鸿蒙OS里的JS开发框架是怎么样的? 原创

发布于 2021-6-11 19:04
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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。鸿蒙OS里的JS开发框架是怎么样的?-开源基础软件社区

那鸿蒙的JavaScript框架是怎么样的??

我相信不管是我还是其他开发者最感兴趣的就是鸿蒙的JS框架ace_lite_jsfwk,这一看就是个非常轻量级的框架。等我看完它的源代码后发现它确实很轻,它的核心代码只有5个js文件,大致有300-400行代码。(无单元测试境况下)

  • runtime-core\src\core\index.js
  • runtime-core\src\observer\observer.js
  • runtime-core\src\observer\subject.js
  • runtime-core\src\observer\utils.js
  • runtime-core\src\profiler\index.js

这些代码呢实现了一个观察的模式,意识就是说,它实现了一个非常轻量级的 MVVM 模式,通过使用和 vue2 相似的属性劫持技术实现了响应式系统。这应该是目前培训班的“三大自己实现”之一了吧。(自己实现 Promise,自己实现 vue,自己实现 react)
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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。
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在src\core\base\framework_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?
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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); // 1

vm.increase();
console.log(vm.count); // 2

vm.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。

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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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