本文從源碼角度剖析 RNA 中 Java <> Js 的通信機制(基於最新的 RNA Release 20)。 對於傳統 Java<>Js 通信而言,Js 調用 Java 通不外乎 Jsbridge、onprompt、log 及 addjavascriptinterface 四種方式,在 Java...
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本文從源碼角度剖析 RNA 中 Java <> Js 的通信機制(基於最新的 RNA Release 20)。
對於傳統 Java<>Js 通信而言,Js 調用 Java 通不外乎 Jsbridge、onprompt、log 及 addjavascriptinterface 四種方式,在 Java 調用 Js 只有 loadurl 及高版本才支持的 evaluateJavaScript 兩種。但在 RN 中沒有採用了傳統 Java 與 Js 之間的通信機制,而是藉助 MessageQueue 及模塊配置表,將調用轉化為{moduleID, methodID,callbackID,args},處理端在模塊配置表裡查找註冊的模塊與方法並調用。
一、Module Registry
在 RNA 中,在應用啟動時根據 ReactPackage 會自動生成 NativeModuleRegistry 及 JavaScriptModuleRegistry 兩份模塊配置表,包含系統及自定義模塊,Java 端與 Js 端持有相同的模塊配置表,標識為可識別為 Native 模塊或 Js 模塊都是通過實現相應介面,並將實例添加 ReactPackage 的 CreactXXModules 方法即可。
CoreModulesPackage.java
@Override
public List<NativeModule> createNativeModules(
ReactApplicationContext catalystApplicationContext) {
return Arrays.<NativeModule>asList(
new AndroidInfoModule(),
new DeviceEventManagerModule(catalystApplicationContext, mHardwareBackBtnHandler),
new DebugComponentOwnershipModule(catalystApplicationContext));
}
@Override
public List<Class<? extends JavaScriptModule>> createJSModules() {
return Arrays.asList(
DeviceEventManagerModule.RCTDeviceEventEmitter.class,
JSTimersExecution.class,
RCTEventEmitter.class,
RCTNativeAppEventEmitter.class,
AppRegistry.class
}
@Override
public List<ViewManager> createViewManagers(ReactApplicationContext reactContext) {
return new ArrayList<>(0);
}
Js 模塊 extends 自 JavascriptModule,映射在 Js 相對應 Js 模塊,通過動態代理實現調用 Js 模塊。下例 AppRegistry.java 為在載入完 Jsbundle 後,Native 去啟動 React Application 的總入口,appkey 為應用的 ID。映射每個 JavascriptModule 的信息保存在 JavaScriptModuleRegistration 中,統一由 JavaScriptModuleRegistry 統一管理。
AppRegistry.java
public interface AppRegistry extends JavaScriptModule {
void runApplication(String appKey, WritableMap appParameters);
void unmountApplicationComponentAtRootTag(int rootNodeTag);
}
Java 模塊 extends 自 BaseJavaModule,在 Js 層存在同名文件識別為可調用的 Native。重寫 getName 識別為 Js 的模塊名,重寫 getConstants 識別為 Js 可訪問的常量,方法通過註解 @ReactMethod 可識別供 Js 調用的 API 介面,所有 Java 層提供的模塊介面統一由 NativeModuleRegistry 統一暴露。
AndroidInfoModule.java
public class AndroidInfoModule extends BaseJavaModule {
@Override
public String getName() {
return "AndroidConstants";
}
@Override
public @Nullable Map<String, Object> getConstants() {
HashMap<String, Object> constants = new HashMap<String, Object>();
constants.put("Version", Build.VERSION.SDK_INT);
return constants;
}
}
二、Java -> Js
完整通信機制流程圖:
簡要說明下這5個步驟:
1.CatalystanceImpl 為 Js<>Java 通信高層封裝實現類,業務模塊通過 ReactInstanceManager 與 CatalystanceImpl 間接通信,調用Js暴露出來的API。
2.將來自Java層的調用拆分為 ModuleID,MethodID 及 Params,JavaScriptModuleInvocationHandler 通過動態代理方式交由 CatalystanceImpl 統一處理。
-
CatalystanceImpl 進一步將 ModuleID,MethodID 及 Params 轉交給 ReactBridge JNI 處理。
-
ReactBridge 調用 C++層的調用鏈轉發 ModuleID,MethodID 及 Params。
5.最終通過 JSCHelper 的 evaluateScript 的方法將 ModuleID,MethodID 及 Params 藉助 JSC 傳遞給 Js 層。
整體調用關係比較清晰,下麵分別藉助源碼說明上面整個流程。
在 Java 層 implements JavaScriptModule 這個 interface 被識別為 Js 層暴露的公共 Module,(由JS不允許的方法名稱重載,所以繼承自 JavaScriptModule 同樣不允許方法重載)。JavaScriptModuleRegistry 負責管理所有的 JavaScriptModule,持有對 JavaScriptModuleInvocationHandler 的引用,通過 invoke 的方式,統一調度從 Java -> Js 的調用。
JavaScriptModuleInvocationHandler.java
private static class JavaScriptModuleInvocationHandler implements InvocationHandler {
private final CatalystInstanceImpl mCatalystInstance;
private final JavaScriptModuleRegistration mModuleRegistration;
public JavaScriptModuleInvocationHandler(
CatalystInstanceImpl catalystInstance,
JavaScriptModuleRegistration moduleRegistration) {
mCatalystInstance = catalystInstance;
mModuleRegistration = moduleRegistration;
}
@Override
public @Nullable Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
String tracingName = mModuleRegistration.getTracingName(method);
mCatalystInstance.callFunction(
mModuleRegistration.getModuleId(),
mModuleRegistration.getMethodId(method),
Arguments.fromJavaArgs(args),
tracingName);
return null;
}
}
CatalystInstance 為 Java 與 Js 之前通信的高層介面,已被抽離成介面,CatalystInstanceImpl 為其基礎實現類,業務側在 ReactInstanceManager Create ReactContext 時通過 Builder 構建實例化,業務一般不直接持有 CatalystInstance 的引用,一般通過 Framework 層的 ReactInstanceManager 的實現類進行訪問。持有對 JavaScriptModuleRegistry& RativeModuleRegistry 的引用。
CatalystInstanceImpl.java
@Override
public <T extends JavaScriptModule> T getJSModule(Class<T> jsInterface) {
return Assertions.assertNotNull(mJSModuleRegistry).getJavaScriptModule(jsInterface);
}
在 CatalystInstance 初始化時會調用 initializeBridge 初始化私有成員 ReactBridge,ReactBridge 做為 JNI 層的通信橋接對象,負責 Java<>JCS 之間的通信。在 Java 層調用 JS 會調用 JNI 的 CallFunction 的方法,通過 JSC 轉接到 JS 層的模塊。
CatalystInstanceImpl.java
private ReactBridge initializeBridge(
JavaScriptExecutor jsExecutor,
JavaScriptModulesConfig jsModulesConfig) {
mReactQueueConfiguration.getJSQueueThread().assertIsOnThread();
Assertions.assertCondition(mBridge == null, "initializeBridge should be called once");
Systrace.beginSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE, "ReactBridgeCtor");
ReactBridge bridge;
try {
bridge = new ReactBridge(
jsExecutor,
new NativeModulesReactCallback(),
mReactQueueConfiguration.getNativeModulesQueueThread());
} finally {
Systrace.endSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE);
}
Systrace.beginSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE, "setBatchedBridgeConfig");
try {
bridge.setGlobalVariable(
"__fbBatchedBridgeConfig",
buildModulesConfigJSONProperty(mJavaRegistry, jsModulesConfig));
bridge.setGlobalVariable(
"__RCTProfileIsProfiling",
Systrace.isTracing(Systrace.TRACE_TAG_REACT_APPS) ? "true" : "false");
} finally {
Systrace.endSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE);
}
return bridge;
}
ReactBridge.java
/**
* All native functions are not thread safe and appropriate queues should be used
*/
public native void loadScriptFromAssets(AssetManager assetManager, String assetName);
public native void loadScriptFromFile(@Nullable String fileName, @Nullable String sourceURL);
public native void callFunction(int moduleId, int methodId, NativeArray arguments);
public native void invokeCallback(int callbackID, NativeArray arguments);
public native void setGlobalVariable(String propertyName, String jsonEncodedArgument);
public native boolean supportsProfiling();
public native void startProfiler(String title);
public native void stopProfiler(String title, String filename);
private native void handleMemoryPressureModerate();
private native void handleMemoryPressureCritical();
Onload.cpp 為 C++ 層主要入口,涵蓋類型操作,jsbundle 載入及全局變數操作等。通過 bridge.cpp 的轉接到 JSExector.cpp 執行 JS。JSExector.cpp 最終將調用轉發到 JSCHelper.cpp 中執行evaluateScript 的函數,從而執行 JS 的調用。
OnLoad.cpp
static void callFunction(JNIEnv* env, jobject obj, jint moduleId, jint methodId,
NativeArray::jhybridobject args) {
auto bridge = extractRefPtr<Bridge>(env, obj);
auto arguments = cthis(wrap_alias(args));
try {
bridge->callFunction(
(double) moduleId,
(double) methodId,
std::move(arguments->array)
);
} catch (...) {
translatePendingCppExceptionToJavaException();
}
Bridge.cpp
void Bridge::callFunction(const double moduleId, const double methodId, const folly::dynamic& arguments) {
if (*m_destroyed) {
return;
}
#ifdef WITH_FBSYSTRACE
FbSystraceSection s(TRACE_TAG_REACT_CXX_BRIDGE, "Bridge.callFunction");
#endif
auto returnedJSON = m_jsExecutor->callFunction(moduleId, methodId, arguments);
m_callback(parseMethodCalls(returnedJSON), true /* = isEndOfBatch */);
}
JSCExectutor.cpp
std::string JSCExecutor::callFunction(const double moduleId, const double methodId, const folly::dynamic& arguments) {
// TODO: Make this a first class function instead of evaling. #9317773
std::vector<folly::dynamic> call{
(double) moduleId,
(double) methodId,
std::move(arguments),
};
return executeJSCallWithJSC(m_context, "callFunctionReturnFlushedQueue", std::move(call));
}
JSCHelpers.cpp
JSValueRef evaluateScript(JSContextRef context, JSStringRef script, JSStringRef source, const char *cachePath) {
JSValueRef exn, result;
#if WITH_FBJSCEXTENSIONS
if (source){
// If evaluating an application script, send it through `JSEvaluateScriptWithCache()`
// to add cache support.
result = JSEvaluateScriptWithCache(context, script, NULL, source, 0, &exn, cachePath);
} else {
result = JSEvaluateScript(context, script, NULL, source, 0, &exn);
}
#else
result = JSEvaluateScript(context, script, NULL, source, 0, &exn);
#endif
if (result == nullptr) {
Value exception = Value(context, exn);
std::string exceptionText = exception.toString().str();
FBLOGE("Got JS Exception: %s", exceptionText.c_str());
auto line = exception.asObject().getProperty("line");
std::ostringstream locationInfo;
std::string file = source != nullptr ? String::adopt(source).str() : "";
locationInfo << "(" << (file.length() ? file : "<unknown file>");
if (line != nullptr && line.isNumber()) {
locationInfo << ":" << line.asInteger();
}
locationInfo << ")";
throwJSExecutionException("%s %s", exceptionText.c_str(), locationInfo.str().c_str());
}
return result;
}
至此,從 Java -> C++ 層調用鏈結束,JSC 將執行 JS 調用,在 JS Framewrok 層接收來自 C++的調用為 MessageQueue.js 的 callFunctionReturnFlushedQueue。在調用 CallFunction 執行 Js 後,會調用 flushedQueue 更新隊列。
MessageQueue.js
callFunctionReturnFlushedQueue(module, method, args) {
guard(() => {
this.__callFunction(module, method, args);
this.__callImmediates();
});
return this.flushedQueue();
}
MessageQueue.js
__callFunction(module, method, args) {
this._lastFlush = new Date().getTime();
this._eventLoopStartTime = this._lastFlush;
if (isFinite(module)) {
method = this._methodTable[module][method];
module = this._moduleTable[module];
}
Systrace.beginEvent(`${module}.${method}()`);
if (__DEV__ && SPY_MODE) {
console.log('N->JS : ' + module + '.' + method + '(' + JSON.stringify(args) + ')');
}
var moduleMethods = this._callableModules[module];
invariant(
!!moduleMethods,
'Module %s is not a registered callable module.',
module
);
moduleMethods[method].apply(moduleMethods, args);
Systrace.endEvent();
}
三、Js -> Java
對於 JS -> Java 調用的設計相對獨特,在 React Native 的設計中, JS 是不能直接調用 Java 的介面的,而是將來自 JS 層的調用 Push 到 JS 層的一個 MessageQueue 中,在事件發生時會調用 JS 相應的模塊方法去處理,處理完這些事件後再執行 JS 想讓 Java 執行的方法,與 native 開發里事件響應機制是一致的。
完整通信機制流程圖:
簡要說明下這5個步驟:
1.JS 層調用 Java 層暴露的 API。
2.將來自 JS 層的調用拆分為 ModuleID,MethodID 及 Params 分別 push 進相應的 queue 中。
3.當事件發生時,會執行從 Java -> JS 上面這條調用鏈路。
4.在執行完 callFunctionReturnFlushedQueue 後,會調用 flushedQueue 並返回 MessageQueue,即刷新後的隊列。
5.Java 層的 JavaRegistry 根據模塊配置表調用相應模塊執行。
下麵分別藉助源碼說明上面整個流程。
MessageQueue.js
__nativeCall(module, method, params, onFail, onSucc) {
if (onFail || onSucc) {
// eventually delete old debug info
(this._callbackID > (1 << 5)) &&
(this._debugInfo[this._callbackID >> 5] = null);
this._debugInfo[this._callbackID >> 1] = [module, method];
onFail && params.push(this._callbackID);
this._callbacks[this._callbackID++] = onFail;
onSucc && params.push(this._callbackID);
this._callbacks[this._callbackID++] = onSucc;
}
global.nativeTraceBeginAsyncFlow &&
global.nativeTraceBeginAsyncFlow(TRACE_TAG_REACT_APPS, 'native', this._callID);
this._callID++;
this._queue[MODULE_IDS].push(module);
this._queue[METHOD_IDS].push(method);
this._queue[PARAMS].push(params);
var now = new Date().getTime();
if (global.nativeFlushQueueImmediate &&
now - this._lastFlush >= MIN_TIME_BETWEEN_FLUSHES_MS) {
global.nativeFlushQueueImmediate(this._queue);
this._queue = [[], [], [], this._callID];
this._lastFlush = now;
}
Systrace.counterEvent('pending_js_to_native_queue', this._queue[0].length);
if (__DEV__ && SPY_MODE && isFinite(module)) {
console.log('JS->N : ' + this._remoteModuleTable[module] + '.' +
this._remoteMethodTable[module][method] + '(' + JSON.stringify(params) + ')');
}
}
MessageQueue.js
callFunctionReturnFlushedQueue(module, method, args) {
guard(() => {
this.__callFunction(module, method, args);
this.__callImmediates();
});
return this.flushedQueue();
}
invokeCallbackAndReturnFlushedQueue(cbID, args) {
guard(() => {
this.__invokeCallback(cbID, args);
this.__callImmediates();
});
return this.flushedQueue();
}
flushedQueue() {
this.__callImmediates();
let queue = this._queue;
this._queue = [[], [], [], this._callID];
return queue[0].length ? queue : null;
}
Js 層通過調用__nativeCall 將 ModuleID,MethodID 及 Params 放入不同隊列。當 Java 層事件發生後會調用 Java -> Js 整個調用鏈,最終到 flushedQueue 並返回 MessageQueue。
Java 層收到來自 MessageQueue 的調用信息,查詢 Java 層模塊配置表,調用相應模塊相應介面。
CatalystInstanceImpl$NativeModulesReactCallback.java
private class NativeModulesReactCallback implements ReactCallback {
@Override
public void call(int moduleId, int methodId, ReadableNativeArray parameters) {
mReactQueueConfiguration.getNativeModulesQueueThread().assertIsOnThread();
// Suppress any callbacks if destroyed - will only lead to sadness.
if (mDestroyed) {
return;
}
mJavaRegistry.call(CatalystInstanceImpl.this, moduleId, methodId, parameters);
}
}
查詢到相應 Java 模塊,通過反射調用相應介面。
BaseJavaModule.java
@Override
public void invoke(CatalystInstance catalystInstance, ReadableNativeArray parameters) {
Systrace.beginSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE, "callJavaModuleMethod");
try {
mMethod.invoke(BaseJavaModule.this, mArguments);
} catch (IllegalArgumentException ie) {
}
} finally {
Systrace.endSection(Systrace.TRACE_TAG_REACT_JAVA_BRIDGE);
}
}
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