JavaScript内核与高级编程之：`JavaScript` 的 `React Native`：其在原生移动应用中的 `Bridge` 通信机制。

早上好，各位！今天咱们来聊聊 React Native 的“神秘桥梁”—— Bridge 通信机制。 别害怕，听起来高大上，其实就是个“翻译官”，让 JavaScript 代码能指挥原生应用干活。

一、React Native 里的“语言不通”问题

想象一下，你跟一个只会说中文的老大爷（原生代码）想让他帮你买包烟，但是你只会说英文（JavaScript 代码）。怎么办？ 找个翻译（Bridge）！

React Native 也是一样。 JavaScript 代码运行在 JavaScript 引擎里，而原生代码（比如 Objective-C/Swift for iOS, Java/Kotlin for Android）运行在各自的平台上。 它们就像两个说着不同语言的老大爷，直接对话是不可能的。

二、Bridge：架起沟通的桥梁

Bridge 的作用就是在这两种语言之间架起一座桥梁，负责翻译和传递信息。它让 JavaScript 代码可以调用原生模块，实现各种原生功能，比如访问摄像头、读取定位等等。

三、Bridge 的工作原理：异步消息队列

Bridge 的核心是“异步消息队列”。 啥意思呢？ 就像一个排队系统， JavaScript 代码发出的指令（消息）会被放到队列里，然后 Bridge 会按照顺序把这些指令“翻译”成原生代码能理解的指令，再交给原生模块去执行。 执行完后，原生模块会把结果也放到队列里，Bridge 再把结果“翻译”成 JavaScript 代码能理解的形式，返回给 JavaScript 代码。

整个过程是异步的，也就是说， JavaScript 代码发出指令后，不用等着原生模块执行完，可以继续做其他事情。 等原生模块执行完，结果会通过回调函数或者 Promise 的方式通知 JavaScript 代码。

四、Bridge 通信的详细流程

我们可以把 Bridge 的通信流程分解成以下几个步骤：

1. JavaScript 调用原生模块：

   • JavaScript 代码通过特定的 API（比如 NativeModules ）调用原生模块的方法。
   • 这个调用会被序列化成一个 JSON 对象，包含模块名、方法名、参数等信息。
   • 这个 JSON 对象会被发送到 Bridge 的 JavaScript 端。

2. Bridge 处理 JavaScript 端的消息：

   • Bridge 的 JavaScript 端接收到 JSON 对象后，会把它放到消息队列里。
   • Bridge 的原生端会不断地从消息队列里取出消息。

3. Bridge 翻译消息：

   • Bridge 的原生端会根据 JSON 对象里的信息，找到对应的原生模块和方法。
   • 它会把 JavaScript 的数据类型转换成原生数据类型，比如把 JavaScript 的字符串转换成 Java 的 String 或者 Objective-C 的 NSString 。
   • 然后，它会调用原生模块的方法，并把转换后的参数传递给它。

4. 原生模块执行任务：

   • 原生模块执行完任务后，会把结果返回给 Bridge 的原生端。
   • 结果也会被转换成 JavaScript 可以理解的数据类型。

5. Bridge 返回结果：

   • Bridge 的原生端把结果发送到 Bridge 的 JavaScript 端。
   • Bridge 的 JavaScript 端会根据之前调用的方式（回调函数或者 Promise ），把结果返回给 JavaScript 代码。

五、代码示例：用 Bridge 调用原生模块

咱们来看一个简单的例子，用 React Native 调用原生模块，显示一个 Toast 提示框。

1. 原生模块（Android – Java）：

package com.example.toastmodule;

import com.facebook.react.bridge.ReactApplicationContext;
import com.facebook.react.bridge.ReactContextBaseJavaModule;
import com.facebook.react.bridge.ReactMethod;
import android.widget.Toast;

public class ToastModule extends ReactContextBaseJavaModule {

    private static ReactApplicationContext reactContext;

    public ToastModule(ReactApplicationContext context) {
        super(context);
        reactContext = context;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "ToastModule";  // JavaScript 里要用到这个名字
    }

    @ReactMethod
    public void show(String message, int duration) {
        Toast.makeText(reactContext, message, duration).show();
    }
}

2. 原生模块（iOS – Objective-C）：

#import "ToastModule.h"
#import <UIKit/UIKit.h>

@implementation ToastModule

RCT_EXPORT_MODULE();  // JavaScript 里要用到这个名字

RCT_EXPORT_METHOD(show:(NSString *)message duration:(NSInteger)duration)
{
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
    UIAlertController *alertController = [UIAlertController alertControllerWithTitle:nil
                                                                             message:message
                                                                      preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
    [self presentAlert:alertController duration:duration];
  });
}

- (void)presentAlert:(UIAlertController *)alertController duration:(NSInteger)duration {
    [[UIApplication sharedApplication].keyWindow.rootViewController presentViewController:alertController animated:YES completion:nil];

    int dismissTime = duration == 0 ? 2 : 3.5; //0: short, 1: long
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(dismissTime * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        [alertController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
    });
}

@end

3. JavaScript 代码：

import { NativeModules, Button, View } from 'react-native';

const { ToastModule } = NativeModules;  // 注意这里的名字要和原生模块里 `getName()` 返回的值一样

function App() {
  const showToast = () => {
    ToastModule.show('Hello from React Native!', ToastModule.SHORT); // 调用原生模块的 `show` 方法
  };

  return (
    <View>
      <Button title="Show Toast" onPress={showToast} />
    </View>
  );
}

export default App;

解释：

• 原生模块： 定义了一个名为 ToastModule 的模块，它有一个 show 方法，可以显示一个 Toast 提示框。 getName() 方法返回模块的名字，这个名字会在 JavaScript 代码里用到。 @ReactMethod (Java) 和 RCT_EXPORT_METHOD (Objective-C) 标记的方法可以被 JavaScript 调用。
• JavaScript 代码： 首先从 NativeModules 里拿到 ToastModule 对象。 然后，调用 ToastModule.show 方法，传递消息和持续时间。

注意： 要使用原生模块，需要先在原生项目中注册它们。 具体步骤请参考 React Native 官方文档。

六、Bridge 的优缺点

优点：

• 可以访问原生功能： 这是 Bridge 最重要的作用。 JavaScript 代码可以通过 Bridge 调用原生模块，访问摄像头、GPS、传感器等等。
• 提高性能： 对于一些性能敏感的操作，可以放在原生代码里执行，然后通过 Bridge 返回结果给 JavaScript 代码。 这样可以避免 JavaScript 的性能瓶颈。
• 代码复用： 可以把现有的原生代码封装成 React Native 模块，然后在 JavaScript 代码里调用。 这样可以避免重复造轮子。

缺点：

• 通信开销： 每次 JavaScript 代码调用原生模块，都需要通过 Bridge 进行序列化、传输、反序列化等操作。 这些操作会带来一定的开销，影响性能。
• 数据类型转换： JavaScript 和原生代码使用不同的数据类型。 Bridge 需要负责数据类型的转换，这可能会导致一些精度损失或者类型错误。
• 调试困难： Bridge 通信过程比较复杂，调试起来比较困难。 需要同时调试 JavaScript 代码和原生代码。

七、Bridge 的优化

为了提高 Bridge 的性能，可以采取以下措施：

• 减少 Bridge 的调用次数： 尽量把多个操作合并成一个 Bridge 调用。 比如，可以一次性传递多个参数，而不是多次调用同一个方法。
• 使用更高效的数据类型： 尽量使用基本数据类型，比如字符串、数字等。 避免使用复杂的数据结构，比如嵌套的对象和数组。
• 使用异步操作： 对于一些耗时的操作，可以使用异步操作，避免阻塞 JavaScript 线程。
• 使用 Fabric： Fabric 是 React Native 的新架构，它使用 JSI (JavaScript Interface) 直接与原生代码通信，避免了 Bridge 的序列化和反序列化开销，可以显著提高性能。

八、Fabric：Bridge 的“升级版”

Fabric 就像 Bridge 的“升级版”，它使用 JSI (JavaScript Interface) 直接与原生代码通信，不再需要序列化和反序列化 JSON 对象。

Fabric 的优点：

• 性能更高： Fabric 可以显著提高性能，尤其是在 UI 渲染方面。
• 类型安全： JSI 使用 C++ 作为中间层，可以提供更好的类型安全。
• 更灵活： Fabric 提供了更灵活的 API，可以更好地控制原生组件的渲染过程。

Fabric 的缺点：

• 学习成本高： Fabric 的架构比较复杂，学习成本比较高。
• 兼容性问题： Fabric 目前还处于实验阶段，可能存在一些兼容性问题。

九、JSI：JavaScript Interface

JSI (JavaScript Interface) 是 Fabric 的核心。 它允许 JavaScript 代码直接持有原生对象的引用，并直接调用原生对象的方法。 这样就避免了 Bridge 的序列化和反序列化开销。

JSI 的工作原理：

1. JavaScript 代码获取原生对象的引用： JavaScript 代码可以通过 JSI 获取原生对象的引用。 这个引用是一个 C++ 对象，它封装了原生对象的指针。
2. JavaScript 代码调用原生对象的方法： JavaScript 代码可以通过这个引用调用原生对象的方法。 JSI 会把这个调用转发给原生对象。
3. 原生对象执行任务： 原生对象执行完任务后，会把结果返回给 JSI。
4. JSI 返回结果给 JavaScript 代码： JSI 会把结果转换成 JavaScript 可以理解的数据类型，然后返回给 JavaScript 代码。

十、总结

Bridge 是 React Native 连接 JavaScript 代码和原生代码的桥梁。 它通过异步消息队列的方式传递信息，实现了 JavaScript 代码调用原生模块的功能。 虽然 Bridge 有一些缺点，但是可以通过优化来提高性能。 Fabric 是 Bridge 的“升级版”，它使用 JSI 直接与原生代码通信，可以显著提高性能。

希望今天的讲座能帮助大家更好地理解 React Native 的 Bridge 通信机制。 记住，Bridge 就像一个“翻译官”，让 JavaScript 代码和原生代码可以“愉快地交流”。 而 Fabric 就像一个“直通车”，让它们可以直接对话，效率更高。

下次再见！