WeexSDK源码分析(iOS)

0.从工作原理谈起

 Weex 表面上是一个客户端技术，但实际上它串联起了从本地开发、云端部署到分发的整个链路。开发者首先可在本地像编写 web 页面一样编写一个 app 的界面，然后通过命令行工具将之编译成一段 JavaScript 代码，生成一个 Weex 的 JS bundle；同时，开发者可以将生成的 JS bundle 部署至云端，然后通过网络请求或预下发的方式加载至用户的移动应用客户端；在移动应用客户端里，Weex SDK 会准备好一个 JavaScript 执行环境，并且在用户打开一个 Weex 页面时在这个执行环境中执行相应的 JS bundle，并将执行过程中产生的各种命令发送到 native 端进行界面渲染、数据存储、网络通信、调用设备功能及用户交互响应等功能；同时，如果用户希望使用浏览器访问这个界面，那么他可以在浏览器里打开一个相同的 web 页面，这个页面和移动应用使用相同的页面源代码，但被编译成适合Web展示的JS Bundle，通过浏览器里的 JavaScript 引擎及 Weex SDK 运行起来的。

上面是Weex官方的介绍。下面对Native端的原理做一下细分：

下面我们开始对Native端的解析，做一下分析。

1.WeexSDK初始化

我们新建一个Weex项目之后，通过“weex platform add ios”，可以添加iOS的工程代码。打开该工程，可以看到如下内容：

+ (void)initWeexSDK
{
    [WXAppConfiguration setAppGroup:@"AliApp"];
    [WXAppConfiguration setAppName:@"WeexDemo"];
    [WXAppConfiguration setAppVersion:@"1.8.3"];
    [WXAppConfiguration setExternalUserAgent:@"ExternalUA"];
    
    [WXSDKEngine initSDKEnvironment];
    
    [WXSDKEngine registerHandler:[WXImgLoaderDefaultImpl new] withProtocol:@protocol(WXImgLoaderProtocol)];
    
#ifdef DEBUG
    [WXLog setLogLevel:WXLogLevelLog];
#endif
}

该代码一般在application: didFinishLaunchingWithOptions:中进行调用，用于初始化WeexSDK，下面我们来看一下这部分的源码实现，通过查看源码，更深入的理解WeexSDK。

2.WXAppConfiguration

@interface WXAppConfiguration : NSObject

/**
 * @abstract Group or organization of your app, default value is nil.
 */
+ (NSString *)appGroup;
+ (void)setAppGroup:(NSString *) appGroup;

/**
 * @abstract Name of your app, default is value for CFBundleDisplayName in main bundle.
 */
+ (NSString *)appName;
+ (void)setAppName:(NSString *)appName;

/**
 * @abstract Version of your app, default is value for CFBundleShortVersionString in main bundle.
 */
+ (NSString *)appVersion;
+ (void)setAppVersion:(NSString *)appVersion;

/**
 * @abstract External user agent of your app, all requests sent by weex will set the user agent on header,  default value is nil.
 */
+ (NSString *)externalUserAgent;
+ (void)setExternalUserAgent:(NSString *)userAgent;

/**
 * @abstract JSFrameworkVersion
 */
+ (NSString *)JSFrameworkVersion;
+ (void)setJSFrameworkVersion:(NSString *)JSFrameworkVersion;

/**
 + * @abstract JSFrameworkLibSize
 + */
+ (NSUInteger)JSFrameworkLibSize;
+ (void)setJSFrameworkLibSize:(NSUInteger)JSFrameworkLibSize;

/*
 *  @abstract customizeProtocolClasses
 */
+ (NSArray*)customizeProtocolClasses;
+ (void)setCustomizeProtocolClasses:(NSArray*)customizeProtocolClasses;

@end

从.h文件可以看到，该类是用来用来记录App配置信息的。所有方法都是类方法，内部实现是用单例实现的，.h用类方法是为了方便调用。

3.实质初始化

[WXSDKEngine initSDKEnvironment];

该方法都做了哪些事情呢？

+ (void)initSDKEnvironment
{
    // 加载本地的main.js
    NSString *filePath = [[NSBundle bundleForClass:self] pathForResource:@"native-bundle-main" ofType:@"js"];
    NSString *script = [NSString stringWithContentsOfFile:filePath encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];
    // 初始化SDK环境
    [WXSDKEngine initSDKEnvironment:script];
    
    // 模拟器版本特殊代码
#if TARGET_OS_SIMULATOR
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        [WXSimulatorShortcutManager registerSimulatorShortcutWithKey:@"i" modifierFlags:UIKeyModifierCommand | UIKeyModifierAlternate action:^{
            NSURL *URL = [NSURL URLWithString:@"http://localhost:8687/launchDebugger"];
            NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:URL];
            
            NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
            NSURLSessionDataTask *task = [session dataTaskWithRequest:request
                                                    completionHandler:
                                          ^(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error) {
                                              // ...
                                          }];
            
            [task resume];
            WXLogInfo(@"Launching browser...");
            
            dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
                [self connectDebugServer:@"ws://localhost:8687/debugger/0/renderer"];
            });
            
        }];
    });
#endif
}

+ (void)initSDKEnvironment:(NSString *)script
{
    // 打点记录状态
    WX_MONITOR_PERF_START(WXPTInitalize)
    WX_MONITOR_PERF_START(WXPTInitalizeSync)
    
    if (!script || script.length <= 0) {
        NSMutableString *errMsg = [NSMutableString stringWithFormat:@"[WX_KEY_EXCEPTION_SDK_INIT_JSFM_INIT_FAILED] script don't exist:%@",script];
        [WXExceptionUtils commitCriticalExceptionRT:@"WX_KEY_EXCEPTION_SDK_INIT" errCode:[NSString stringWithFormat:@"%d", WX_KEY_EXCEPTION_SDK_INIT] function:@"initSDKEnvironment" exception:errMsg extParams:nil];
        WX_MONITOR_FAIL(WXMTJSFramework, WX_ERR_JSFRAMEWORK_LOAD, errMsg);
        return;
    }
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // 注册Components，Modules，Handlers
        [self registerDefaults];
        // 执行JsFramework
        [[WXSDKManager bridgeMgr] executeJsFramework:script];
    });
    // 打点记录状态
    WX_MONITOR_PERF_END(WXPTInitalizeSync)
    
}

从源码可以看到，初始化总共做了四件事情：

  • WXMonitor监视器记录状态；
  • WXSDKEngine的初始化；
  • 加载本地的main.js；
  • 模拟器WXSimulatorShortcutManager连接本地server。

3.1WXMonitor

WXMonitor是一个普通的对象，它里面只存储了一个线程安全的字典WXThreadSafeMutableDictionary。

@interface WXThreadSafeMutableDictionary<KeyType, ObjectType> : NSMutableDictionary

@property (nonatomic, strong) dispatch_queue_t queue;
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary* dict;

@end

WXMonitor在整个Weex里面担任的职责是记录下各个操作的tag值和记录成功和失败的原因。

在WXSDKInstance初始化之前，所有的全局的global操作都会放在WXMonitor的WXThreadSafeMutableDictionary中。当WXSDKInstance初始化之后，即WXPerformanceTag中instance以下的所有操作都会放在WXSDKInstance的performanceDict中。

3.2加载本地的main.js

main.js是经过webpack压缩之后的文件，它是Native这边的JS Framework。

3.3WXSDKEngine的初始化

+ (void)registerDefaults
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        [self _registerDefaultComponents];
        [self _registerDefaultModules];
        [self _registerDefaultHandlers];
    });
}

从上面可以看到，WXSDKEngine在初始化的时候，分别注册了Components、Modules、Handlers。这是 Weex 与 Native 应用层交互最核心的部分，可以理解为“组件”。其中 Component 是为了映射 Html 的一些标签，Module 中是提供一些 Native 的方法供 Weex 调用，Handler 是一些协议的实现。

注册完 Weex 默认的“组件” 之后，注入3.2小节的那段 JS，这个时候 Vue 的标签和动作才能被 Weex 所识别和转换。

3.4执行JsFramework

[[WXSDKManager bridgeMgr] executeJsFramework:script];

WXSDKManager会调用WXBridgeManager去执行SDK里面的main.js文件。

- (void)executeJsFramework:(NSString *)script
{
    if (!script) return;
    
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    WXPerformBlockOnBridgeThread(^(){
        [weakSelf.bridgeCtx executeJsFramework:script];
    });
}

WXBridgeManager通过WXBridgeContext调用executeJsFramework:方法，这里的方法调用也是在子线程中进行的。

- (void)executeJsFramework:(NSString *)script
{
    WXAssertBridgeThread();
    WXAssertParam(script);
    
    WX_MONITOR_PERF_START(WXPTFrameworkExecute);

    [self.jsBridge executeJSFramework:script];
    
    WX_MONITOR_PERF_END(WXPTFrameworkExecute);
    
    if ([self.jsBridge exception]) {
        NSString *exception = [[self.jsBridge exception] toString];
        NSMutableString *errMsg = [NSMutableString stringWithFormat:@"[WX_KEY_EXCEPTION_SDK_INIT_JSFM_INIT_FAILED] %@",exception];
        [WXExceptionUtils commitCriticalExceptionRT:@"WX_KEY_EXCEPTION_SDK_INIT" errCode:[NSString stringWithFormat:@"%d", WX_KEY_EXCEPTION_SDK_INIT] function:@"" exception:errMsg extParams:nil];
        WX_MONITOR_FAIL(WXMTJSFramework, WX_ERR_JSFRAMEWORK_EXECUTE, errMsg);
    } else {
        WX_MONITOR_SUCCESS(WXMTJSFramework);
        //the JSFramework has been load successfully.
        // 至此JSFramework是完全加载完成了
        self.frameworkLoadFinished = YES;
        // 执行所有注册的JsService
        [self executeAllJsService];
        // 获取JSFramework版本号
        JSValue *frameworkVersion = [self.jsBridge callJSMethod:@"getJSFMVersion" args:nil];
        if (frameworkVersion && [frameworkVersion isString]) {
            // 把版本号存入WXAppConfiguration中
            [WXAppConfiguration setJSFrameworkVersion:[frameworkVersion toString]];
        }
        
        if (script) {
             [WXAppConfiguration setJSFrameworkLibSize:[script lengthOfBytesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
        }
        
        //execute methods which has been stored in methodQueue temporarily.
        // 执行之前缓存在_methodQueue数组里面的所有方法
        for (NSDictionary *method in _methodQueue) {
            [self callJSMethod:method[@"method"] args:method[@"args"]];
        }
        
        [_methodQueue removeAllObjects];
        // 至此，初始化工作完成
        WX_MONITOR_PERF_END(WXPTInitalize);
    };
}

WX_MONITOR_PERF_START是在操作之前标记WXPTFrameworkExecute，执行完JSFramework以后，用WX_MONITOR_PERF_END标记执行完成。

- (void)executeJSFramework:(NSString *)frameworkScript
{
    WXAssertParam(frameworkScript);
    if (WX_SYS_VERSION_GREATER_THAN_OR_EQUAL_TO(@"8.0")) {
        [_jsContext evaluateScript:frameworkScript withSourceURL:[NSURL URLWithString:@"native-bundle-main.js"]];
    }else{
        [_jsContext evaluateScript:frameworkScript];
    }
}
加载JSFramework的核心代码在这里，通过JSContext执行evaluateScript:来加载JSFramework。由于这里并没有返回值，所以加载的JSFramework的目的仅仅是声明了里面的所有方法，并没有调用。这也符合OC加载其他Framework的过程，加载只是加载到内存中，Framework里面的方法可以随时被调用，而不是一加载就调用其所有的方法。
加载完成JSFramework以后，就要开始加载之前缓存的JSService和JSMethod。JSService是在jsServiceQueue中缓存的(默认SDK里面，是没有的)。JSMethod(组件、模块中缓存的)是在methodQueue中缓存的。
- (void)executeAllJsService
{
    for(NSDictionary *service in _jsServiceQueue) {
        NSString *script = [service valueForKey:@"script"];
        NSString *name = [service valueForKey:@"name"];
        [self executeJsService:script withName:name];
    }
    
    [_jsServiceQueue removeAllObjects];
}

for (NSDictionary *method in _methodQueue) {
            [self callJSMethod:method[@"method"] args:method[@"args"]];
        }

- (JSValue *)callJSMethod:(NSString *)method args:(NSArray *)args
{
    WXLogDebug(@"Calling JS... method:%@, args:%@", method, args);
    return [[_jsContext globalObject] invokeMethod:method withArguments:args];
}
由于_methodQueue里面装的都是全局的js方法，所以需要调用invokeMethod: withArguments:去执行。当这一切都加载完成，SDK的初始化工作就基本完成了，这里就会标记上WXPTInitalize结束。

这里再补充讨论一下，jsBridge第一次是如何被加载进来的？

- (id<WXBridgeProtocol>)jsBridge
{
    WXAssertBridgeThread();
    _debugJS = [WXDebugTool isDevToolDebug];
    
    Class bridgeClass = _debugJS ? NSClassFromString(@"WXDebugger") : [WXJSCoreBridge class];
    
    if (_jsBridge && [_jsBridge isKindOfClass:bridgeClass]) {
        return _jsBridge;
    }
    
    if (_jsBridge) {
        [_methodQueue removeAllObjects];
        _frameworkLoadFinished = NO;
    }
    
    _jsBridge = _debugJS ? [NSClassFromString(@"WXDebugger") alloc] : [[WXJSCoreBridge alloc] init];
    
    [self registerGlobalFunctions];
    
    return _jsBridge;
}

第一次进入这个函数没有jsBridge实例的时候，会先生成WXJSCoreBridge的实例，然后紧接着注册全局的函数。等第二次再调用这个函数的时候，_jsBridge已经是WXJSCoreBridge类型了，就会直接return，下面的语句也不会再重复执行了。

typedef NSInteger(^WXJSCallNative)(NSString *instance, NSArray *tasks, NSString *callback);
typedef NSInteger(^WXJSCallAddElement)(NSString *instanceId,  NSString *parentRef, NSDictionary *elementData, NSInteger index);
typedef NSInteger(^WXJSCallCreateBody)(NSString *instanceId, NSDictionary *bodyData);
typedef NSInteger(^WXJSCallRemoveElement)(NSString *instanceId,NSString *ref);
typedef NSInteger(^WXJSCallMoveElement)(NSString *instanceId,NSString *ref,NSString *parentRef,NSInteger index);
typedef NSInteger(^WXJSCallUpdateAttrs)(NSString *instanceId,NSString *ref,NSDictionary *attrsData);
typedef NSInteger(^WXJSCallUpdateStyle)(NSString *instanceId,NSString *ref,NSDictionary *stylesData);
typedef NSInteger(^WXJSCallAddEvent)(NSString *instanceId,NSString *ref,NSString *event);
typedef NSInteger(^WXJSCallRemoveEvent)(NSString *instanceId,NSString *ref,NSString *event);
typedef NSInteger(^WXJSCallCreateFinish)(NSString *instanceId);
typedef NSInvocation *(^WXJSCallNativeModule)(NSString *instanceId, NSString *moduleName, NSString *methodName, NSArray *args, NSDictionary *options);
typedef void (^WXJSCallNativeComponent)(NSString *instanceId, NSString *componentRef, NSString *methodName, NSArray *args, NSDictionary *options);

上面的闭包，是OC封装暴露给JS的。对应的全局函数：

- (void)registerCallNative:(WXJSCallNative)callNative
{
    JSValue* (^callNativeBlock)(JSValue *, JSValue *, JSValue *) = ^JSValue*(JSValue *instance, JSValue *tasks, JSValue *callback){
        NSString *instanceId = [instance toString];
        NSArray *tasksArray = [tasks toArray];
        NSString *callbackId = [callback toString];
        WXLogDebug(@"Calling native... instance:%@, tasks:%@, callback:%@", instanceId, tasksArray, callbackId);
        return [JSValue valueWithInt32:(int32_t)callNative(instanceId, tasksArray, callbackId) inContext:[JSContext currentContext]];
    };
    
    _jsContext[@"callNative"] = callNativeBlock;
}

- (void)registerCallAddElement:(WXJSCallAddElement)callAddElement
{
    id callAddElementBlock = ^(JSValue *instanceId, JSValue *ref, JSValue *element, JSValue *index, JSValue *ifCallback) {
        
        NSString *instanceIdString = [instanceId toString];
        NSDictionary *componentData = [element toDictionary];
        NSString *parentRef = [ref toString];
        NSInteger insertIndex = [[index toNumber] integerValue];
        [WXTracingManager startTracingWithInstanceId:instanceIdString ref:componentData[@"ref"] className:nil name:WXTJSCall phase:WXTracingBegin functionName:@"addElement" options:@{@"threadName":WXTJSBridgeThread,@"componentData":componentData}];
         WXLogDebug(@"callAddElement...%@, %@, %@, %ld", instanceIdString, parentRef, componentData, (long)insertIndex);
        
        return [JSValue valueWithInt32:(int32_t)callAddElement(instanceIdString, parentRef, componentData, insertIndex) inContext:[JSContext currentContext]];
    };

    _jsContext[@"callAddElement"] = callAddElementBlock;
}

- (void)registerCallNativeModule:(WXJSCallNativeModule)callNativeModuleBlock
{
    _jsContext[@"callNativeModule"] = ^JSValue *(JSValue *instanceId, JSValue *moduleName, JSValue *methodName, JSValue *args, JSValue *options) {
        NSString *instanceIdString = [instanceId toString];
        NSString *moduleNameString = [moduleName toString];
        NSString *methodNameString = [methodName toString];
        NSArray *argsArray = [args toArray];
        NSDictionary *optionsDic = [options toDictionary];
        
        WXLogDebug(@"callNativeModule...%@,%@,%@,%@", instanceIdString, moduleNameString, methodNameString, argsArray);
        
        NSInvocation *invocation = callNativeModuleBlock(instanceIdString, moduleNameString, methodNameString, argsArray, optionsDic);
        JSValue *returnValue = [JSValue wx_valueWithReturnValueFromInvocation:invocation inContext:[JSContext currentContext]];
        [WXTracingManager startTracingWithInstanceId:instanceIdString ref:nil className:nil name:moduleNameString phase:WXTracingInstant functionName:methodNameString options:nil];
        return returnValue;
    };
}

- (void)registerCallNativeComponent:(WXJSCallNativeComponent)callNativeComponentBlock
{
    _jsContext[@"callNativeComponent"] = ^void(JSValue *instanceId, JSValue *componentName, JSValue *methodName, JSValue *args, JSValue *options) {
        NSString *instanceIdString = [instanceId toString];
        NSString *componentNameString = [componentName toString];
        NSString *methodNameString = [methodName toString];
        NSArray *argsArray = [args toArray];
        NSDictionary *optionsDic = [options toDictionary];
        
        WXLogDebug(@"callNativeComponent...%@,%@,%@,%@", instanceIdString, componentNameString, methodNameString, argsArray);
        
        callNativeComponentBlock(instanceIdString, componentNameString, methodNameString, argsArray, optionsDic);
    };
}

由于JS的方法的写法，多个参数是依次写在小括号里面的，和OC多个参数中间用：号隔开是不一样的，所有在暴露给JS的时候，需要把Block再包装一层。包装的4个方法如上，最后把这4个方法注入到JSContext中。

如上图，灰色的就是OC本地传入的Block，外面在包一层，变成JS的方法，注入到JSContext中。

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