Hybrid App 开发必备知识 - 1

前言

我们大前端团队内部 📖每周一练 的知识复习计划还在继续，本周主题是 《Hybrid APP 混合应用专题》 ，这期内容比较多，篇幅也相对较长，每个知识点内容也比较多。

之前分享的每周内容，我都整理到掘金收藏集 📔《EFT每周一练》 上啦，欢迎点赞收藏咯💕💕。

注：本文整理资料来源网络，有些图片/段落找不到原文出处，如有侵权，联系删除。

一、什么是 Hybrid App，与 Native App 及 Web App 有什么区别

参考文章：

1. 《Web App Hybrid App和 Native App的区别》
2. 《Hybrid APP基础篇(二) -> Native、Hybrid、React Native、Web App方案的分析比较》

1.1 主流应用类型

随着现在移动互联网的快速发展，市面上目前主流移动应用程序主要分三类：Web App、 Native App 和 Hybrid App。

三者大致关系如下：

1.2 Web App

Web App，即移动端网站，一般指的是基于 Web 的应用，基于浏览器运行，无需下载安装，基本上可以说是触屏版的网页应用。这类应用基本上是一个网页或一系列网页，旨在在移动屏幕上工作。

Web 网站一般分为两种：

1. MPA(Multi-page Application)
2. SPA(Single-page Application)

一般的 Web App 是指 SPA 形式开发的网站。

优点：

• 开发和维护成本低，可以跨平台，调试方便；

前端人员开发的代码，可应用于各大主流浏览器(特殊情况可以代码进行下兼容)，没有新的学习成本，而且可以直接在浏览器中调试。

• 更新最为快速；

由于web app资源是直接部署在服务器端的，所以只需替换服务器端文件，用户访问是就已经更新了(当然需要解决一些缓存问题)。

• 无需安装App，不会占用手机内存；

通过浏览器即可访问，无需安装，用户使用成本更低。

缺点：

• 性能低，用户体验差；

由于是直接通过的浏览器访问，所以无法使用原生的API，操作体验不好。

• 依赖于网络，页面访问速度慢，耗费流量；

Web App每次访问都必须依赖网络，从服务端加载资源，当网速慢时访问速度很不理想，特别是在移动端，对网站性能优化要求比较高。

• 功能受限，大量功能无法实现；

只能使用 HTML5 的一些特殊 API ，无法调用原生 API ，所以很多功能存在无法实现情况。

• 临时性入口，用户留存率低；

这既是它的优点，也是缺点，优点是无需安装，确定是用完后有时候很难再找到，或者说很难专门为某个web app留存一个入口，导致用户很难再次使用。

1.3 Native App

Native APP 指的是原生程序，需要用户下载安装使用，一般依托于操作系统，有很强的交互，是一个完整的App，可拓展性强，能发布应用商店。

目前市面上主流的平台有：Android 和 iOS。

优点：

• 直接依托于操作系统，用户体验好，操作流畅，性能稳定；
• 用户留存率高；
• 功能最为强大，特别是在与系统交互中，几乎所有功能都能实现；

由于 Native APP 是直接依托于系统，所以可以直接调用官方提供的API，功能最为全面(比如本地资源操作，通知，动画等)。

缺点：

• 开发和维护成本高，无法跨平台，需要各平台各自独立开发；

Android 上基于 Java 开发，iOS 上基 OC 或 Swift 开发，相互之间独立，必须要有各自的开发人员。

• 门槛较高，原生人员有一定的入门门槛，人才较少；

原生的一个很大特点就是独立，所以不太容易入门，而且 Android， iOS都需要独立学习。

• 分发成本高，更新缓慢，特别是发布应用商店后，需要等到审核周期；

原生应用更新是一个很大的问题， Android中还能直接下载整包APK进行更新，但是 iOS中，如果是发布 AppStore ，必须通过 AppStore地址更新，而每次更新都需要审核，所以无法达到及时更新。

1.4 Hybrid App

Hybrid App 指的是混合开发，也就是半原生半 Web 的开发模式，有跨平台效果，当然了，实质最终发布的仍然是独立的原生APP(各种的平台有各种的SDK)。

优点：

• 学习和开发成本较低，可以跨平台，调试方便；

Hybrid 开发模式下，由原生提供统一的 API 给 JS 调用，实际的主要逻辑由 HTML 和 JS 完成，最终放在 webview 中显示，这样只需要写一套代码即可，达到跨平台效果，另外也可以直接在浏览器中调试，很方便。

一般 Hybrid 中的跨平台最少可以跨三个平台: Android App ，iOS App ，普通 webkit 浏览器。

需要前端人员关注一些原生提供的API，具体的实现无需关心，没有新的学习内容。

• 维护成本低，功能可复用，并且更容易更新；

虽然没有 web app 更新那么快速，但是 Hybrid 中也可以通过原生提供 api ，进行资源主动下载，达到只更新资源文件，不更新 apk(ipa) 的效果。

• 功能更加完善，性能和体验要比起 web app 好太多；

因为可以调用原生api，所以很多功能只要原生提供出就可以实现，另外性能也比较接近原生。

• 部分性能要求的页面可用原生实现；

这种模式是原生混合 web ，所以我们完全可以将交互强，性能要求高的页面用原生写，然后一些其它页面用 JS 写，嵌入 webview 中，达到最佳体验。

缺点：

• 相比原生，性能仍然有较大损耗；

这种模式受限于 webview 的性能，相比原生而言有不少损耗，体验无法和原生相比。

• 不适用于交互性较强的app；

这种模式的主要适用：一些新闻阅读类，信息展示类的 app ，不适用于一些交互较强或者性能要求较高的 app (比如动画较多就不适合)。

1.5 三者区别

三者使用场景对比：

三者技术特征对比：

另外增加 ReactNative 一起放入作对比。

1.6 三者如何选择

这里简单介绍几种情况，具体还是要以实际项目技术评估结果为主。

• 选择纯 Native App 模式的情况：

性能要求极高，体验要求极好，不追求开发效率。

• 选择 Web App 模式的情况：

不追求用户体验和性能，对离线访问没要求，正常来说，如果追求性能和体验，都不会选用web app。

• 选择 Hybrid App 模式的情况

大部分情况下的App都推荐采用这种模式，这种模式可以用原生来实现要求高的界面，对于一些比较通用型，展示型的页面完全可以用web来实现，达到跨平台效果，提升效率。一般好一点的Hybrid方案，都会把资源放在本地的，可以减少网络流量消耗。

• 选择React Native App模式的情况

追求性能，体验，同时追求开发效率，而且有一定的技术资本，舍得前期投入。

React Native这种模式学习成本较高，所以需要前期投入不少时间才能达到较好水平，但是有了一定水准后，开发起来它的优势就体现出来了，性能不逊色原生，而且开发速度也很快

二、什么是 Cordova，它的优缺点是什么

参考文章： 《浅谈Cordova框架》

2.1 Cordova 简介

Cordova 是一个用基于 HTML、CSS 和 JavaScript 的，用于创建跨平台移动应用程序的快速开发平台。它使开发者能够利用iPhone、Android、Palm、Symbian、WP7、Bada和Blackberry等智能手机的核心功能——包括地理定位、加速器、联系人、声音和振动等，此外 Cordova 拥有丰富的插件，可以调用。

也可以用来开发原生和WebView组件之间的插件接口。

来源：
Cordova 是 PhoneGap 贡献给 Apache 后的开源项目，是从 PhoneGap 中抽出的核心代码，是驱动 PhoneGap 的核心引擎。可以把它们的关系想象成类似于 Webkit 和 Google Chrome 的关系。

2.2 Cordova 架构图

架构图介绍：

• Web App

用于存放我们程序的代码，包括业务逻辑，还有一些运行需要的资源（如：CSS，JavaScript，图片，媒体文件等）。
应用的实现是通过 web 页面，默认的本地文件名称是 index.html ，应用执行在原生应用包装的 WebView 中，这个原生应用是你分发到应用商店中的。

• WebView

Cordova 用的 WebView 可以给应用提供完整用户访问界面，使得应用混合了 Webview 和原生的应用组件。

• Cordova Plugins

插件是 Cordova 生态系统的重要组成部分。它提供了 Cordova 和原生组件相互通信的接口，并绑定到了标准的设备API上，这使你能够通过 JavaScript 调用原生代码。

2.3 优缺点

优点：

• 跨平台，开发简单，学习成本低；
• 框架多，插件多，可自定义插件；
• 发展最早，社区资源丰富；

缺点：

• WebView性能低下时，用户体验差，反应慢；
• 中文文档资源少；
• 调试不方便，既不像原生那么好调试，也不像纯web那种调试；

三、Cordova 插件的原理是什么

Cordova 插件就是一些附加代码用来提供原生组件的 JavaScript 接口，它允许你的 App 可以使用原生设备的能力，超越了纯粹的 Web App。

Cordova 在 iOS 上的实现原理：

3.1 工作流程

1. Cordova 发起对原生的请求：

cordova.exec(successCallback, failCallback, service, action, actionArgs); 
// successCallback: 成功回调方法
// failCallback: 失败回调方法
// server: 所要请求的服务名字
// action: 所要请求的服务具体操作
// actionArgs: 请求操作所带的参数

1. 这五个参数并不是直接传给原生，Cordova JS 端会做以下处理：
   • 为每个请求生成一个唯一标识( callbackId )，并传给原生端，原生端处理完后，会把 callbackId 连同处理结果一起返回给 JS 端；
   • 以 callbackId 为 key，{success:successCallback, fail:failCallback} 为 value，把这个键值对保存在 JS 端的字典里，successCallback 与 failCallback 这两个参数不需要传给原生，原生返回结果时带上callbackId，JS 端就可以根据 callbackId 找到回调方法；
   • 每次 JS 请求，最后发到原生的数据包括：callbackId, service, action, actionArgs；

1. 原生代码拿到 callbackId、service、action 及 actionArgs 后，会做以下处理：
   • 根据 service 参数找到对应插件类；
   • 根据 action 参数找到插件类中对应的处理方法，并把 actionArgs 作为处理方法请求参数的一部分传给处理方法；
   • 处理完成后，把处理结果及 callbackId 返回给 JS 端，JS 端收到后会根据 callbackId 找到回调方法，并把处理结果传给回调方法；

1. JS 端根据 callbackId 回调 cordova.js

// 根据 callbackId 及是否成功标识，找到回调方法，并把处理结果传给回调方法
callbackFromNative: function(callbackId, success, status, args, keepCallback) {
    var callback = cordova.callbacks[callbackId];
    if (callback) {
        if (success && status == cordova.callbackStatus.OK) {
            callback.success && callback.success.apply(null, args);
        } else if (!success) {
            callback.fail && callback.fail.apply(null, args);
        }
        // Clear callback if not expecting any more results
        if (!keepCallback) {
            delete cordova.callbacks[callbackId];
        }
    }
}

四、什么是 JS Bridge，它的作用是什么

参考文章：《JSBridge的原理》

4.1 JS Bridge 介绍

JSBridge 简单来讲，主要是 给 JavaScript 提供调用 Native 功能的接口，让混合开发中的前端部分可以方便地使用地址位置、摄像头甚至支付等 Native 功能。

JSBridge 就像其名称中的 “Bridge” 的意义一样，是 Native 和非 Native 之间的桥梁，它的核心是 构建 Native 和非 Native 间消息通信的通道，而且是 双向通信的通道。

JSBridge 也被称为 Hybrid app 技术。

所谓 双向通信的通道:

• JS 向 Native 发送消息 :

调用相关功能、通知 Native 当前 JS 的相关状态等。

• Native 向 JS 发送消息 :

回溯调用结果、消息推送、通知 JS 当前 Native 的状态等。

4.2. JS Bridge 实现原理

参考文章：《Hybrid APP基础篇(四)->JSBridge的原理》

Android 和 iOS 的 JSBridge 实现方式：

4.2.1 基本流程

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 页面通过某种方式触发一个 url scheme；
• Native 捕获到 url scheme，并进行分析和处理；

• Native 调用 H5 的 JSBridge 对象传递回调；

  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，系统浏览器打开一个类似于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 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。
  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

原生的 WebView/UIWebView 控件已经能够和 JS 实现数据通信了，那为什么还要 JSBridge呢？

其实使用JSBridge有很多方面的考虑：

• Android4.2以下，addJavascriptInterface 方式有安全漏掉。
• iOS7以下，JS 无法调用 Native。
• url scheme 交互方式是一套现有的成熟方案，可以完美兼容各种版本，对以前老版本技术的兼容。

4.2.1 实现流程(Android 为例)

1. 拟定协议，参考 http 制定的协议为：jsbridge://className:port/methodName?jsonObj；

className   // Android端实现暴露给前端的类名
port        // Android返回结果给前端的端口
methodName  // 前端需要调用的函数
jsonObj     // 前端给Android传递的参数

1. 新建 HTML 文件命名为 index.html, 编写一个 button 绑定 click 事件；

<button onclick="JSBridge.call(
    'bridge',
    'showToast',
    {'msg':'Hello JSBridge'},
    function(res){
        alert(JSON.stringify(res))
    }
)">
    测试showToast 
</button>

1. 新建 JS 文件命名为 JSBridge.js， 第2步中的 JSBridge.call 即为调用 JSBridge.js中的 call 方法，后面带了四个参数；

call: function (obj, method, params, callback) {
    console.log(obj+" "+method+" "+params+" "+callback);
    var port = Util.getPort();
    console.log(port);
    this.callbacks[port] = callback;
    var uri=Util.getUri(obj,method,params,port);
    console.log(uri);
    window.prompt(uri, "");
},

JSBridge.js 中的 call 方法，最后调用了window.prompt 方法，这个方法就是触发 Android 端 webChromeClient的回调函数用的。

1. window.prompt 触发了 WebChromeClient（这个需要使用函数WebView.setWebChromeClient( new WebChromeClietn() )进行设定）；

类中的如下回调 onJsPrompt。这时就完成了前端与 Android端 的通信了，因为前端的信息都顺利通过这个函数传递给Android了。

@Override
public boolean onJsPrompt(WebView view, String url, String message, String defaultValue, JsPromptResult result) {
    result.confirm(JSBridge.callJava(view,message));
    return true;
}

1. Android 中会定义一个类 JSBridge.java 来管理暴露给前端使用的函数；

这个类有两个功能：

• 暴露给前端的函数的动态注册功能。
• 解析前端信息，调用了 Android 端对应的函数，这个示例中是：showToast 函数。

解析前端的信息，获取前端调用的函数名：

Uri uri = Uri.parse(uriString);
className = uri.getHost();
param = uri.getQuery();
port = uri.getPort() + "";
String path = uri.getPath();
HashMap< String, Method> methodHashMap = exposedMethod.get(className);
Method method = methodHashMap.get(methodName);

通过获取的函数名，这里是 showToast，调用 Android 端的 showToast函数。

method.invoke(null,webView,new JSONObject(param),new Callback(webView,port));

1. 定义类 BridgeImpl.java 来具体的实现暴露给前端的所有函数。这里的 showToast函数如下:

public static void showToast(WebView webView, JSONObject param, final JSBridge.Callback callback){
    String message = param.optString("msg");
    Toast.makeText(webView.getContext(),message,Toast.LENGTH_LONG).show();
    if(null != callback){
        try {
            JSONObject object = new JSONObject();
            object.put("key","value");
            object.put("key1","vaule1");
            callback.apply(getJSONObject(0,"ok",object));
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

五、请列举 Android 与 iOS 平台下 JS Bridge 的实现方式

这边代码比较多，我使用图片来展示，大家可以放大来查看。

也可以参考文章：《JSBridge实现示例》

5.1 Android 实现方式

5.1.1 Android 调用 JS 的 2 种方式

1. 通过 WebView 的 loadUrl():

JS 代码调用一定要在 onPageFinished() 回调之后才能调用，否则不会调用。

Web 端代码：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <title>前端代码</title>
        <script>
        // Android需要调用的方法
        function callJS(){
            alert("Android调用了JS的callJS方法");
        }
    </script>
   </head>
</html>

Android 端代码：

1. 通过 WebView 的 evaluateJavascript()：

// 只需要将第一种方法的loadUrl()换成下面该方法即可
mWebView.evaluateJavascript(
    "javascript:callJS()", 
    new ValueCallback<String>() {
        @Override
        public void onReceiveValue(String value) {
            //此处为 js 返回的结果
        }
    });
}

5.1.2 JS 调用 Android 的 3 种方式

1. 通过 WebView 的 addJavascriptInterface() 进行对象映射:

Android 映射：

// 继承自Object类
public class AndroidtoJs extends Object {
    // 定义JS需要调用的方法
    // 被JS调用的方法必须加入@JavascriptInterface注解
    @JavascriptInterface
    public void hello(String msg) {
        System.out.println("JS调用了Android的hello方法");
    }
}

Web：

<!DOCTYPE html>
<html>
   <head>
      <meta charset="utf-8">
      <title>前端代码</title>  
      <script>
         function callAndroid(){
        // 由于对象映射，所以调用test对象等于调用Android映射的对象
            test.hello("js调用了android中的hello方法");
         }
      </script>
   </head>
   <body>
      //点击按钮则调用callAndroid函数
      <button type="button" id="button1" onclick="callAndroid()"></button>
   </body>
</html>

Android 端：

1. 通过 WebViewClient 的 shouldOverrideUrlLoading () 方法回调拦截 url：

Web 端：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <title>前端代码</title>
        <script>
            function callAndroid(){
                /*约定的url协议为：js://webview?arg1=111&arg2=222*/
                document.location = "js://webview?arg1=111&arg2=222";
            }
        </script>
    </head>
    <!-- 点击按钮则调用callAndroid（）方法  -->
    <body>
        <button type="button" id="button1" 
            onclick="callAndroid()"
        >点击调用Android代码</button>
    </body>
</html>

Android 端：

1. 通过 WebChromeClient 的方法回调拦截JS对话框方法：

通过 WebChromeClient 的 onJsAlert() 、onJsConfirm() 、onJsPrompt()方法回调拦截JS对话框 alert() 、confirm()、prompt() 消息。

Web 端：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <title>前端代码</title>
        <script>
            function clickprompt(){
            // 调用prompt（）
            var result=prompt("js://demo?arg1=111&arg2=222");
                alert("demo " + result);
            }
        </script>
    </head>
    <!-- 点击按钮则调用clickprompt()  -->
    <body>
        <button type="button" id="button1" 
            onclick="clickprompt()"
        >点击调用Android代码</button>
    </body>
</html>

Android 端：

5.2 iOS 实现方式

5.2.1 JS 调用 iOS 的 2 种方式

1. 使用 XMLHttpRequest 发起请求的方式：

Web 端：

XMLHttpRequest bridge：

JS 端使用 XMLHttpRequest 发起了一个请求：execXhr.open('HEAD', "/!gap_exec?" + (+new Date()), true);，请求的地址是 /!gap_exec；并把请求的数据放在了请求的 header 里面，见这句代码：execXhr.setRequestHeader('cmds', iOSExec.nativeFetchMessages());。

而在 Objective-C 端使用一个 NSURLProtocol 的子类来检查每个请求，如果地址是 /!gap_exec 的话，则认为是 Cordova 通信的请求，直接拦截，拦截后就可以通过分析请求的数据，分发到不同的插件类(CDVPlugin 类的子类)的方法中：

Cordova 中优先使用这种方式，Cordova.js 中的注释有提及为什么优先使用 XMLHttpRequest 的方式，及为什么保留第二种 iframe bridge 的通信方式:

// XHR mode does not work on iOS 4.2, so default to IFRAME_NAV for such devices.
// XHR mode’s main advantage is working around a bug in -webkit-scroll, which
// doesn’t exist in 4.X devices anyways123

iframe bridge：

在 JS 端创建一个透明的 iframe，设置这个 ifame 的 src 为自定义的协议，而 ifame的 src 更改时，UIWebView 会先回调其 delegate 的 webView:shouldStartLoadWithRequest:navigationType: 方法，关键代码如下：

1. 通过设置透明的 iframe 的 src 属性：

5.2.2 iOS 调用 JS 的方式

UIWebView 有一个这样的方法 stringByEvaluatingJavaScriptFromString:，这个方法可以让一个 UIWebView 对象执行一段 JS 代码，这样就可以达到 Objective-C 跟 JS 通信的效果，在 Cordova 的代码中多处用到了这个方法，其中最重要的两处如下：

1. 获取 JS 的请求数据：

1. 把 JS 请求的结果返回给 JS 端：

结语

对于初入混合应用开发的小伙伴，这些会有点难度，但是好好理解下那几张流程图，再理一理思路，相信会有帮助😁

给大家加加油~~

关于我

本文首发在 pingan8787个人博客，如需转载请保留个人介绍。

微信公众号