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鸿蒙OS里的JS开发框架是怎么样的?
来源:鸿蒙开发者老王
2022-10-30 13:06:15
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作为一名老程序员,看到JavaScript被鸿蒙应用开发框架采用为开发语言,我简直是“喜不自胜”啊,感觉自己这是要逆袭了??果然才是世界最好的语言啊。。。

这个源码被托管在国内知名的开源平台上,我也下载认真的研究了一晚上这个源码,顺便写了个 hello world 程序,今天就跟大家一起逐行分析一下鸿蒙系统里的JS框架。

utils里定义了一个Observer栈,里面存放了观察者。subject定义被观察者。所以当我们观察某个对象的时候,也就是劫持这个对象属性的操作,也包含一些数组函数,像push、pop等等。这个文件应该是代码最多的,有160行吧。observer的代码就更简单了,大概有五六十行。

当我们进行开发的时候,可以通过Toolkit讲开发者编写的HML、CSS、JS文件编译打包成JS Bundle。然后把JS Bundle 解析运行成C native UI的View组件进行渲染。

在 srccorebaseframework_min_js.h 文件中,这一段编译好的js被编译到runtime里,编译完的 js 文件不到 3K,这确实很轻量。

js runtime 没有使用 V8,同样也没有使用到jscore选择了JerryScript。JerryScript用于物联网的超轻量 JavaScript 引擎。能够在内存少于64KB的设备上执行ECMAScript 5.1 源代码。这就说明了为什么在文档里鸿蒙JS框架支持ECMAScript 5.1 的原因。

从整体上看js框架大概使用了96%的C/C 代码。在htm文件中写的组件会被编译成原生组件。然而app_style_manager.cpp和同级的七八个文件则用来解析css,最终生成原生布局。从整体上看,我觉得比我预想中的会要好一些。

唠嗑完鸿蒙的JavaScript框架,那我现在就给大家逐行分析下鸿蒙系统的 JavaScript 框架,为了这我也是踩了不上坑,给鸿蒙贡献了好几个PR(所有的代码都是基于鸿蒙当前最新版的)。

鸿蒙JS框架是零依赖的,只是在开发过程中用到一些npm包。打包完之后的代码是不依赖任何的npm包。先给大家看一下鸿蒙JS框架写出来的JS代码到底是什么样子的?

export default { data() { return { count: 1 }; }, increase() { this.count; }, decrease() { --this.count; },}

问大家一个问题,如果我不告诉你们这是鸿蒙,你们会不会以为它就是vue或者一个小程序?其实单独把JS拿出来用(脱离鸿蒙系统的情况下),代码是长这样的:

const vm = new ViewModel({ data() { return { count: 1 }; }, increase() { this.count; }, decrease() { --this.count; },});console.log(vm.count); // 1vm.increase();console.log(vm.count); // 2vm.decrease();console.log(vm.count); // 1

仓库里所有的JS代码石祥路一个响应系统,充当MVVM中的ViewModel。

接下来我们来逐行分析下。

scr目录中一共有4个目录,攻击8个文件。其中一个是单元测试,还有一个就是性能测试,除去两个index.js 文件,有用的文件共四个。这也是我们要分析的重点。

src├── __test__│ └── index.test.js├── core│ └── index.js├── index.js├── observer│ ├── index.js│ ├── observer.js│ ├── subject.js│ └── utils.js└── profiler └── index.js

先是入口文件的分析,src/index.js,它只有 2 行代码:

import { ViewModel } from './core';export default ViewModel;

其实就是重新导出。

另一个类似的文件是src/observer/index.js,它也是两行代码:

export { Observer } from './observer';export { Subject } from './subject';

observer 和 subject实现了一个观察者模式,subject是主题,也是被观察者。observer是观察者。当subject有任何的一个变化是需要主动通知被观察者,这就是响应式。

可以看到这两个文件里都用到了src/observer/utils.js,那我们先来分析一下utils 文件。分3部分。

第一部分

export const ObserverStack = { stack: [], push(observer) { this.stack.push(observer); }, pop() { return this.stack.pop(); }, top() { return this.stack[this.stack.length - 1]; }};

首先它是定义了一个用来存放观察者的栈,他遵循后进先出的原则,内部使用stack数组来存储。

入栈操作push,和数组push函数一样,在栈顶放一个观察者observer。出栈操作pop,和数组pop函数一样,将栈顶的观察删除,且返回这个被删除的观察者。区栈顶元素top,和pop的操作不一样,top是把栈顶元素取出来,但并不删除它。

第二部分

export const SYMBOL_OBSERVABLE = '__ob__';export const canObserve = target => typeof target === 'object';

这个部分定义了一个字符串常量SYMBOL_OBSERVABLE 。目的是为了后面方便使用。

定义一个函数canObserve,目标是否可以被观察。只有对象才能被观察,所以可以使用typeoftrue。如果null不可观察,那这就是一个bug了。(因为我已经提看一个PR,且询问了这种行为是否是期望的行为。)

第三部分

export const defineProp = (target, key, value) => { Object.defineProperty(target, key, { enumerable: false, value });};

这个就是Object.defineProperty代码太长了,定义一个函数来避免代码重复。

接下来我们来分析下观察者src/observer/observer.js,可以分为四个部分。

第一部分:构造函数。接受4个参数。

export function Observer(context, getter, callback, meta) { this._ctx = context; this._getter = getter; this._fn = callback; this._meta = meta; this._lastValue = this._get();}

context当前观察者所处的上下文,类型是ViewModel。当第三个参数 callback 调用时,函数的this就是这个context。

getter类型是一个函数,用来获取某个属性的值。

callback 类型是一个函数,当某个值变化后执行的回调函数。

meta 元数据。观察者(Observer)并不关注 meta 元数据。

在构造函数的最后一行,this._lastValue = this._get()。下面来分析 _get 函数。

第二部分:ObserverStack就是前面分析过的用来存储所有观察者的栈。把当前观察者入栈,且通过_getter取得当前值。结合第一部分的构造函数,这个值存储在了_lastValue属性里。

Observer.prototype._get = function() { try { ObserverStack.push(this); return this._getter.call(this._ctx); } finally { ObserverStack.pop(); }};

执行完后,这个观察者就已经初始化完成了。

第三部分:这一部分实现数据更新时的脏检查机制。

Observer.prototype.update = function() { const lastValue = this._lastValue; const nextValue = this._get(); const context = this._ctx; const meta = this._meta; if (nextValue !== lastValue || canObserve(nextValue)) { this._fn.call(context, nextValue, lastValue, meta); this._lastValue = nextValue; }};

对比更新后的值和现在的值,如果两者不同,那么久执行回调函数。如果这个回调函数是渲染UI,则可以实现按需渲染。如果两者值不一样,就再检查设置的新值是否可以被观察,再去决定要不要执行回调函数。

第四部分:订阅与取消订阅。

Observer.prototype.subscribe = function(subject, key) { const detach = subject.attach(key, this); if (typeof detach !== 'function') { return; } if (!this._detaches) { this._detaches = []; } this._detaches.push(detach);};Observer.prototype.unsubscribe = function() { const detaches = this._detaches; if (!detaches) { return; } while (detaches.length) { detaches.pop()(); }};

上面我们经常提到观察者和被观察者,对于观察者模式我们还有另一种说法,即是订阅/发布模式。这个部分的代码则实现了对主题的订阅。

先调用主题的attach方法进行订阅。若订阅成功,subject.attach方法则会返回一个函数,当调用这个函数就会取消订阅。为了将来能够取消订阅,这个返回值就必须保存起来。

subject的实现我相信大家都能猜到。观察者订阅了subject,那么subject要做的就是当数据变化时及时通知观察者。subject怎么知道数据发生变化了呢?它的机制和vue2一样,使用Object.defineProperty做属性劫持。

下面我们再来分析观察者src/observer/subject.js,分 7 部分。

第一部分:构造函数、

export function Subject(target) { const subject = this; subject._hijacking = true; defineProp(target, SYMBOL_OBSERVABLE, subject); if (Array.isArray(target)) { hijackArray(target); } Object.keys(target).forEach(key => hijack(target, key, target[key]));}

基本上没有难点。设置_hijacking属性为true,用来标示这个对象已经被劫持了。Object.keys通过遍历来劫持每个属性。如果是数组,则调用hijackArray。

第二部分:两个静态方法。

Subject.of = function(target) { if (!target || !canObserve(target)) { return target; } if (target[SYMBOL_OBSERVABLE]) { return target[SYMBOL_OBSERVABLE]; } return new Subject(target);};Subject.is= function(target) { return target && target._hijacking;};

Subject的构造函数并不是直接被外部调用,而是封装到Subject.of静态方法中。

若目标不能被观察,就直接返回目标。

不然的话,调用构造函数初始化Subject。

Subject.is是用来判断目标是否被劫持过。

第三部分:是前面的Observer.prototype.subscribe中调用的。作用是某个观察者用来订阅主题。而这个方法则是“主题怎么订阅”。

Subject.prototype.attach = function(key, observer) { if (typeof key === 'undefined' || !observer) { return; } if (!this._obsMap) { this._obsMap = {}; } if (!this._obsMap[key]) { this._obsMap[key] = []; } const observers = this._obsMap[key]; if (observers.indexOf(observer) < 0) { observers.push(observer); return function() { observers.splice(observers.indexOf(observer), 1); }; }};

观察者维护这个主题的哈希表_obsMap。哈希表的key是需要订阅的key。例如,某个观察者订阅了name属性的变化,另一个观察者订阅量age属性的变化,且属性的变化可以被多个观察者同时订阅,因此哈希表的值是一个数组,数组的每个元素都是一个观察者。

第四部分:当属性发生变化时,通知订阅此属性的观察者,遍历每个观察者,且调用观察者的update方法。上面我们提到过,脏检查就是这个方法内完成的。

Subject.prototype.notify = function(key) { if ( typeof key === 'undefined' || !this._obsMap || !this._obsMap[key] ) { return; } this._obsMap[key].forEach(observer => observer.update());};

第五部分:是用来处理属性嵌套的问题,就像这种对象{ user: { name: 'JJC' } }。

Subject.prototype.setParent = function(parent, key) { this._parent = parent; this._key = key;};Subject.prototype.notifyParent = function() { this._parent && this._parent.notify(this._key);};

第六部分:展示了怎么使用Object.defineProperty 进行属性劫持。当设置属性时,会调用set(value),设置新的值,之后调用subject 的 notify 方法。

function hijack(target, key, cache) { const subject = target[SYMBOL_OBSERVABLE]; Object.defineProperty(target, key, { enumerable: true, get() { const observer = ObserverStack.top); if (observer) { observer.subscribe(subject, key); } const subSubject = Subject.of(cache); if (Subject.is(subSubject)) { subSubject.setParent(subject, key); } return cache; }, set(value) { cache = value; subject.notify(key); } });}

这里不进行任何的检查,只要设置属性就可以调用了,即使属性的新值跟旧值一样。notify会通知所有的观察者。

第七部分:劫持数组方法。

const ObservedMethods = { PUSH: 'push', POP: 'pop', UNSHIFT: 'unshift', SHIFT: 'shift', SPLICE: 'splice', REVERSE: 'reverse'};const OBSERVED_METHODS = Object.keys(ObservedMethods).map( key => ObservedMethods[key]);

ObservedMethods定义了需要劫持的数组函数。前面大写的用来做 key,后面小写的是需要劫持的方法。

function hijackArray(target) { OBSERVED_METHODS.forEach(key => { const originalMethod = target[key]; defineProp(target, key, function() { const args = Array.prototype.slice.call(arguments); originalMethod.apply(this, args); let inserted; if (ObservedMethods.PUSH === key || ObservedMethods.UNSHIFT === key) { inserted = args; } else if (ObservedMethods.SPLICE) { inserted = args.slice(2); } if (inserted && inserted.length) { inserted.forEach(Subject.of); } const subject = target[SYMBOL_OBSERVABLE]; if (subject) { subject.notifyParent(); } }); });}

数组劫持和对象不一样,不可以使用Object.defineProperty。

我们要劫持6个数组方法。分别是同步添加、头部删除、尾部添加、尾部删除、替换/删除某几项、数组反转。

通过重写数组方法实现数组的劫持。不过这有一个要注意的地方,数据的每个元素都是被观察过的,但在数组里添加新元素时,这些元素哈没有被观察,所以代码中仍需要判断当前的方法如果是push、unshift、splice。那需要把新的元素投放在观察者队伍里。

其他两个文件分别是单元测试和性能分析,这里我就不再分析了。

作为JavaScript曾经的程序员,我当然是很支持鸿蒙采用JavaScript作为开发语言,这也增强所有熟悉 JavaScript 的前端开发者们对前端的道路自信、理论自信、文化自信和技术栈自信。不过,如果你要做一些底层的开发,你可能还需要用其他编程语言。

——————

原创:老王丨鸿蒙hms开发者高级认证持证人!学习更多鸿蒙OS相关开发技术可以关注我的公众号:鸿蒙开发者老王

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