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

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Inspector、YellowBox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：

（例子语言Typescript）

// 组件的属性定义
interface PropsDefine {
    // 组件宽度
    width: 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: 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 }, "\u4F60\u7684\u7F51\u7EDC\u597D\u50CF\u4E0D\u7ED9\u529B"),
            React.createElement(Text, { style: Styles.text }, "\u70B9\u51FB\u6309\u94AE\u5237\u65B0")),
        React.createElement(TouchableOpacity, { style: Styles.button, onPress: this.props.onClickRefresh },
            React.createElement(Text, { style: Styles.buttonText }, "\u5237\u65B0"))));
}

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。

*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ReactNativeBaseComponent下receiveComponent -> UIManager.updateView完成的。

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