# 深入H5与NativeApp通信原理
Hybrid App,俗称混合应用,即混合了 Native技术 与 Web技术 进行开发的移动应用。在APP中使用 WebView 作为容器直接承载 Web页面。
# webview的介绍
webview是移动APP中展示网页的容器组件。
# IOS上的webview
# 安卓上webview
webkit for Webview | chromium for Webview | |
---|---|---|
兼容 | Android4.4以下 | Android4.4以上 |
JS引擎 | webCore javascript | V8 |
H5元素支持情况 | 278 | 434 |
运行调试 | 不支持 | 支持 |
内存占用 | 小 | 大 |
H5新API(Canvas,SVG,WebGL) | 不支持 | 支持 |
# 业界方案
1、基于 WebView UI 的基础方案,市面上大部分主流 App 都有采用,例如微信JS-SDK,通过 JSBridge 完成 H5 与 Native 的双向通讯,从而赋予H5一定程度的原生能力。
2、基于 Native UI 的方案,例如 React-Native、Weex。在赋予 H5 原生API能力的基础上,进一步通过 JSBridge 将js解析成的虚拟节点树(Virtual DOM)传递到 Native 并使用原生渲染。
3、近期比较流行的小程序方案,通过更加定制化的 JSBridge,并使用双 WebView 双线程的模式隔离了JS逻辑与UI渲染,形成了特殊的开发模式,加强了 H5 与 Native 混合程度,提高了页面性能及开发体验。
4、Flutter: 他是谷歌的移动UI框架,可以快速在iOS和Android上构建高质量的原生用户界面。采用了高性能渲染引擎(Skia),界面开发语言使用dart,底层渲染引擎使用C, C++,框架层面针对IOS和安卓平台分别实现了对应的UI风格组件库。相比webview渲染、nativeUI渲染,性能更加出色。由于推出不久,性能还不够稳定。
# Hybrid技术原理
混合开发中最核心的点就是 Native端 与 H5端 之间的双向通讯层,其实这里也可以理解为我们需要一套跨语言通讯方案,来完成 Native(Java/Objective-c/...) 与 JavaScript 的通讯。这个方案就是我们所说的 JSBridge,而实现的关键,便是作为容器的 WebView,一切的原理都是基于 WebView 的机制。
# (一) JavaScript 调用 Native接口方式
基于 WebView 的机制和开放的 API, 实现这个功能有三种常见的方案:
1)、API注入,原理其实就是 Native 获取 JavaScript环境上下文,并直接在上面挂载对象或者方法,使 js 可以直接调用,Android 与 IOS 分别拥有对应的挂载方式。
2)、WebView 中的 prompt/confirm/alert 拦截,通常使用 prompt,因为这个方法在前端中使用频率低,比较不会出现冲突;
3)、WebView URL Scheme 跳转拦截;
- 、在IOS上wkwebview上有window.webkit.messageHandler实现通信,支持IOS8及以上
# 方法3 - URL拦截方案
# 1、实现原理
在 WebView 中发出的网络请求,客户端都能进行监听和捕获
# 2、协议的定制
我们需要制定一套URL Scheme规则,通常我们的请求会带有对应的协议开头,例如常见的 https://xxx.com 或者 file://1.jpg,代表着不同的含义。我们这里可以将协议类型的请求定制为:
xxcommand://xxxx?param1=1¶m2=2
- (1)、xxcommand:// 只是一种规则,可以根据业务进行制定,使其具有含义,例如我们定义 xxcommand:// 为公司所有App系通用,为通用工具协议:
xxcommand://getProxy?a=a&b=2
而定义 xxapp:// 为每个App单独的业务协议。
xxapp://openCamera?h=2
不同的协议头代表着不同的含义,这样便能清楚知道每个协议的适用范围。
(2)、 这里不要使用 location.href 发送,因为其自身机制有个问题是同时并发多次请求会被合并成为一次,导致协议被忽略,而并发协议其实是非常常见的功能。我们会使用创建 iframe 发送请求的方式。
(3)、 通常考虑到安全性,需要在客户端中设置域名白名单或者限制,避免公司内部业务协议被第三方直接调用。
# 3.协议的拦截
客户端可以通过 API 对 WebView 发出的请求进行拦截:
- IOS上: shouldStartLoadWithRequest
- Android: shouldOverrideUrlLoading
当解析到请求 URL 头为制定的协议时,便不发起对应的资源请求,而是解析参数,并进行相关功能或者方法的调用,完成协议功能的映射。
# 4、协议回调
由于协议的本质其实是发送请求,这属于一个异步的过程,因此我们便需要处理对应的回调机制。这里我们采用的方式是JS的事件系统,这里我们会用到 window.addEventListener 和 window.dispatchEvent这两个基础API;
发送协议时,通过协议的唯一标识注册自定义事件,并将回调绑定到对应的事件上。
客户端完成对应的功能后,调用 Bridge 的dispatch API,直接携带 data 触发该协议的自定义事件。
原生的事件机制是我们非常熟悉的,例如我们常用的
window.addEventListener('DOMContentLoaded', () => {});
通过事件的机制,会让开发更符合我们前端的习惯,例如当你需要监听客户端的通知时,同样只需要在通过 addEventListener 进行监听即可。
Tips: 这里有一点需要注意的是,应该避免事件的多次重复绑定,因此当唯一标识重置时,需要removeEventListener对应的事件。
# 5、参数传递方式
由于 WebView 对 URL 会有长度的限制,因此常规的通过 search参数 进行传递的方式便具有一个问题,既 当需要传递的参数过长时,可能会导致被截断,例如传递base64或者传递大量数据时。‘’
因此我们需要制定新的参数传递规则,我们使用的是函数调用的方式。这里的原理主要是基于:
Native 可以直接调用 JS 方法并直接获取函数的返回值。
我们只需要对每条协议标记一个唯一标识,并把参数存入参数池中,到时客户端再通过该唯一标识从参数池中获取对应的参数即可。
# (二) Native 调用 Javascript接口方式
由于 Native 可以算作 H5 的宿主,因此拥有更大的权限,上面也提到了 Native 可以通过 WebView API直接执行 Js 代码。这样的权限也就让这个方向的通讯变得十分的便捷。
- IOS: stringByEvaluatingJavaScriptFromString
// Swift
webview.stringByEvaluatingJavaScriptFromString("alert('NativeCall')")
- Android: loadUrl (4.4-)
// 调用js中的JSBridge.trigger方法
// 该方法的弊端是无法获取函数返回值;
webView.loadUrl("javascript:JSBridge.trigger('NativeCall')")
Tips: 当系统低于4.4时,evaluateJavascript 是无法使用的,因此单纯的使用 loadUrl 无法获取 JS 返回值,这时我们需要使用前面提到的 prompt 的方法进行兼容,让 H5端 通过 prompt 进行数据的发送,客户端进行拦截并获取数据。
- Android: evaluateJavascript (4.4+)
// 4.4+后使用该方法便可调用并获取函数返回值;
mWebView.evaluateJavascript("javascript:JSBridge.trigger('NativeCall')", new ValueCallback<String>() {
@Override
public void onReceiveValue(String value) {
//此处为 js 返回的结果
}
});
基于上面的原理,我们已经明白 JSBridge 最基础的原理,并且能实现 Native <=> H5 的双向通讯机制了。
# JSBridge 的接入
接下来,我们来理下代码上需要的资源。实现这套方案,从上图可以看出,其实可以分为两个部分:
# JS部分(bridge): 在JS环境中注入 bridge 的实现代码,包含了协议的拼装/发送/参数池/回调池等一些基础功能。
# Native部分(SDK):在客户端中 bridge 的功能映射代码,实现了URL拦截与解析/环境信息的注入/通用功能映射等功能。
我们这里的做法是,将这两部分一起封装成一个 Native SDK,由客户端统一引入。客户端在初始化一个 WebView 打开页面时,如果页面地址在白名单中,会直接在 HTML 的头部注入对应的 bridge.js。这样的做法有以下的好处:
# 双方的代码统一维护,避免出现版本分裂的情况。有更新时,只要由客户端更新SDK即可,不会出现版本兼容的问题;
App的接入十分方便,只需要按文档接入最新版本的SDK,即可直接运行整套Hybrid方案,便于在多个App中快速的落地;
H5端无需关注,这样有利于将 bridge 开放给第三方页面使用。
这里有一点需要注意的是,协议的调用,一定是需要确保执行在bridge.js 成功注入后。由于客户端的注入行为属于一个附加的异步行为,从H5方很难去捕捉准确的完成时机,因此这里需要通过客户端监听页面完成后,基于上面的回调机制通知 H5端,页面中即可通过window.addEventListener('bridgeReady', e => {})进行初始化。
# App中 H5 的接入方式
将 H5 接入 App 中通常有两种方式:
# (1) 在线H5,这是最常见的一种方式。我们只需要将H5代码部署到服务器上,只要把对应的 URL地址 给到客户端,用 WebView 打开该URL,即可嵌入。该方式的好处在于:
- 独立性强,有非常独立的开发/调试/更新/上线能力;
- 资源放在服务器上,完全不会影响客户端的包体积;
- 接入成本很低,完全的热更新机制。
但相对的,这种方式也有对应的缺点:
- 完全的网络依赖,在离线的情况下无法打开页面;
- 首屏加载速度依赖于网络,网络较慢时,首屏加载也较慢;
通常,这种方式更适用在一些比较轻量级的页面上,例如一些帮助页、提示页、使用攻略等页面。这些页面的特点是功能性不强,不太需要复杂的功能协议,且不需要离线使用。在一些第三方页面接入上,也会使用这种方式,例如我们的页面调用微信JS-SDK。
# (2) 内置包H5,这是一种本地化的嵌入方式,我们需要将代码进行打包后下发到客户端,并由客户端直接解压到本地储存中。通常我们运用在一些比较大和比较重要的模块上。其优点是:
- 由于其本地化,首屏加载速度快,用户体验更为接近原生;
- 可以不依赖网络,离线运行;
但同时,它的劣势也十分明显:
- 开发流程/更新机制复杂化,需要客户端,甚至服务端的共同协作;
- 会相应的增加 App 包体积;
这两种接入方式均有自己的优缺点,应该根据不同场景进行选择。