解析 React Native New Architecture:Codegen 如何保证 JS 层与 C++ 层的类型安全性
React Native 自诞生以来,极大地革新了移动应用开发。它允许开发者使用 JavaScript/TypeScript 构建跨平台的原生应用,显著提高了开发效率。然而,其早期的架构(基于“Bridge”的消息队列机制)在性能、调试体验和类型安全性方面存在一些固有的局限性。为了克服这些挑战,React Native 引入了全新的架构,其核心支柱包括 JSI (JavaScript Interface)、TurboModules、Fabric 和 Codegen。
本文将深入探讨 React Native New Architecture 中一个至关重要的组成部分:Codegen。我们将围绕其如何通过自动化代码生成,确保 JavaScript/TypeScript 应用层与底层 C++ 原生模块之间实现严格的类型安全性,并提升整体开发体验和运行时性能。
1. 旧架构的局限与新架构的诞生
在深入 Codegen 之前,我们首先回顾一下 React Native 旧架构的核心问题,这有助于理解新架构诞生的必然性及其解决的问题。
1.1 旧架构(Bridge)的挑战
旧架构的核心是“Bridge”——一个基于 JSON 序列化/反序列化和异步消息传递机制的通道。JavaScript 线程和原生 UI 线程通过这个 Bridge 交换数据和指令。
-
性能瓶颈:序列化与反序列化
每次 JS 调用原生方法或原生事件回传 JS 时,参数和返回值都需要被序列化为 JSON 字符串,跨越 Bridge 传输,然后再反序列化。这一过程涉及大量的字符串操作和内存分配,带来了显著的性能开销,尤其是在数据量大或调用频繁的场景下。 -
异步通信的复杂性
Bridge 默认是异步的。虽然这避免了阻塞 UI 线程,但也增加了 JS 和原生代码之间交互的复杂性。对于需要立即获取结果的场景(如测量布局、同步状态),旧架构显得力不从心,有时甚至需要引入变通方案。 -
类型安全性缺失
JSON 传输本身不携带类型信息。在旧架构中,JavaScript 传递给原生模块的参数在原生侧需要手动进行类型检查和转换。这意味着类型不匹配的错误只能在运行时被发现,导致应用崩溃或不可预测的行为。例如,JS 传递一个字符串,但原生模块期望一个数字,这在编译时是无法捕获的。 -
模块注册与生命周期的不透明
原生模块的注册和发现机制相对松散,通常依赖于运行时反射,缺乏统一的、类型安全的接口定义。
1.2 新架构的核心理念
新架构旨在解决这些痛点,其核心理念可以概括为:
- 直接交互 (JSI): 移除 Bridge 的序列化/反序列化开销,实现 JavaScript 引擎与 C++ 代码的直接同步通信。
- 统一类型合同 (Codegen): 通过自动化工具生成 JS 和原生代码之间的类型安全接口,确保两端严格遵守同一份 API 契约。
- 强类型原生模块 (TurboModules): 作为原生模块的新范式,利用 JSI 和 Codegen 实现高性能、类型安全的模块。
- 原生 UI 管理 (Fabric): 用于替代旧的 UI 管理器,通过 JSI 实现更高效、更具响应性的原生 UI 渲染。
本文将聚焦于 Codegen 在 TurboModules 中的应用,以及它如何实现 JS 与 C++ 之间的类型安全性。
2. JSI:类型安全的基石
在讨论 Codegen 之前,理解 JSI (JavaScript Interface) 的作用至关重要。JSI 是新架构的底层核心,它为 JavaScript 引擎提供了一个轻量级的 C++ 接口。
2.1 JSI 的工作原理
与旧架构通过 Bridge 进行异步 JSON 消息传递不同,JSI 允许 C++ 代码直接访问 JavaScript 运行时环境。这意味着:
- 直接内存访问: C++ 代码可以直接操作 JS 引擎中的 JavaScript 值(如
jsi::Value,jsi::Object,jsi::Array),而无需进行序列化和反序列化。 - 同步调用: C++ 方法可以直接从 JavaScript 线程同步调用,并立即返回结果。这对于需要低延迟或同步结果的场景(如测量布局、访问设备属性)至关重要。
- 宿主对象 (Host Objects) 和宿主函数 (Host Functions): JSI 允许 C++ 创建“宿主对象”和“宿主函数”,并将它们直接注入到 JavaScript 全局对象中。JavaScript 代码可以直接像调用普通 JS 对象和函数一样调用这些 C++ 对象和函数。
2.2 JSI 与类型安全性
JSI 本身提供的是一种低级别的 C++ API,用于操作 JS 运行时中的值。它提供了 jsi::Value、jsi::String、jsi::Number、jsi::Object、jsi::Array 等类型,但这些类型在 C++ 层面仍然是动态的。开发者需要手动在 C++ 中进行类型检查(例如 value.isNumber())和类型转换(例如 value.asNumber())。
虽然 JSI 消除了序列化开销,但它并没有直接提供 JS 和 C++ 之间高级别的类型安全保证。这时,Codegen 便应运而生。
3. TurboModules:拥抱类型安全的原生模块
TurboModules 是 React Native 新架构中替代传统 Native Modules 的方案。它们与 JSI 紧密结合,并依赖 Codegen 来实现其核心优势:类型安全和高性能。
3.1 TurboModules 的核心特点
- 懒加载 (Lazy Loading): TurboModules 可以在需要时才被加载和初始化,而不是在应用启动时全部加载,从而缩短启动时间。
- 类型安全: 这是最关键的特点,由 Codegen 保证。JS 和原生代码之间的 API 契约在编译时就已确定并强制执行。
- 高性能: 利用 JSI 的同步调用和直接内存访问能力,消除了 Bridge 的序列化/反序列化开销。
- 跨平台一致性: 统一的 TypeScript 接口定义确保了原生模块在 iOS 和 Android 平台上的行为一致性。
3.2 TurboModules 与 Codegen 的关系
Codegen 是 TurboModules 类型安全的核心。开发者不再需要手动编写 iOS (Objective-C/Swift) 和 Android (Java/Kotlin) 两套原生接口,而是只需要用 TypeScript 定义一个统一的接口规范。Codegen 会根据这个 TypeScript 规范,自动生成 C++ 接口代码、平台特定的原生包装代码(Objective-C 和 Java),以及 JavaScript 运行时可以使用的存根代码。
这个自动生成的过程,确保了 JS 层和 C++ 实现层之间存在一个明确的、类型化的“合同”。如果 C++ 实现不符合这个合同,C++ 编译器会在编译时报错,而不是等到运行时才发现类型不匹配的问题。
4. Codegen:类型安全的守护者
Codegen (Code Generator) 是 React Native New Architecture 中的一个构建时工具。它的核心职责是根据开发者提供的 TypeScript 接口定义,自动生成跨越 JavaScript 和原生代码边界所需的各种“胶水代码”。
4.1 Codegen 的作用机制
-
输入:TypeScript 接口定义 (Spec File)
开发者使用特定的 TypeScript 语法来定义原生模块的 API 接口,包括方法名称、参数类型、返回值类型等。这是 Codegen 的唯一输入源,也是整个类型安全链条的起点。 -
处理:构建时解析与生成
在项目构建过程中,react-native-codegen工具会被调用。它会解析 TypeScript Spec 文件,理解其中定义的类型和结构。 -
输出:多语言代码生成
Codegen 会根据解析结果,生成多种语言的接口文件和支持代码:- C++ 头文件: 定义了原生模块的 C++ 抽象基类或接口,其中包含了 TypeScript Spec 中定义的方法签名。这是 JS 和原生实现之间的核心类型契约。
- 平台特定包装器: 例如,Objective-C/Swift 的
@protocol定义和 Java/Kotlin 的interface定义,这些是原生平台用于实现 C++ 接口的包装层。 - JavaScript/TypeScript 运行时存根: 用于在 JS 侧调用原生模块的代理对象,它知道如何通过 JSI 找到并调用 C++ 模块。
4.2 Codegen 如何保证类型安全性
Codegen 的核心价值在于它将类型检查从运行时前置到了编译时。
-
单一事实来源 (Single Source of Truth): TypeScript Spec 文件成为 JS 和原生代码之间 API 的唯一、权威的定义。任何一方想要交互,都必须遵守这个 Spec。
-
强制性的接口实现:
- 在 C++ 侧: Codegen 生成的 C++ 头文件定义了一个纯虚函数接口。原生模块的 C++ 实现必须继承这个接口,并实现所有方法,且方法签名必须与生成的接口完全匹配。如果签名不匹配(例如,参数类型错误、参数数量不对、返回值类型不符),C++ 编译器将在构建时报错。
- 在 JS 侧: Codegen 生成的 JS 存根也严格遵循 TypeScript Spec。当开发者在 JS 代码中调用模块方法时,TypeScript 编译器会检查传入的参数是否符合 Spec 定义的类型。
-
自动化消除人为错误: 过去手动编写多套接口文件(JS、Objective-C、Java)时,很容易出现类型不一致、参数顺序错误、方法名拼写错误等问题。Codegen 完全自动化了这一过程,确保了生成代码的准确性和一致性,从而消除了大量潜在的运行时错误。
-
清晰的类型转换约定: Codegen 会根据 TypeScript 类型,在生成的 C++ 接口中映射到相应的 JSI 类型(如
jsi::Value、jsi::String、jsi::Number、jsi::Object、jsi::Array)或 C++ 原生类型(如double、std::string)。这为原生开发者在 C++ 实现中进行显式类型转换提供了明确的指导。
5. Codegen 工作流详解:以 TurboModule 为例
让我们通过一个具体的例子来详细解析 Codegen 如何工作,以及它如何确保类型安全。
假设我们要创建一个名为 MyCustomModule 的 TurboModule,它提供以下功能:
- 获取一个常量字符串。
- 将两个数字相乘,并返回一个 Promise。
- 添加两个数字,无返回值。
- 处理一个包含
id和value的对象,并返回一个包含status的对象。 - 处理一个字符串数组,并返回一个转换后的字符串数组。
5.1 Step 1: 定义 TypeScript Spec 文件
首先,我们在 React Native 项目的 src/modules 目录下创建一个 TypeScript Spec 文件,例如 NativeMyCustomModule.ts。这个文件是 Codegen 的输入:
// NativeMyCustomModule.ts
import type { TurboModule } from 'react-native/Libraries/TurboModule/RCTExport';
import { TurboModuleRegistry } from 'react-native';
/**
* 定义 MyCustomModule 的原生模块接口。
* 所有的 TurboModule 接口都必须继承 TurboModule。
*/
export interface Spec extends TurboModule {
/**
* 获取一个常量字符串。
* 返回类型为 string。
*/
readonly getConstantString: () => string;
/**
* 将两个数字相乘。
* 参数 a 和 b 都是 number 类型。
* 返回一个 Promise,其解析值为 number 类型。
*/
readonly multiply: (a: number, b: number) => Promise<number>;
/**
* 添加两个数字。
* 参数 a 和 b 都是 number 类型。
* 没有返回值 (void)。
*/
readonly addValues: (a: number, b: number) => void;
/**
* 处理一个复杂对象。
* 参数 data 是一个包含 id (string) 和 value (number) 的对象。
* 返回一个包含 status (string) 的对象。
*/
readonly processObject: (data: {id: string, value: number}) => {status: string};
/**
* 处理一个字符串数组。
* 参数 items 是一个 string 数组。
* 返回一个 string 数组。
*/
readonly processArray: (items: string[]) => string[];
}
/**
* 通过 TurboModuleRegistry 获取 MyCustomModule 的实例。
* 'NativeMyCustomModule' 是模块在原生端注册的名称。
*/
export default TurboModuleRegistry.get<Spec>('NativeMyCustomModule');
关键点:
import type { TurboModule } from 'react-native/Libraries/TurboModule/RCTExport';:这是 Codegen 识别 TurboModule Spec 的关键。export interface Spec extends TurboModule { ... }:定义了模块的公共 API。readonly关键字:表示这些是只读的方法(由原生实现提供)。- 类型注解:所有参数和返回类型都必须明确指定,Codegen 会据此生成类型安全的接口。支持基本类型、对象、数组、Promise 等。
5.2 Step 2: Codegen 执行与代码生成
在 React Native 项目的构建过程中(例如,运行 npx react-native run-ios 或 npx react-native run-android),react-native-codegen 包会被自动触发。它会扫描项目中的 TypeScript Spec 文件,并根据这些文件生成相应的原生代码。
生成的代码通常位于 node_modules/react-native/codegen/ 或项目的 build/generated/source/codegen/ 目录下(具体路径可能因 React Native 版本和平台而异)。
下面是 Codegen 可能生成的关键文件和内容示例:
示例 2.1: 生成的 C++ 头文件 (NativeMyCustomModule.h)
这是最重要的类型契约文件。它定义了一个 C++ 抽象基类,你的原生 C++ 实现必须继承并实现它。
// Generated by Codegen for React Native
//
// Do not edit this file directly.
//
// @generated SignedSource<<...>>
#pragma once
#include <react/bridging/Bridging.h>
#include <react/bridging/JSIStore.h>
#include <react/bridging/NativeModule.h>
namespace facebook::react {
// JSI_EXPORT_FUNCTOR 宏用于将 C++ 方法暴露给 JSI
JSI_EXPORT_FUNCTOR(getConstantString)
JSI_EXPORT_FUNCTOR(multiply)
JSI_EXPORT_FUNCTOR(addValues)
JSI_EXPORT_FUNCTOR(processObject)
JSI_EXPORT_FUNCTOR(processArray)
/**
* @brief C++ 抽象基类,定义了 NativeMyCustomModule 的接口。
* 你的原生 C++ 实现必须继承并实现此接口的所有纯虚函数。
* 注意,大部分复杂类型在接口层面会使用 jsi::Value, jsi::Object, jsi::Array
* 而不是直接的 C++ 类型,因为 JSI 层面操作的是 JS 值。
* 具体转换将在 C++ 实现中完成。
*/
struct JSI_EXPORT NativeMyCustomModuleSpec : public TurboModule {
NativeMyCustomModuleSpec(std::shared_ptr<CallInvoker> jsInvoker);
/**
* @brief 对应 TS Spec 中的 `getConstantString: () => string;`
* 返回一个 JSI String 对象。
*/
virtual jsi::String getConstantString() = 0;
/**
* @brief 对应 TS Spec 中的 `multiply: (a: number, b: number) => Promise<number>;`
* 注意参数 `a` 和 `b` 直接映射为 `double` 类型,因为 number 是 JS 和 C++ 之间直接可转换的。
* 返回值 `jsi::Value` 代表 Promise 的句柄,具体的 Promise 解析/拒绝由 JSI 运行时处理。
*/
virtual jsi::Value multiply(double a, double b) = 0;
/**
* @brief 对应 TS Spec 中的 `addValues: (a: number, b: number) => void;`
* 没有返回值。
*/
virtual void addValues(double a, double b) = 0;
/**
* @brief 对应 TS Spec 中的 `processObject: (data: {id: string, value: number}) => {status: string};`
* 参数 `data` 映射为 `jsi::Object`,返回值也映射为 `jsi::Value` (代表一个对象)。
* 在 C++ 实现中需要手动从 `jsi::Object` 中提取属性,并构建返回的 `jsi::Object`。
*/
virtual jsi::Value processObject(jsi::Object data) = 0;
/**
* @brief 对应 TS Spec 中的 `processArray: (items: string[]) => string[];`
* 参数 `items` 映射为 `jsi::Array`,返回值也映射为 `jsi::Value` (代表一个数组)。
* 在 C++ 实现中需要手动从 `jsi::Array` 中提取元素,并构建返回的 `jsi::Array`。
*/
virtual jsi::Value processArray(jsi::Array items) = 0;
};
} // namespace facebook::react
关键点:
virtual ... = 0;:定义了纯虚函数,强制 C++ 模块实现这些方法。- 类型映射:
string(TS) ->jsi::String(C++ 返回值),std::string(C++ 内部处理)number(TS) ->double(C++ 参数)void(TS) ->void(C++ 返回值)Promise<T>(TS) ->jsi::Value(C++ 返回值,JSI 运行时负责 Promise 包装和处理){id: string, value: number}(TS 对象) ->jsi::Object(C++ 参数)string[](TS 数组) ->jsi::Array(C++ 参数)
- 如果 C++ 实现的签名与此头文件不匹配,C++ 编译器会直接报错,从而在编译阶段捕获类型不一致问题。
示例 2.2: 生成的 JavaScript 存根 (NativeMyCustomModule.js)
这个文件允许 JavaScript 代码通过 JSI 调用原生模块。它通常会有一个 get 方法来获取原生模块的实例。
// Generated by Codegen for React Native
//
// Do not edit this file directly.
//
// @generated SignedSource<<...>>
import type { TurboModule } from 'react-native/Libraries/TurboModule/RCTExport';
import { TurboModuleRegistry } from 'react-native';
interface Spec extends TurboModule {
readonly getConstantString: () => string;
readonly multiply: (a: number, b: number) => Promise<number>;
readonly addValues: (a: number, b: number) => void;
readonly processObject: (data: {id: string, value: number}) => {status: string};
readonly processArray: (items: string[]) => string[];
}
const NativeMyCustomModule = TurboModuleRegistry.get<Spec>('NativeMyCustomModule');
export default NativeMyCustomModule;
关键点:
- 这个 JS 存根文件直接导入并使用了我们定义的
Spec接口。 TurboModuleRegistry.get<Spec>('NativeMyCustomModule')会在运行时通过 JSI 查找并返回由 C++ 实现的原生模块实例。- 当你在 JS 代码中调用
NativeMyCustomModule.multiply(10, 5)时,TypeScript 编译器会检查10和5是否为number类型,从而在 JS 侧提供编译时类型安全。
5.3 Step 3: 实现 C++ 模块
现在,我们需要在 C++ 中实现 NativeMyCustomModuleSpec 接口。
示例 3.1: C++ 头文件 (MyCustomModule.h)
// MyCustomModule.h
#pragma once
#include "NativeMyCustomModule.h" // 导入 Codegen 生成的接口头文件
#include <memory>
namespace mycustommodule {
/**
* @brief MyCustomModule 的 C++ 实现类。
* 必须继承自 Codegen 生成的 NativeMyCustomModuleSpec。
*/
class MyCustomModule : public facebook::react::NativeMyCustomModuleSpec {
public:
// 构造函数,需要 CallInvoker 用于 JS 回调等
MyCustomModule(std::shared_ptr<facebook::react::CallInvoker> jsInvoker);
// 实现 Codegen 生成的所有纯虚函数。
// 如果这些方法的签名与 NativeMyCustomModuleSpec 中的定义不完全匹配,
// C++ 编译器将报错。
jsi::String getConstantString() override;
jsi::Value multiply(double a, double b) override;
void addValues(double a, double b) override;
jsi::Value processObject(jsi::Object data) override;
jsi::Value processArray(jsi::Array items) override;
};
} // namespace mycustommodule
示例 3.2: C++ 实现文件 (MyCustomModule.cpp)
// MyCustomModule.cpp
#include "MyCustomModule.h"
#include <react/bridging/CallbackWrapper.h> // 用于 Promise 和回调
#include <react/bridging/jsi_to_json.h> // 辅助调试或复杂类型转换
#include <iostream> // 用于打印到控制台
#include <algorithm> // 用于 std::transform
namespace mycustommodule {
MyCustomModule::MyCustomModule(std::shared_ptr<facebook::react::CallInvoker> jsInvoker)
: NativeMyCustomModuleSpec(std::move(jsInvoker)) {
// 构造函数体
// this->rt 是 JSI Runtime 的引用,可以在方法中使用
}
jsi::String MyCustomModule::getConstantString() {
// 直接返回一个 JSI String
return jsi::String::createFromAscii(this->rt, "Hello from C++ MyCustomModule!");
}
jsi::Value MyCustomModule::multiply(double a, double b) {
// 对于 Promise,需要创建一个 Promise 对象并适时 resolve 或 reject
// 这里为了简化,我们假设 JSI 包装器会处理 Promise 的创建和返回
// 实际生产环境中,你会创建一个 jsi::Promise 对象,并在异步操作完成后调用其 resolve/reject 方法。
// 示例 Promise 结构 (简化):
// auto promise = jsi::Promise(this->rt, this->jsInvoker_); // 获取 promise 句柄
// // 异步操作...
// promise.resolve(jsi::Value(this->rt, a * b));
// return promise.get;
// 简单起见,直接返回计算结果。JSI 运行时会将其包装成 Promise。
return jsi::Value(this->rt, a * b);
}
void MyCustomModule::addValues(double a, double b) {
// 无返回值,执行 C++ 逻辑
std::cout << "C++: addValues called with " << a << " and " << b << ". Sum: " << (a + b) << std::endl;
// 可以在这里触发 JS 事件或执行其他操作
}
jsi::Value MyCustomModule::processObject(jsi::Object data) {
// 从 JSI Object 中提取属性
// Codegen 保证了 data 确实是一个对象,且包含 'id' (string) 和 'value' (number)
std::string id = data.getProperty(this->rt, "id").asString(this->rt).utf8(this->rt);
double value = data.getProperty(this->rt, "value").asNumber();
// 执行一些 C++ 业务逻辑
std::string status = "processed";
if (value < 0) {
status = "invalid_value";
} else if (id.empty()) {
status = "missing_id";
}
// 创建一个 JSI Object 作为返回值
jsi::Object result(this->rt);
result.setProperty(this->rt, "status", jsi::String::createFromUtf8(this->rt, status.c_str()));
return result;
}
jsi::Value MyCustomModule::processArray(jsi::Array items) {
// 将 JSI Array 转换为 C++ std::vector<std::string>
std::vector<std::string> cppItems;
for (size_t i = 0; i < items.size(this->rt); ++i) {
// Codegen 保证了数组元素是 string 类型
cppItems.push_back(items.getValueAtIndex(this->rt, i).asString(this->rt).utf8(this->rt));
}
// 对 C++ 向量进行处理,例如转换为大写
std::transform(cppItems.begin(), cppItems.end(), cppItems.begin(),
[](std::string s){
std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), ::toupper);
return s;
});
// 将处理后的 C++ 向量转换回 JSI Array
jsi::Array resultArray = jsi::Array(this->rt, cppItems.size());
for (size_t i = 0; i < cppItems.size(); ++i) {
resultArray.setValueAtIndex(this->rt, i, jsi::String::createFromUtf8(this->rt, cppItems[i]));
}
return resultArray;
}
} // namespace mycustommodule
关键点:
- C++ 实现严格遵循
NativeMyCustomModuleSpec定义的接口。 this->rt提供了对 JSI 运行时对象的访问,用于创建 JSI 值(jsi::String::createFromAscii)或从 JSI 值中提取数据(asString(this->rt))。- 对于复杂类型 (
jsi::Object,jsi::Array),需要手动在 C++ 层面进行属性提取和值构建。尽管如此,Codegen 已经保证了传入的jsi::Object或jsi::Array的 结构 是符合预期的,原生开发者无需担心顶层类型不匹配。
5.4 Step 4: 注册 C++ 模块工厂
最后,为了让 React Native 运行时能够发现并实例化 MyCustomModule,我们需要注册一个模块工厂。这通常通过平台特定的宏完成。
iOS (Objective-C++) 示例 (MyCustomModule.mm):
// MyCustomModule.mm
#import <React/RCTBridgeModule.h>
#import <react/renderer/components/MyCustomModule/RCTMyCustomModuleSpec.h> // Codegen 生成的 ObjC 头文件
// 这是 iOS 平台特定的注册宏,用于告诉 React Native 你的 TurboModule 实现了哪个 Spec
// 实际的项目中,这个文件会由 Codegen 自动生成,或者你只需要实现 C++ 模块,
// 然后通过一个简单的工厂函数将其暴露。
// 这里的注册方式可能因 React Native 版本略有差异,但核心思想是注册一个模块工厂。
// 假设我们有一个工厂函数
std::shared_ptr<facebook::react::TurboModule> MyCustomModule_create(
std::shared_ptr<facebook::react::CallInvoker> jsInvoker) {
return std::make_shared<mycustommodule::MyCustomModule>(std::move(jsInvoker));
}
// 通过宏注册工厂函数
#if RCT_NEW_ARCH_ENABLED
// 这里的宏定义可能在不同版本有所不同
// 例如:RCT_EXPORT_MODULE_WITH_SPEC(NativeMyCustomModule, RCTMyCustomModuleSpec, MyCustomModule_create)
// 或者更复杂的注册机制,具体查看 React Native 官方文档
#endif
Android (Java) 示例 (MyCustomModulePackage.java):
// MyCustomModulePackage.java
package com.mycustommodule;
import com.facebook.react.TurboReactPackage;
import com.facebook.react.bridge.NativeModule;
import com.facebook.react.bridge.ReactApplicationContext;
import com.facebook.react.module.model.ReactModuleInfo;
import com.facebook.react.module.model.ReactModuleInfoProvider;
import com.mycustommodule.NativeMyCustomModuleSpec; // Codegen 生成的 Java 接口
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
// 这是一个 Java 包,用于注册 TurboModule。
// Codegen 会生成一个名为 NativeMyCustomModuleSpec 的 Java 接口,
// 你的 Java 实现需要实现这个接口。
public class MyCustomModulePackage extends TurboReactPackage {
@Override
public NativeModule getModule(String name, ReactApplicationContext reactContext) {
if (name.equals(NativeMyCustomModuleSpec.NAME)) {
// 这里我们返回一个 NativeMyCustomModule 的 Java 实现
// 这个 Java 实现会桥接 C++ 模块
// 实际的 TurboModule 通常会有一个 C++ 后端,Java 端只是一个轻量级包装器
return new NativeMyCustomModule(reactContext);
}
return null;
}
@Override
public ReactModuleInfoProvider getReactModuleInfoProvider() {
return () -> {
final Map<String, ReactModuleInfo> moduleInfos = new HashMap<>();
// 注册模块信息
moduleInfos.put(
NativeMyCustomModuleSpec.NAME,
new ReactModuleInfo(
NativeMyCustomModuleSpec.NAME,
"NativeMyCustomModule", // 模块名称
false, // canOverrideExistingModule
false, // needsEagerInit
true, // has
false, // isCxxModule
true // isTurboModule
));
return moduleInfos;
};
}
}
注意: 对于 Android,通常会有一个 Java 层面的 TurboModule 实现 (NativeMyCustomModule.java),它会通过 JNI (Java Native Interface) 或更高级的 C++ 绑定机制来调用底层的 C++ MyCustomModule。Codegen 也会生成这个 Java 接口,确保 Java 包装器遵循 TypeScript Spec。
通过以上步骤,我们看到 Codegen 如何从一个 TypeScript Spec 出发,生成 C++ 接口,并强制 C++ 实现遵守这个接口,从而在编译时保证了 JS 和 C++ 之间的类型安全性。
6. Codegen 带来的类型安全优势总结
Codegen 在 React Native New Architecture 中扮演着核心角色,它为 JS 与 C++ 之间的交互带来了前所未有的类型安全保障。
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 编译时类型检查 | Codegen 生成的 C++ 接口是纯虚函数,这意味着如果 C++ 实现的签名(方法名、参数类型、返回值类型)与 TypeScript Spec 不匹配,C++ 编译器会在构建时(而非运行时)报错。这极大地提前了错误发现的时间,降低了调试成本。 |
| 单一事实来源 | TypeScript Spec 文件是 JS 层和 C++ 层 API 的唯一权威定义。开发者只需要维护一个文件,Codegen 负责生成所有平台所需的适配代码。这消除了手动同步多语言接口时容易引入的错误。 |
| 减少运行时错误 | 在旧架构中,JS 传递的类型错误(例如,期望 number 却传入 string)只能在原生代码运行时进行手动检查,如果处理不当会导致崩溃。Codegen 确保了类型在边界处的自动验证和转换,或者在编译时强制类型匹配,从而大幅减少了这类运行时错误。 |
| 更清晰的契约 | TypeScript Spec 提供了一个清晰、易读的 API 契约。无论是前端 JS 开发者还是后端 C++ 开发者,都能从这份 Spec 中明确了解模块的功能、输入和输出,减少沟通成本和误解。 |
| 更好的开发者体验 | |
| IDE 支持 | 由于有了明确的 TypeScript Spec,IDE(如 VS Code)可以为 JS/TS 开发者提供准确的自动补全、参数提示和类型检查。对于 C++ 开发者,生成的 C++ 头文件也让其能够利用 IDE 的 C++ 智能感知功能。 |
| 自动化 | Codegen 自动化了大量重复且易错的“胶水代码”的编写,让开发者可以专注于业务逻辑的实现,而不是繁琐的跨语言接口适配。 |
| 跨平台一致性 | 由于所有平台(iOS 和 Android)都基于同一个 TypeScript Spec 生成 C++ 接口,并通过 C++ 层进行统一管理,这确保了原生模块在不同平台上的行为和 API 一致性,避免了平台差异性带来的兼容问题。 |
| 性能优化基础 | 虽然 Codegen 主要关注类型安全,但它通过生成直接与 JSI 交互的代码,也为高性能的通信奠定了基础。类型安全的接口减少了运行时类型检查和转换的开销,使得数据传输更加高效。 |
7. 挑战与注意事项
尽管 Codegen 带来了巨大的优势,但在实际应用中也存在一些挑战和注意事项:
- 学习曲线: 新架构引入了 JSI、Codegen、TurboModules 等新概念,对于不熟悉 C++ 或原生开发的 JS 开发者来说,学习曲线会比较陡峭。
- 构建复杂性: Codegen 增加了构建过程的复杂性,需要确保 Codegen 工具链的正确配置和版本兼容性。构建问题可能更难以诊断。
- 复杂类型映射: 虽然基本类型和简单对象/数组的映射相对直接,但对于更复杂的自定义 C++ 类、枚举、联合类型或需要特定生命周期管理的对象,可能需要更精细的
react::bridging机制或自定义 JSI 转换器。 - 调试体验: 跨越 JS、JSI 和 C++ 边界的调试可能会比纯 JS 或纯原生调试更复杂,需要掌握多线程和多语言调试工具。
- 现有模块迁移: 将旧的 Native Modules 迁移到 TurboModules 需要重新编写 TypeScript Spec 和 C++ 实现,这对于大型项目来说可能是一项耗时的工作。
8. 总结
React Native New Architecture 通过引入 JSI、TurboModules 和 Codegen,显著提升了框架的性能、可维护性和类型安全性。Codegen 作为其中的核心组件,通过自动化代码生成,在 JavaScript/TypeScript 应用程序层与底层 C++ 原生模块之间建立了一座类型安全的桥梁。
它将类型检查从运行时前置到编译时,极大地减少了潜在的错误,并提供了一个单一的、明确的 API 契约。这不仅提升了开发效率,降低了维护成本,也为 React Native 的长期发展奠定了坚实的基础,使其能够更好地应对未来移动应用开发的挑战。开发者现在可以更有信心地构建高性能、高质量的跨平台原生应用,因为 Codegen 正在默默守护着 JS 与 C++ 交互的每一次类型飞跃。