Hybrid APP基础篇(四)->JSBridge实现原理与示例

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Hybrid

前言

写在前面的话

20170223更新 将图片都附上大图路径,方便查看

20170219更新 将稿子重新整理成MD形式了

20161004更新 初稿发布

前置文章

阅读本文之前,建议先阅读下列前置文章

楔子

上文中简单的介绍了JSBridge,以及为什么要用JSBridge,本文详细介绍它的实现原理

原理概述

简介

JSBridge是Native代码与JS代码的通信桥梁。目前的一种统一方案是:H5触发url scheme->Native捕获url scheme->原生分析,执行->原生调用h5。如下图

查看大图 https://dailc.github.io/staticResource/blog/hybrid/jsbridge/img_hybrid_base_jsbridgePrinciple_3.png

url scheme介绍

上图中有提到url scheme这个概念,那这到底是什么呢?

  • url scheme是一种类似于url的链接,是为了方便app直接互相调用设计的
    • 具体为,可以用系统的OpenURI打开一个类似于url的链接(可拼入参数),然后系统会进行判断,如果是系统的url scheme,则打开系统应用,否则找看是否有app注册这种scheme,打开对应app
    • 需要注意的是,这种scheme必须原生app注册后才会生效,如微信的scheme为(weixin://)
  • 而本文JSBridge中的url scheme则是仿照上述的形式的一种方式
    • 具体为,app不会注册对应的scheme,而是由前端页面通过某种方式触发scheme(如用iframe.src),然后Native用某种方法捕获对应的url触发事件,然后拿到当前的触发url,根据定义好的协议,分析当前触发了那种方法,然后根据定义来执行等
  • 注意,iOS10以后,urlscheme必须符合url规范,否则会报错

实现流程

基于上述的基本原理,现在开始设计一种JSBridge的实现

实现思路

要实现JSBridge,我们可以进行关键步骤分析

  • 第一步:设计出一个Native与JS交互的全局桥对象
  • 第二步:JS如何调用Native
  • 第三步:Native如何得知api被调用
  • 第四步:分析url-参数和回调的格式
  • 第五步:Native如何调用JS
  • 第六步:H5中api方法的注册以及格式

如下图:

查看大图 https://dailc.github.io/staticResource/blog/hybrid/jsbridge/img_hybrid_base_jsbridgePrinciple_3.png

第一步:设计出一个Native与JS交互的全局桥对象

我们规定,JS和Native之间的通信必须通过一个H5全局对象JSbridge来实现,该对象有如下特点

  • 该对象名为”JSBridge”,是H5页面中全局对象window的一个属性 var JSBridge = window.JSBridge || (window.JSBridge = {});
  • 该对象有如下方法
    • registerHandler(String,Function) H5调用,注册本地JS方法,注册后Native可通过JSBridge调用。调用后会将方法注册到本地变量messageHandlers
    • callHandler(String,JSON,Function) H5调用,调用原生开放的api,调用后实际上还是本地通过url scheme触发。调用时会将回调id存放到本地变量responseCallbacks
    • _handleMessageFromNative(JSON) Native调用,原生调用H5页面注册的方法,或者通知H5页面执行回调方法
  • 如图

查看大图 https://dailc.github.io/staticResource/blog/hybrid/jsbridge/img_hybrid_base_jsbridgePrinciple_2.png

第二步:JS如何调用Native

在第一步中,我们定义好了全局桥对象,可以我们是通过它的callHandler方法来调用原生的,那么它内部经历了一个怎么样的过程呢?如下

callHandler函数内部实现过程

在执行callHandler时,内部经历了以下步骤:

  • (1)判断是否有回调函数,如果有,生成一个回调函数id,并将id和对应回调添加进入回调函数集合responseCallbacks
  • (2)通过特定的参数转换方法,将传入的数据,方法名一起,拼接成一个url scheme

    //url scheme的格式如
    //基本有用信息就是后面的callbackId,handlerName与data
    //原生捕获到这个scheme后会进行分析
    var uri = CUSTOM_PROTOCOL_SCHEME://API_Name:callbackId/handlerName?data
    
  • (3)使用内部早就创建好的一个隐藏iframe来触发scheme

    ``` //创建隐藏iframe过程 var messagingIframe = document.createElement(‘iframe’); messagingIframe.style.display = ‘none’; document.documentElement.appendChild(messagingIframe);

//触发scheme messagingIframe.src = uri; ``` * 注意,正常来说是可以通过window.location.href达到发起网络请求的效果的,但是有一个很严重的问题,就是如果我们连续多次修改window.location.href的值,在Native层只能接收到最后一次请求,前面的请求都会被忽略掉。所以JS端发起网络请求的时候,需要使用iframe,这样就可以避免这个问题。

第三步:Native如何得知api被调用

在上一步中,我们已经成功在H5页面中触发scheme,那么Native如何捕获scheme被触发呢?

根据系统不同,Android和iOS分别有自己的处理方式

Android捕获url scheme

在Android中(WebViewClient里),通过shouldoverrideurlloading可以捕获到url scheme的触发

public boolean shouldOverrideUrlLoading(WebView view, String url){
	//读取到url后自行进行分析处理
	
	//如果返回false,则WebView处理链接url,如果返回true,代表WebView根据程序来执行url
	return true;
}

另外,Android中也可以不通过iframe.src来触发scheme,android中可以通过window.prompt(uri, "");来触发scheme,然后Native中通过重写WebViewClient的onJsPrompt来获取uri

iOS捕获url scheme

iOS中,UIWebView有个特性:在UIWebView内发起的所有网络请求,都可以通过delegate函数在Native层得到通知。这样,我们可以在webview中捕获url scheme的触发(原理是利用 shouldStartLoadWithRequest)

- (BOOL)webView:(UIWebView *)webView shouldStartLoadWithRequest:(NSURLRequest *)request navigationType:(UIWebViewNavigationType)navigationType {
    NSURL *url = [request URL];
     
    NSString *requestString = [[request URL] absoluteString];
    //获取利润url scheme后自行进行处理

之后Native捕获到了JS调用的url scheme,接下来就该到下一步分析url了

第四步:分析url-参数和回调的格式

在前面的步骤中,Native已经接收到了JS调用的方法,那么接下来,原生就应该按照定义好的数据格式来解析数据了

url scheme的格式,前面已经提到。Native接收到Url后,可以按照这种格式将回调参数id、api名、参数提取出来,然后按如下步骤进行

  • (1)根据api名,在本地找寻对应的api方法,并且记录该方法执行完后的回调函数id
  • (2)根据提取出来的参数,根据定义好的参数进行转化
    • 如果是JSON格式需要手动转换,如果是String格式直接可以使用
  • (3)原生本地执行对应的api功能方法
  • (4)功能执行完毕后,找到这次api调用对应的回调函数id,然后连同需要传递的参数信息,组装成一个JSON格式的参数
    • 回调的JSON格式为:{responseId:回调id,responseData:回调数据}
    • responseId String型 H5页面中对应需要执行的回调函数的id,在H5中生成url scheme时就已经产生
    • responseData JSON型 Native需要传递给H5的回调数据,是一个JSON格式: {code:(整型,调用是否成功,1成功,0失败),result:具体需要传递的结果信息,可以为任意类型,msg:一些其它信息,如调用错误时的错误信息}
  • (5)通过JSBridge通知H5页面回调
    • 参考 第五步Native如何调用JS

第五步:Native如何调用JS

到了这一步,就该Native通过JSBridge调用H5的JS方法或者通知H5进行回调了,具体如下

//将回调信息传给H5
JSBridge._handleMessageFromNative(messageJSON);	

如上,实际上是通过JSBridge的_handleMessageFromNative传递数据给H5,其中的messageJSON数据格式根据两种不同的类型,有所区别,如下

Native通知H5页面进行回调

数据格式为:上文中的回调的JSON格式

Native主动调用H5方法

Native主动调用H5方法时,数据格式是:{handlerName:api名,data:数据,callbackId:回调id}

  • handlerName String型 需要调用的,h5中开放的api的名称
  • data JSON型 需要传递的数据,固定为JSON格式(因为我们固定H5中注册的方法接收的第一个参数必须是JSON,第二个是回调函数)

注意,这一步中,如果Native调用的api是h5没有注册的,h5页面上会有对应的错误提示。

另外,H5调用Native时,Native处理完毕后一定要及时通知H5进行回调,要不然这个回调函数不会自动销毁,多了后会引发内存泄漏。

第六步:H5中api方法的注册以及格式

前面有提到Native主动调用H5中注册的api方法,那么h5中怎么注册供原生调用的api方法呢?格式又是什么呢?如下

H5中注册供原生调用的API

//注册一个测试函数
JSBridge.registerHandler('testH5Func',function(data,callback){
	alert('测试函数接收到数据:'+JSON.stringify(data));
	callback&&callback('测试回传数据...');
});	

如上述代码为注册一个供原生调用的api

H5中注册的API格式注意

如上代码,注册的api参数是(data,callback)

其中第一个data即原生传过来的数据,第二个callback是内部封装过一次的,执行callback后会触发url scheme,通知原生获取回调信息

进一步完善JSBridge方案

在前文中,已经完成了一套JSBridge方案,这里,在介绍下如何完善这套方案

思路

github上有一个开源项目,它里面的JSBridge做法在iOS上进一步优化了,所以参考他的做法,这里进一步进行了完善。地址github-WebViewJavascriptBridge

大致思路就是

  • h5调用Native的关键步骤进行拆分,由以前的直接传递url scheme变为传递一个统一的url scheme,然后Native主动获取传递的参数
    • 完善以前: H5调用Native->将所有参数组装成为url scheme->原生捕获scheme,进行分析
    • 完善以后: H5调用Native->将所有参数存入本地数组->触发一个固定的url scheme->原生捕获scheme->原生通过JSBridge主动获取参数->进行分析

实现

这种完善后的流程和以前有所区别,如下

JSBridge对象图解

查看大图 https://dailc.github.io/staticResource/blog/hybrid/jsbridge/img_hybrid_base_jsbridgePrinciple_4.png

#### JSBridge实现完整流程

查看大图 https://dailc.github.io/staticResource/blog/hybrid/jsbridge/img_hybrid_base_jsbridgePrinciple_5.png

注意

由于这次完善的核心是:Native主动调用JS函数,并获取返回值。而在Android4.4以前,Android是没有这个功能的,所以并不完全适用于Android

所以一般会进行一个兼容处理,Android中采用以前的scheme传法,iOS使用完善后的方案(也便于4.4普及后后续的完善)

完整的JSBridge

上述分析了JSBridge的实现流程,那么实际项目中,我们就应该结合上述两种,针对Android和iOS的不同情况,统一出一种完整的方案,如下

完整调用流程图

查看大图 https://dailc.github.io/staticResource/blog/hybrid/jsbridge/img_hybrid_base_jsbridgePrinciple_6.png

如上图,结合上述方案后有了一套统一JSBridge方案

另外实现:不采用url scheme方式

前面提到的JSBridge都是基于url scheme的,但其实如果不考虑Android4.2以下,iOS7以下,其实也可以用另一套方案的,如下

  • Native调用JS的方法不变
  • JS调用Native是不再通过触发url scheme,而是采用自带的交互,比如
  • Android中,原生通过 addJavascriptInterface开放一个统一的api给JS调用,然后将触发url scheme步骤变为调用这个api,其余步骤不变(相当于以前是url接收参数,现在变为api函数接收参数)
  • iOS中,原生通过JavaScriptCore里面的方法来注册一个统一api,其余和Android中一样(这里就不需要主动获取参数了,因为参数可以直接由这个函数统一接收)

当然了,这只是一种可行的方案,多一种选择而已,具体实现流程请参考前面系列文章,本文不再赘述

实现示例

示例说明

本文中包括两个示例,一个是基础版本的JSBridge实现,一个是完整版本的JSBridge实现(包括JS,Android端实现等)。另外,这套方案是有iOS实践经验的,可以仿照着Android端编码(或者参考WebViewJavascriptBridge这个示例),例子里就暂时没有提供了。

实现源码

基础版本的JSBridge

这里只介绍JS的实现,具体Android,iOS实现请参考完整版本,实现如下

由于篇幅有限,已经移步到了github上 https://github.com/dailc/hybrid-jsbridge-simple/blob/master/android/app/src/main/assets/JSbridge.js

完整的实现示例

请参考下述示例,有完整的Andoid原生和H5端交互的示例。

https://github.com/dailc/hybrid-jsbridge-simple

附录

原文地址

原文在我个人博客上面 Hybrid APP基础篇(四)->JSBridge实现原理

参考来源

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Lichun Dai

Lichun Dai

程序员,偏前端。会点口琴和吉他。

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