React Native性能和效率平衡之謎
在PhoneGap、RubyMotion、Xamarin、Ionic一眾跨平臺開發(fā)工具中,React Native能夠殺出一條血路,獲得目前這么大的影響力,除了React社區(qū)生態(tài)圈的加持和Facebook的大力推廣以外,另外一個最主要的原因就是其在開發(fā)效率和應(yīng)用性能方面取得了一個比較好的平衡:
- 開發(fā)效率通過JS工程實踐,邏輯跨平臺復(fù)用得到極大提升
- 性能則通過全Native的UI層得到滿足
不過,雖說框架提供了這個平衡能力,平衡點的選擇卻掌握在開發(fā)者手中,本文將從React Native的性能角度來看看應(yīng)該如何掌握這個平衡點。
一、React Native的工作原理
在React Native的應(yīng)用中,存在著兩個不同的技術(shù)王國:JS王國和Native王國。應(yīng)用在啟動時會先進(jìn)行雙向注冊,搭好橋,讓兩個王國知道彼此的存在,以及定義好彼此合作的方式:
(圖片來源:http://t.cn/RXwes3j )
然后,在應(yīng)用的實際運行過程中,兩個技術(shù)王國通過搭好的橋,彼此合作完成用戶功能:
(圖片來源:http://t.cn/R5xMqZ0)
因此,React Native的本質(zhì)是在兩個技術(shù)王國之間搭建雙向橋梁,讓他們可以相互調(diào)用和響應(yīng)。那么就可以把上圖簡化一下:
二、React Native的性能瓶頸
經(jīng)過上面的分析,我們就可以把一個React Native應(yīng)用分成三個部分:Native王國、Bridge、JS王國。當(dāng)應(yīng)用運行時,Native王國和JS王國各自運行在自己獨立的線程中:
1. Native王國:
- 運行在主線程上(可能會有些獨立的后臺線程處理運算,當(dāng)前討論中可忽略)
- iOS平臺上運行Object-C/Swift代碼,Android平臺上運行Java/Kotlin代碼
- 負(fù)責(zé)處理UI的渲染,事件響應(yīng)。
2. JS王國:
- 運行在JS引擎的JS線程上
- 運行JS代碼
- 負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯,還包括了應(yīng)該顯示哪個界面,以及如何給頁面加樣式。
在Native王國中,經(jīng)過谷歌、蘋果公司多年的優(yōu)化調(diào)整,Native代碼能夠非??焖俚倪\行在設(shè)備上。在JS王國中,JS代碼作為腳本語言,也能夠很快速的運行在JS引擎上,這兩邊獨立來看都不會有性能問題。性能的瓶頸只會出現(xiàn)在從一個王國轉(zhuǎn)入另一個王國時,尤其是頻繁的在兩個王國之間切換時,兩個王國之間不能直接通信,只能通過Bridge做序列化和反序列化,查找模塊,調(diào)用模塊等各種邏輯,最終反應(yīng)到應(yīng)用上,就是UI層用戶可感知的卡頓。 因此,對React Native的性能控制就主要集中在如何盡量減少Bridge需要處理的邏輯上。
那么,什么情況下會需要Bridge處理邏輯呢?
- UI事件響應(yīng): 所有的UI事件都發(fā)生在Native側(cè),會以事件的形式傳遞到JS側(cè)。這個過程非常簡單,也不會涉及大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。在React Native應(yīng)用中,業(yè)務(wù)邏輯,應(yīng)用狀態(tài),數(shù)據(jù)都在JS側(cè),所以UI事件只是一個觸發(fā)器,不會有性能問題。
- UI更新:前面已經(jīng)說過JS負(fù)責(zé)決定應(yīng)該展示哪個界面,以及如何樣式化界面,因此UI更新的發(fā)起方是JS側(cè),更新時會向Native側(cè)同步大量的UI結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù),這類更新經(jīng)常出現(xiàn)性能問題,尤其是在界面復(fù)雜、變動數(shù)據(jù)大,或者做動畫、變動頻繁時。
- UI事件響應(yīng)和UI更新同時出現(xiàn):在UI更新時,結(jié)構(gòu)變化不大,則性能問題不大;但是如果這時又有UI事件觸發(fā)JS側(cè)邏輯處理,而該邏輯處理又比較復(fù)雜,耗時較長,導(dǎo)致JS側(cè)沒有時間片處理與Native側(cè)數(shù)據(jù)同步時,也會發(fā)生性能問題。
三、React Native的性能優(yōu)化措施
前面已經(jīng)解釋了React Native的性能瓶頸會在什么地方,React Native官方也知道這些,其在React Native中提供了一些性能優(yōu)化措施幫助開發(fā)者克服這些性能問題:
1. 框架自帶的React基于Virtual Dom的Diff算法保證了UI變動時傳遞的只是變化的UI部分,盡量減少需要同步的數(shù)據(jù)。
2. 通過Direct Manipulation的方式直接在底層更新了Native組件的屬性,從而避免渲染組件結(jié)構(gòu)和同步太多視圖變化所帶來的大量開銷。這樣的確會帶來一定的性能提升,同時也會使代碼邏輯難以理清,而且并沒有解決從JS側(cè)到Native側(cè)的數(shù)據(jù)同步開銷問題。因此這個方式官方都不再推薦,更推薦的做法是合理使用setState()和shouldComponentUpdate()方法解決這類問題。
3. 在遇到動畫性能問題時,可以使用Annimated類的庫,一次性把如何變化的聲明發(fā)送到Native側(cè),Native側(cè)根據(jù)接收到的聲明自己負(fù)責(zé)接下來的UI更新。不需要每幀的UI變化都同步一次數(shù)據(jù)。
4. Native和JS混編,把會大量變化的組件做成Native組件,這樣UI的變更數(shù)據(jù)直接在Native側(cè)自己處理了,無需通過Bridge,而不變的內(nèi)部組件因為沒有數(shù)據(jù)更新需要同步,所以也不會使用到Bridge。框架提供的NavigatorIOS相對于Navigator的性能提升就是這種做法。
5. 遇到事件響應(yīng)和UI更新同時發(fā)生導(dǎo)致的性能問題時,可以使用Interaction Manager把那些耗時較長的工作安排到所有互動或動畫完成之后再進(jìn)行。
四、探求性能和效率平衡的套路
在了解了React Native的性能瓶頸和優(yōu)化措施之后,就可以大概總結(jié)一個探尋React Native開發(fā)效率和性能平衡點的套路:
***步: 全JS實現(xiàn), 從一開始在技術(shù)選型上用React Native就是為了保證開發(fā)的效率,在沒有遇到性能問題之前,***化效率是團隊的一致追求。
第二步: 從JS側(cè)進(jìn)行性能優(yōu)化
- 對于那些明顯會涉及Bridge、需大量處理邏輯的場景,比方說動畫,復(fù)雜的手勢操作響應(yīng)等,嘗試使用經(jīng)過優(yōu)化過的庫(比方說:Animated),一次傳遞動畫或者數(shù)據(jù)整個數(shù)據(jù)的描述給Native,Native側(cè)自己會按照聲明執(zhí)行下去。
- 使用InteractionManager把耗時操作遞延到UI響應(yīng)之后,處理那些存在因為耗時的JS操作導(dǎo)致的UI響應(yīng)性能問題。
第三步:在真機上實測,檢查性能問題點。不要過早優(yōu)化,找到問題點再一一處理。
第四步:如果經(jīng)過JS端的優(yōu)化策略之后,在設(shè)備上還是有性能問題,可以把有問題的部分以Native方式實現(xiàn),這也是為什么要推薦React Native團隊中有10%左右的Native Developer。在這個步驟中,需要注意問題的隔離方式,假設(shè)一個場景:在移動一個Container時,Container的UI同時發(fā)生變化,但是Container內(nèi)部的內(nèi)容并沒有發(fā)生變化,這種情況下,只需要用Native實現(xiàn)Container,Container內(nèi)部的組件還是以JS實現(xiàn)。
【本文是51CTO專欄作者“ThoughtWorks”的原創(chuàng)稿件,微信公眾號:思特沃克,轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者】