章却寥寥无几。

本文分为两个部分：上半部分用通俗的语言解释了相关的名词，重点介绍 React Native 出现的背景和试图解决的问题。适合新手对 React Native 造成初步了解。

下半部分则经过源码（0.27 版本）分析 React Native 的工做原理，适合深刻学习理解 React Native 的运行机制。最后则是我我的对 React Native 的分析与前景判断。

动态配置

因为 AppStore 审核周期的限制，如何动态的更改 app 成为了永恒的话题。不管采用何种方式，咱们的流程老是能够归结为如下三部曲：“从 Server 获取配置 --> 解析 --> 执行native代码”。

不少时候，咱们自觉或者不自觉的利用 JSON 文件实现动态配置的效果，它的核心流程是：

1. 经过 HTTP 请求获取 JSON 格式的配置文件。
2. 配置文件中标记了每个元素的属性，好比位置，颜色，图片 URL 等。
3. 解析完 JSON 后，咱们调用 Objective-C 的代码，完成 UI 控件的渲染。

经过这种方法，咱们实现了在后台配置 app 的展现样式。从本质上来讲，移动端和服务端约定了一套协议，可是协议内容严重依赖于应用内要展现的内容，不利于拓展。也就是说，若是业务要求频繁的增长或修改页面，这套协议很难应付。

最重要的是，JSON 只是一种数据交换的格式，说白了，咱们就是在解析文本数据。这就意味着它只适合提供一些配置信息，而不方便提供逻辑信息。举个例子，咱们从后台能够配置颜色，位置等信息，但若是想要控制 app 内的业务逻辑，就很是复杂了。

记住，咱们只是在解析字符串，它彻底不具有运行和调试的能力。

React

不妨暂时抛弃移动端的烦恼，来看看前端的“新玩意”。

背景

做为前端小白，我之前对前端的理解是这样的：

• 用 HTML 建立 DOM，构建整个网页的布局、结构
• 用 CSS 控制 DOM 的样式，好比字体、字号、颜色、居中等
• 用 JavaScript 接受用户事件，动态的操控 DOM

在这三者的配合下，几乎全部页面上的功能都能实现。但也有比较不爽地方，好比我想动态修改一个按钮的文字，我须要这样写：

<button type="button" id="button" onclick="onClick()">old button</button>

而后在 JavaScript 中操做 DOM：

<script>
function onClick() {
  document.getElementById('button').innerHTML='new button';
}
</script>

能够看到，在 HTML 和 JavaScript 代码中，id 和 onclick 事件触发的函数必须彻底对应，不然就没法正确的响应事件。若是想知道一个 HTML 标签会如何被响应，咱们还得跑去 JavaScript 代码中查找，这种原始的配置方式让我以为很是不爽。

初识 React

随着 FaceBook 推出了 React 框架，这个问题获得了大幅度改善。咱们能够把一组相关的 HTML 标签，也就是 app 内的 UI 控件，封装进一个组件(Component)中，我从阮一峰的 React 教程中摘录了一段代码：

var MyComponent = React.createClass({
  handleClick: function() {
    this.refs.myTextInput.focus();
  },
  render: function() {
    return (
      <div>
        <input type="text" ref="myTextInput" />
        <input type="button" value="Focus the text input" onClick={this.handleClick} />
      </div>
    );
  }
});

若是你想问：“为何 JavaScript 代码里面出现了 HTML 的语法”，那么恭喜你已经初步体会到 React 的奥妙了。这种语法被称为 JSX，它是一种 JavaScript 语法拓展。JSX 容许咱们写 HTML 标签或 React 标签，它们终将被转换成原生的 JavaScript 并建立 DOM。

在 React 框架中，除了能够用 JavaScript 写 HTML 之外，咱们甚至能够写 CSS，这在后面的例子中能够看到。

理解 React

前端界老是喜欢创造新的概念，仿佛谁说的名词更晦涩，谁的水平就越高。若是你和当时的我同样，听到 React 这个概念一脸懵逼的话，只要记住如下定义便可：

React 是一套能够用简洁的语法高效绘制 DOM 的框架

上文已经解释过了何谓“简洁的语法”，由于咱们能够暂时放下 HTML 和 CSS，只关心如何用 JavaScript 构造页面。

所谓的“高效”，是由于 React 首创了 Virtual DOM 机制。Virtual DOM 是一个存在于内存中的 JavaScript 对象，它与 DOM 是一一对应的关系，也就是说只要有 Virtual DOM，咱们就能渲染出 DOM。

当界面发生变化时，得益于高效的 DOM Diff 算法，咱们可以知道 Virtual DOM 的变化，从而高效的改动 DOM，避免了从新绘制 DOM。

固然，React 并非前端开发的所有。从以前的描述也能看出，它专一于 UI 部分，对应到 MVC 结构中就是 View 层。要想实现完整的 MVC 架构，还须要 Model 和 Controller 的结构。在前端开发时，咱们能够采用 Flux 和 Redux 架构，它们并不是框架(Library)，而是和 MVC 同样都是一种架构设计(Architecture)。

若是不从事前端开发，就不用深刻的掌握 Flux 和 Redux 架构，但理解这一套体系结构对于后面理解 React Native 很是重要。

React Native

分别介绍完了移动端和前端的背景知识后，本文的主角——React Native 终于要登场了。

融合

前面咱们介绍了移动端经过 JSON 文件传递信息的不足之处：只能传递配置信息，没法表达逻辑。从本质上讲，这是由于 JSON 毕竟只是纯文本，它缺少像编程语言那样的运行能力。

而 React 在前端取得突破性成功之后，JavaScript 布道者们开始试图一统三端。他们利用了移动平台可以运行 JavaScript 代码的能力，而且发挥了 JavaScript 不只仅能够传递配置信息，还能够表达逻辑信息的优势。

当痛点赶上特色，二者一拍即合，因而乎：

一个基于 JavaScript，具有动态配置能力，面向前端开发者的移动端开发框架，React Native，诞生了！

看到了么，这是一个面向前端开发者的框架。它的宗旨是让前端开发者像用 React 写网页那样，用 React Native 写移动端应用。这就是为何 React Native 自称：

Learn once，Write anywhere!

而非不少跨平台语言，项目所说的：

Write once, Run anywhere!

React Native 但愿前端开发者学习完 React 后，可以用一样的语法、工具等，分别开发安卓和 iOS 平台的应用而且不用一行原生代码。

若是用一个词归纳 React Native，那就是：Native 版本的 React。

原理概述

React Native 不是黑科技，咱们写的代码老是以一种很是合理，能够解释的方式的运行着，只是绝大多数人没有理解而已。接下来我以 iOS 平台为例，简单的解释一下 React Native 的原理。

首先要明白的一点是，即便使用了 React Native，咱们依然须要 UIKit 等框架，调用的是 Objective-C 代码。总之，JavaScript 只是辅助，它只是提供了配置信息和逻辑的处理结果。React Native 与 Hybrid 彻底没有关系，它只不过是以 JavaScript 的形式告诉 Objective-C 该执行什么代码。

其次，React Native 可以运行起来，全靠 Objective-C 和 JavaScript 的交互。对于没有接触过 JavaScript 的人来讲，很是有必要理解 JavaScript 代码如何被执行。

咱们知道 C 系列的语言，通过编译，连接等操做后，会获得一个二进制格式的可执行文，所谓的运行程序，实际上是运行这个二进制程序。

而 JavaScript 是一种脚本语言，它不会通过编译、连接等操做，而是在运行时才动态的进行词法、语法分析，生成抽象语法树(AST)和字节码，而后由解释器负责执行或者使用 JIT 将字节码转化为机器码再执行。整个流程由 JavaScript 引擎负责完成。

苹果提供了一个叫作 JavaScript Core 的框架，这是一个 JavaScript 引擎。经过下面这段代码能够简单的感觉一下 Objective-C 如何调用 JavaScript 代码：

JSContext *context = [[JSContext alloc] init];
JSValue *jsVal = [context evaluateScript:@"21+7"];
int iVal = [jsVal toInt32];

这里的 JSContext 指的是 JavaScript 代码的运行环境，经过 evaluateScript 便可执行 JavaScript 代码并获取返回结果。

JavaScript 是一种单线程的语言，它不具有自运行的能力，所以老是被动调用。不少介绍 React Native 的文章都会提到 “JavaScript 线程” 的概念，实际上，它表示的是 Objective-C 建立了一个单独的线程，这个线程只用于执行 JavaScript 代码，并且 JavaScript 代码只会在这个线程中执行。

Objective-C 与 JavaScript 交互

提到 Objective-C 与 JavaScript 的交互，不得不推荐 bang神的这篇文章：React Native通讯机制详解 。虽然其中很多细节都已通过时，可是总体的思路值得学习。

本节主要分析 Objective-C 与 JavaScript 交互时的整理逻辑与流程，下一节将经过源码来分析具体原理。

JavaScript 调用 Objective-C

因为 JavaScript Core 是一个面向 Objective-C 的框架，在 Objective-C 这一端，咱们对 JavaScript 上下文知根知底，能够很容易的获取到对象，方法等各类信息，固然也包括调用 JavaScript 函数。

真正复杂的问题在于，JavaScript 不知道 Objective-C 有哪些方法能够调用。

React Native 解决这个问题的方案是在 Objective-C 和 JavaScript 两端都保存了一份配置表，里面标记了全部 Objective-C 暴露给 JavaScript 的模块和方法。这样，不管是哪一方调用另外一方的方法，实际上传递的数据只有 ModuleId、MethodId 和 Arguments 这三个元素，它们分别表示类、方法和方法参数，当 Objective-C 接收到这三个值后，就能够经过 runtime 惟一肯定要调用的是哪一个函数，而后调用这个函数。

再次重申，上述解决方案只是一个抽象概念，可能与实际的解决方案有微小差别，好比实际上 Objective-C 这一端，并无直接保存这个模块配置表。具体实现将在下一节中随着源码一块儿分析。

闭包与回调

既然说到函数互调，那么就不得不提到回调了。对于 Objective-C 来讲，执行完 JavaScript 代码再执行 Objective-C 回调毫无难度，难点依然在于 JavaScript 代码调用 Objective-C 以后，如何在 Objective-C 的代码中，回调执行 JavaScript 代码。

目前 React Native 的作法是：在 JavaScript 调用 Objective-C 代码时，注册要回调的 Block，而且把 BlockId 做为参数发送给 Objective-C，Objective-C 收到参数时会建立 Block，调用完 Objective-C 函数后就会执行这个刚刚建立的 Block。

Objective-C 会向 Block 中传入参数和 BlockId，而后在 Block 内部调用 JavaScript 的方法，随后 JavaScript 查找到当时注册的 Block 并执行。

图解

好吧，若是你是新手，而且坚持读到了这里，估计已经懵逼了。不要担忧，与 JavaScript 的交互确实不是一会儿可以彻底理清楚的，你能够先参考这个示意图：

交互流程

注：

1. 本图由 bang 的文章中的图片修改而来
2. 本图只是一个简单的示意图，不建议当作时序图使用，请参考下一节源码分析。
3. Objective-C 和 JavaScript 的交互老是由前者发起，本图为了简化，省略了这一步骤。

React Native 源码分析

要想深刻理解 React Native 的工做原理，有两个部分有必要阅读一下，分别是初始化阶段和方法调用阶段。

为了提炼出代码的核心含义，我会在不改变代码意图的基础上对它作一些删改，以便阅读。

写这篇文章是，React Native 还处于 0.27 版本，因为在 1.0 以前的变更幅度相对较大，所以下面的源码分析极可能随着 React Native 的演变而过期。但无论什么时候，把下面的源码读一遍都有助于你加深对 React Native 原理的理解。