JS Bridge 通信原理
原创
前言
之前介绍了移动端开发的相关技术，这一篇主要是从 Hybrid 开发的 JS Bridge 通信讲起。
顾名思义，JS Bridge 的意思就是桥，也就是连接 JS 和 Native 的桥梁，它也是 Hybrid App 里面的核心。一般分为 JS 调用 Native 和 Native 主动调用 JS 两种形式。
URL Scheme
URL Scheme 是一种特殊的 URL，一般用于在 Web 端唤醒 App，甚至跳转到 App 的某个页面，比如在某个手机网站上付款的时候，可以直接拉起支付宝支付页面。
这里有个小例子，你可以在浏览器里面直接输入 weixin://，系统就会提示你是否要打开微信。输入 mqq:// 就会帮你唤起手机 QQ。
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这里有个常用 App URL Scheme 汇总：URL Schemes 收集整理
在手机里面打开这个页面后点击这里，就会提示你是否要打开微信。
我们常说的 Deeplink 一般也是基于 URL Scheme 来实现的。一个 URI 的组成结构如下：
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URI = scheme:[//authority]path[?query][#fragment]
// scheme = http
// authority = www.baidu.com
// path = /link
// query = url=xxxxx
authority = [userinfo@]host[:port]除了 http/https 这两个常见的协议，还可以自定义协议。借用维基百科的一张图：
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通常情况下，App 安装后会在手机系统上注册一个 Scheme，比如 weixin:// 这种，所以我们在手机浏览器里面访问这个 scheme 地址，系统就会唤起我们的 App。
一般在 Android 里面需要到 AndroidManifest.xml 文件中去注册 Scheme：
<activity
android:name=".login.dispatch.DispatchActivity"
android:launchMode="singleTask"
android:theme="@style/AppDispatchTheme">
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.VIEW" />
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
<category android:name="android.intent.category.BROWSABLE" />
<data android:scheme="taobao" />
<data android:host="xxx" />
<data android:path="/goods" />
</intent-filter>
</activity>在 iOS 中需要在 Xcode 里面注册，有一些已经是系统使用的不应该使用，比如 Maps、YouTube、Music。
具体可以参考苹果开发者官网文档：Defining a Custom URL Scheme for Your App
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JS 调用 Native
在 iOS 里面又需要区分 UIWebView 和 WKWebView 两种 WebView：
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WKWebView 是 iOS8 之后出现的，目的是取代笨重的 UIWebView，它占用内存更少，大概是 UIWebView 的 1/3，支持更好的 HTML5 特性，性能更加强大。
但也有一些缺点，比如不支持缓存，需要自己注入 Cookie，发送 POST 请求的时候带不了参数，拦截 POST 请求的时候无法解析参数等等。
JS 调用 Native 通信大致有三种方法：
- 拦截 Scheme
- 弹窗拦截
- 注入 JS 上下文
这三种方式总体上各有利弊，下面会一一介绍。
拦截 Scheme
仔细思考一下，如果是 JS 和 Java 之间传递数据，我们该怎么做呢？
对于前端开发来说，调 Ajax 请求接口是最常见的需求了。不管对方是 Java 还是 Python，我们都可以通过 http/https 接口来获取数据。实际上这个流程和 JSONP 更加类似。
已知客户端是可以拦截请求的，那么可不可以在这个上面做文章呢？
如果我们请求一个不存在的地址，上面带了一些参数，通过参数告诉客户端我们需要调用的功能呢？
比如我要调用扫码功能：
axios.get('http://xxxx?func=scan&callback_id=yyyy')客户端可以拦截这个请求，去解析参数上面的 func 来判断当前需要调起哪个功能。客户端调起扫码功能之后，会获取 WebView 上面的 callbacks 对象，根据 callback_id 回调它。
所以基于上面的例子，我们可以把域名和路径当做通信标识，参数里面的 func 当做指令，callback_id 当做回调函数，其他参数当做数据传递。对于不满足条件的 http 请求不应该拦截。
当然了，现在主流的方式是前面我们看到的自定义 Scheme 协议，以这个为通信标识，域名和路径当做指令。
这种方式的好处就是 iOS6 以前只支持这种方式，兼容性比较好。
JS 端
我们有很多种方法可以发起请求，目前使用最广泛的是 iframe 跳转：
- 使用 a 标签跳转
<a href="taobao://">点击我打开淘宝</a>- 重定向
location.href = "taobao://"- iframe 跳转
const iframe = document.createElement("iframe");
iframe.src = "taobao://"
iframe.style.display = "none"
document.body.appendChild(iframe)Android 端
在 Android 侧可以用 shouldOverrideUrlLoading 来拦截 url 请求。
@Override
public boolean shouldOverrideUrlLoading(WebView view, String url) {
if (url.startsWith("taobao")) {
// 拿到调用路径后解析调用的指令和参数，根据这些去调用 Native 方法
return true;
}
}iOS 端
在 iOS 侧需要区分 UIWebView 和 WKWebView 两种方式。 在 UIWebView 中：
- (BOOL)shouldStartLoadWithRequest:(NSURLRequest *)request
navigationType:(BPWebViewNavigationType)navigationType
{
if (xxx) {
// 拿到调用路径后解析调用的指令和参数，根据这些去调用 Native 方法
return NO;
}
return [super shouldStartLoadWithRequest:request navigationType:navigationType];
}在 WKWebView 中：
- (void)webView:(WKWebView *)webView decidePolicyForNavigationAction:(nonnull WKNavigationAction *)navigationAction decisionHandler:(nonnull void (^)(WKNavigationActionPolicy))decisionHandler
{
if(xxx) {
// 拿到调用路径后解析调用的指令和参数，根据这些去调用 Native 方法
BLOCK_EXEC(decisionHandler, WKNavigationActionPolicyCancel);
} else {
BLOCK_EXEC(decisionHandler, WKNavigationActionPolicyAllow);
}
[self.webView.URLLoader webView:webView decidedPolicy:policy forNavigationAction:navigationAction];
}目前不建议只使用拦截 URL Scheme 解析参数的形式，主要存在几个问题。
- 连续续调用 location.href 会出现消息丢失，因为 WebView 限制了连续跳转，会过滤掉后续的请求。
- URL 会有长度限制，一旦过长就会出现信息丢失 因此，类似 WebViewJavaScriptBridge 这类库，就结合了注入 API 的形式一起使用，这也是我们这边目前使用的方式，后面会介绍一下。
弹窗拦截
Android 实现
这种方式是利用弹窗会触发 WebView 相应事件来拦截的。
一般是在 setWebChromeClient 里面的 onJsAlert、onJsConfirm、onJsPrompt 方法拦截并解析他们传来的消息。
// 拦截 Prompt
@Override
public boolean onJsPrompt(WebView view, String url, String message, String defaultValue, JsPromptResult result) {
if (xxx) {
// 解析 message 的值，调用对应方法
}
return super.onJsPrompt(view, url, message, defaultValue, result);
}
// 拦截 Confirm
@Override
public boolean onJsConfirm(WebView view, String url, String message, JsResult result) {
return super.onJsConfirm(view, url, message, result);
}
// 拦截 Alert
@Override
public boolean onJsAlert(WebView view, String url, String message, JsResult result) {
return super.onJsAlert(view, url, message, result);
}iOS 实现
我们以 WKWebView 为例：
+ (void)webViewRunJavaScriptTextInputPanelWithPrompt:(NSString *)prompt
defaultText:(NSString *)defaultText
completionHandler:(void (^)(NSString * _Nullable))completionHandler
{
/** Triggered by JS:
var person = prompt("Please enter your name", "Harry Potter");
if (person == null || person == "") {
txt = "User cancelled the prompt.";
} else {
txt = "Hello " + person + "! How are you today?";
}
*/
if (xxx) {
BLOCK_EXEC(completionHandler, text);
} else {
BLOCK_EXEC(completionHandler, nil);
}
}这种方式的缺点就是在 iOS 上面 UIWebView 不支持，但是 WKWebView 又有更好的 scriptMessageHandler，比较尴尬。
注入上下文
前面我们有讲过在 iOS 中内置了 JavaScriptCore 这个框架，可以实现执行 JS 以及注入 Native 对象等功能。
这种方式不依赖拦截，主要是通过 WebView 向 JS 的上下文注入对象和方法，可以让 JS 直接调用原生。
PS：iOS 中的 Block 是 OC 对于闭包的实现，它本质上是个对象，定义 JS 里面的函数。
iOS UIWebView
iOS 侧代码：
// 获取 JS 上下文
JSContext *context = [webview valueForKeyPath:@"documentView.webView.mainFrame.javaScriptContext"];
// 注入 Block
context[@"callHandler"] = ^(JSValue * data) {
// 处理调用方法和参数
// 调用 Native 功能
// 回调 JS Callback
}JS 代码：
window.callHandler(JSON.stringify({
type: "scan",
data: "",
callback: function(data) {
}
}));这种方式的牛逼之处在于，JS 调用是同步的，可以立马拿到返回值。
我们也不再需要像拦截方式一样，每次传值都要把对象做 JSON.stringify，可以直接传 JSON 过去，也支持直接传一个函数过去。
iOS WKWebView
WKWebView 里面通过 addScriptMessageHandler 来注入对象到 JS 上下文，可以在 WebView 销毁的时候调用 removeScriptMessageHandler 来销毁这个对象。
前端调用注入的原生方法之后，可以通过 didReceiveScriptMessage 来接收前端传过来的参数。
WKWebView *wkWebView = [[WKWebView alloc] init];
WKWebViewConfiguration *configuration = wkWebView.configuration;
WKUserContentController *userCC = configuration.userContentController;
// 注入对象
[userCC addScriptMessageHandler:self name:@"nativeObj"];
// 清除对象
[userCC removeScriptMessageHandler:self name:@"nativeObj"];
// 客户端处理前端调用
- (void)userContentController:(WKUserContentController *)userContentController didReceiveScriptMessage:(WKScriptMessage *)message
{
// 获取前端传来的参数
NSDictionary *msgBody = message.body;
// 如果是 nativeObj 就进行相应处理
if (![message.name isEqualToString:@"nativeObj"]) {
//
return;
}
}使用 addScriptMessageHandler 注入的对象实际上只有一个 postMessage 方法，无法调用更多自定义方法。前端的调用方式如下：
window.webkit.messageHandlers.nativeObj.postMessage(data);需要注意的是，这种方式要求 iOS8 及以上，而且返回不是同步的。和 UIWebView 一样的是，也支持直接传 JSON 对象，不需要 stringify。
Android addJavascriptInterface
安卓4.2之前注入 JS 一般是使用 addJavascriptInterface ，和前面的 addScriptMessageHandler 有一些类似，但又没有它的限制。
public void addJavascriptInterface() {
mWebView.addJavascriptInterface(new DatePickerJSBridge(), "DatePickerBridge");
}
private class PickerJSBridge {
public void _pick(...) {
}
}在 JS 里面调用：
window.DatePickerBridge._pick(...)但这种方案有一定风险，可以参考这篇文章：WebView中接口隐患与手机挂马利用
在 Android4.2 之后提供了 @JavascriptInterface 注解，暴露给 JS 的方法必须要带上这个。
所以前面的 _pick 方法需要带上这个注解。
private class PickerJSBridge {
@JavascriptInterface
public void _pick(...) {
}
}Native 调用 JS
Native 调用 JS 一般就是直接 JS 代码字符串，有些类似我们调用 JS 中的 eval 去执行一串代码。一般有 loadUrl、evaluateJavascript 等几种方法，这里逐一介绍。
但是不管哪种方式，客户端都只能拿到挂载到 window 对象上面的属性和方法。
Android
在 Android 里面需要区分版本，在安卓4.4之前的版本支持 loadUrl，使用方式类似我们在 a 标签的 href 里面写 JS 脚本一样，都是javascript:xxx 的形式。
这种方式无法直接获取返回值。
webView.loadUrl("javascript:foo()")在安卓4.4以上的版本一般使用 evaluateJavascript 这个 API 来调用。这里需要判断一下版本。
if (Build.VERSION.SDK_INT > 19) //see what wrapper we have
{
webView.evaluateJavascript("javascript:foo()", null);
} else {
webView.loadUrl("javascript:foo()");
}UIWebView
在 iOS 的 UIWebView 里面使用 stringByEvaluatingJavaScriptFromString 来调用 JS 代码。这种方式是同步的，会阻塞线程。
results = [self.webView stringByEvaluatingJavaScriptFromString:"foo()"];WKWebView
WKWebView 可以使用 evaluateJavaScript 方法来调用 JS 代码。
[self.webView evaluateJavaScript:@"document.body.offsetHeight;" completionHandler:^(id _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
// 获取返回值 response
}];JS Bridge 设计
前面讲完了 JS 和 Native 互调的所有方法，这里来介绍一下我们这边 JS Bridge 的设计吧。
我们这边的 JS Bridge 通信是基于 WebViewJavascriptBridge 这个库来实现的。
主要是结合 Scheme 协议+上下文注入来做。考虑到 Android 和 iOS 不一样的通信方式，这里进行了封装，保证提供给外部的 API 一致。
具体功能的调用我们封装成了 npm 包，下面的是几个基础 API：
- callHandler(name, params, callback)：这个是调用 Native 功能的方法，传模块名、参数、回调函数给 Native。
- hasHandler(name)：这个是检查客户端是否支持某个功能的调用。
- registerHandler(name)：这个是提前注册一个函数，等待 Native 回调，比如 pageDidBack 这种场景。
那么这几个 API 又是如何实现的呢？这里 Android 和 iOS 封装不一致，应当分开来说。
Android Bridge
前面我们有说过安卓可以通过 @JavascriptInterface 注解来将对象和方法暴露给 JS。
所以这里的几个方法都是通过注解暴露给 JS 来调用的，在 JS 层面做了一些兼容处理。
hasHandler
首先最简单的是这个 hasHandler，就是在客户端里面维护一张表（其实我们是写死的），里面有支持的 Bridge 模块信息，只需要用 switch...case 判断一下就行了。
@JavascriptInterface
public boolean hasHandler(String cmd) {
switch (cmd) {
case xxx:
case yyy:
case zzz:
return true;
}
return false;
}callHandler
然后我们来看 callHandler 这个方法，它是提供 JS 调用 Native 功能的方法。在调用这个方法之前，我们一般需要先判断一下 Native 是否支持这个功能。
function callHandler(name, params, callback) {
if (!window.WebViewJavascriptBridge.hasHandler(name)) {
}
}如果 Native 没有支持这个 Bridge，我们就需要对回调进行兼容性处理。这个兼容性处理包括两个方面，一个是功能方面，一个是 callback 的默认回参。
比如我们调用 Native 的弹窗功能，如果客户端没支持这个 Bridge，或者我们是在浏览器里面打开的这个页面，此时应该退出到使用 Web 的 alert 弹窗。
对于 callback，我们可以默认给传个 0，表示当前不支持这个功能。
假设这个 alert 的 bridge 接收两个参数，分别是 title 和 content，那么此时就应该使用浏览器自带的 alert 展示出来。
function fallback(params, callback) {
let content = `${params.title}\n{params.content}`
window.alert(content);
callback && callback(0)
}这个 fallback 函数我们希望能够更加通用，每个调用方法都应该有自己的 fallback 函数，所以前面的 callHandler 应该设计成这样：
function callHandler(name, params, fallback) {
return function(...rest, callback) {
const paramsList = {};
for (let i = 0; i < params.length; i++) {
paramsList[params] = rest[i];
}
if (!callback) {
callback = function(result) {};
}
if (fallback && !window.WebViewJavascriptBridge.hasHandler(name))) {
fallback(paramsList, callback);
} else {
window.WebViewJavascriptBridge.callHandler(name, params, callback);
}
}
}我们可以基于这个函数封装一些功能方法，比如前面的 alert：
function fallback(params, callback) {
let content = `${params.title}\n{params.content}`
window.alert(content);
callback && callback(0)
}
function alert(
title,
content,
cb: any
) {
return callHandler(
'alert',
['title', 'content'],
fallback
)(title, content, cb);
}
alert(`this is title`, `hahaha`, function() {
console.log('success')
})具体效果类似下面这种，这是从 Google 上随便找的一张图（侵删）：
编辑
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那么客户端又如何实现回调 callback 函数的呢？前面说过，客户端想调用 JS 方法，只能调用挂载到 window 对象上面的。
因此，这里使用了一种很巧妙的方法，实际上 callback 函数依然是 JS 执行的。
在调用 Native 之前，我们可以先将 callback 函数和一个 uniqueId 映射起来，然后存在 JS 本地。我们只需要将 callbackId 传给 Native 就行了。
function callHandler(name, data, callback) {
const id = `cb_${uniqueId++}_${new Date().getTime()}`;
callbacks[id] = callback;
window.bridge.send(name, JSON.stringify(data), callbackId)
}在客户端这里，当 send 方法接收到参数之后，会执行相应功能，然后使用 webView.loadUrl 主动调用前端的一个接收函数。
@JavascriptInterface
public void send(final String cmd, String data, final String callbackId) {
// 获取数据，根据 cmd 来调用对应功能
// 调用结束后，回调前端 callback
String js = String.format("javascript: window.bridge.onReceive(\'%1$s\', \'%2$s\');", callbackId, result.toDataString());
webView.loadUrl(js);
}所以 JS 需要事前定义好这个 onReceive 方法，它接收一个 callbackId 和一个 result。
window.bridge.onReceive = function(callbackId, result) {
let params = {};
try {
params = JSON.parse(result)
} catch (err) {
//
}
if (callbackId) {
const callback = callbacks[callbackId];
callback(params)
delete callbacks[callbackId];
}
}大致流程如下：
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registerHandler
注册的流程比较简单，也是我们把 callback 函数事先存到一个 messageHandler 对象里面，不过这次的 key 不再是一个随机的 id，而是 name。
function registerHandler(handlerName, callback) {
if (!messageHandlers[handlerName]) {
messageHandlers[handlerName] = [handler];
} else {
// 支持注册多个 handler
messageHandlers[handlerName].push(handler);
}
}
// 检查是否有这个注册可以直接检查 messageHandlers 里面是否有
function hasRegisteredHandler(handlerName) {
let has = false;
try {
has = !!messageHandlers[handlerName];
} catch (exception) {}
return has;
}这里不像 callHandler 需要主动调用 window.bridge.send 去通知客户端，只需要等客户端到了相应的时机来调用 window.bridge.onReceive 就行了。
所以这里还需要改造一下 onReceive 方法。由于不再会有 callbackId 了，所以客户端可以传个空值，然后将 handlerName 放到 result 里面。
window.bridge.onReceive = function(callbackId, result) {
let params = {};
try {
params = JSON.parse(result)
} catch (err) {
//
}
if (callbackId) {
const callback = callbacks[callbackId];
callback(params)
delete callbacks[callbackId];
} else if (params.handlerName)(
// 可能注册了多个
const handlers = messageHandlers[params.handlerName];
for (let i = 0; i < handlers.length; i++) {
try {
delete params.handlerName;
handlers[i](params);
} catch (exception) {
}
}
)
}这种情况下的流程如下，可以发现完全不需要 JS 调用 Native：
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iOS Bridge
讲完了 Android，我们再来讲讲 iOS，原本 iOS 可以和 Android 设计一致，可是由于种种原因导致有不少差异。
iOS 和 Android 中最显著的差异就在于这个 window.bridge.send 方法的实现，Android 里面是直接调用 Native 的方法，iOS 中是通过 URL Scheme 的形式调用。
协议依然是 WebViewJavaScriptBridge 里面的协议，URL Scheme 本身不会传递数据，只是告诉 Native 有新的调用。
然后 Native 会去调用 JS 的方法，获取队列里面所有需要执行的方法。
所以我们需要事先创建好一个 iframe，插入到 DOM 里面，方便后续使用。
const CUSTOM_PROTOCOL_SCHEME = 'wvjbscheme';
const QUEUE_HAS_MESSAGE = '__WVJB_QUEUE_MESSAGE__';
function _createQueueReadyIframe(doc) {
messagingIframe = doc.createElement('iframe');
messagingIframe.style.display = 'none';
messagingIframe.src = CUSTOM_PROTOCOL_SCHEME + '://' + QUEUE_HAS_MESSAGE;
doc.documentElement.appendChild(messagingIframe);
}callHandler
每次调用的时候只需要复用这个 iframe 就行了。这里是处理 callback 并通知 Native 的代码：
function callHandler(handlerName, data, responseCallback) {
_doSend({ handlerName: handlerName, data: data }, responseCallback);
}
function _doSend(
message,
callback
) {
if (responseCallback) {
const callbackId = `cb_${uniqueId++}_${new Date().getTime()}`;
callbacks[callbackId] = callback;
message['callbackId'] = callbackId;
}
sendMessageQueue.push(message);
messagingIframe.src = CUSTOM_PROTOCOL_SCHEME + '://' + QUEUE_HAS_MESSAGE;
}通知 Native 之后，它怎么拿到我们的 handlerName 和 data 呢？我们可以实现一个 fetchQueue 的方法。
function _fetchQueue() {
const messageQueueString = JSON.stringify(sendMessageQueue);
sendMessageQueue = [];
return messageQueueString;
}然后将其挂载到 window.WebViewJavascriptBridge 对象上面。
window.WebViewJavascriptBridge = {
_fetchQueue: _fetchQueue
};这样 iOS 就可以使用 evaluateJavaScript 轻松拿到这个 messageQueue。
- (void)flushMessageQueue
{
[_webView evaluateJavaScript:@"WebViewJavascriptBridge._fetchQueue();" completionHandler:^(id _Nullable result, NSError * _Nullable error) {
[self _flushMessageQueue:result];
}];
}
- (void)_flushMessageQueue:(id)messageQueueObj
{
// 解析 messageQueueString
// 根据传入的 handlerName 执行对应操作
}那么 iOS 又是如何回调 JS 的 callback 函数呢？这个其实和 Android 的 onReceive 是同样的原理。
这里可以实现一个 _handleMessageFromObjC 方法，同样挂载到 window.WebViewJavascriptBridge 对象上面，等待 iOS 回调。
function _dispatchMessageFromObjC(messageJSON) {
const message = JSON.parse(messageJSON);
if (message.responseId) {
var responseCallback = callbacks[message.responseId];
if (!responseCallback) {
return;
}
responseCallback(message.responseData);
delete callbacks[message.responseId];
}
}流程如下图：
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registerHandler
registerHandler 和 Android 原理是一模一样的，都是提前注册一个事件，等待 iOS 调用，具体就不多讲了，这里直接放代码：
// 注册
function registerHandler(handlerName, handler) {
if (typeof messageHandlers[handlerName] === 'undefined') {
messageHandlers[handlerName] = [handler];
} else {
messageHandlers[handlerName].push(handler);
}
}
// 回调
function _dispatchMessageFromObjC(messageJSON) {
const message = JSON.parse(messageJSON);
if (message.responseId) {
var responseCallback = callbacks[message.responseId];
if (!responseCallback) {
return;
}
responseCallback(message.responseData);
delete callbacks[message.responseId];
} else if (message.handlerName){
handlers = messageHandlers[message.handlerName];
for (let i = 0; i < handlers.length; i++) {
try {
handlers[i](message.data, responseCallback);
} catch (exception) {
}
}
}
}总结
这些就是 Hybrid 里面 JS 和 Native 交互的大致原理，忽略了不少细节，比如初始化 WebViewJavascriptBridge 对象等等，感兴趣的也可以参考一下这个库：JsBridge
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