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动态化-鸿蒙跨端方案介绍

article 2024/12/24 0:12:06

一、背景

👉 华为在2023.9.25官方发布会上宣布，新的鸿蒙系统将不再兼容安卓应用，这意味着，包括京东金融APP在内的所有安卓应用，在新的鸿蒙系统上将无法运行，需要重新开发专门适用于新鸿蒙系统的专版APP。

二、原生适配方案

原生适配方案就是将京东金融APP所有业务层及基建层全部使用鸿蒙语言重写，但该方案存在以下三个问题：

1、首次开发成本高：对齐金融APP当前能力，1:1开发鸿蒙版，开发周期长，研发投入巨大。

2、业务迭代成本高：未来，无论是存量业务还是新增业务，都需要在iOS、Android、Harmony等多端同时进行，产品沟通、开发、测试、UI验收成本均会升高。

3、业务发布效率低：业务需求完成后，需要在华为市场提交、审核、发布，发布周期长，且无法做到业务随时发布。

三、动态化适配方案

“动态化”是一个由京东金融大前端团队全自主研发的，一份代码，可以在iOS、Android、Web三端运行的跨平台解决方案。

1、方案简介

动态化目前已经具备一份代码在iOS、Android、H5三端运行的能力，该方案就是将动态化一码多端能力对接到鸿蒙系统，降低首次适配研发投入；一次开发，四端共用，长期降低业务迭代成本；并且使业务具备随时发布能力。

2、方案实现

在鸿蒙系统实现动态化的流程和安卓端流程相似，但因鸿蒙生态尚未成熟，我们面临着譬如V8虚拟机不能直接使用、核心能力层通讯过程复杂、布局库需要移植等一系列难题。

如上图简略所示，动态化在鸿蒙系统的跨端实现大致流程如下

虚拟机层-V8

动态化跨端框架的实现依赖一个能够执行js代码的虚拟机，在iOS端使用苹果系统提供的JSCore，在安卓端使用V8，而鸿蒙系统未提供类似JSCore或者V8的虚拟机，所以我们需要将V8移植到鸿蒙系统，对应上图V8 For Harmony部分。

虚拟机对接层

完成V8移植后，我们要使用ArkTS语言进行V8接口的包装和调用以便使用，包括虚拟机对象创建、内存管理、通讯管理等一系列能力，对应上图ArkTs2V8部分。

动态化引擎运行

完成ArkTs2V8后，我们就可以运行RomaEngine文件了，RomaEngine文件是一个js文件，核心职责在于能够生成一颗虚拟Dom树(V-Dom)，以及进行V-Dom树对比从而触发相应页面节点的更新。

通讯层-JSI

RomaEngine产生V-Dom树的过程会逐条触发原生渲染树的节点创建，在iOS和Android端目前是使用JSON描述的方式进行通讯，但在大量数据传输场景存在性能瓶颈，虽然我们使用了一些技术手段进行了优化，但实现成本高，开发者体验差，所以在鸿蒙系统我们决定使用业界先进的JSI技术来建立JS和原生(C++)通讯，对应上图通讯层JSI部分。

原生SDK层

通过JSI技术我们就可以在C++语言中收到JS发送过来的节点创建的指令，而鸿蒙原生UI的语言是ArkTS，所以需要借助鸿蒙系统提供的NAPI接口进行C++和ArkTS语言的通讯，对应上图NAPI部分，这样我们就实现了JS→C++→ArkTS链路的通讯，当然也需要反向通讯的过程，这两个过程还包括同步通讯、异步通讯等能力，这里就不详细展开了。建立通讯通道后，再借助鸿蒙系统提供的自定义组件嵌套能力，就可以递归形成鸿蒙原生UI树。

布局层

我们先将Yoga库移植到了鸿蒙系统，在上述形成的鸿蒙原生UI树并未做任何的布局处理，借助Yoga布局就可以计算出所有UI元素最终的位置和大小，这样就完成了整个渲染流程。

交互处理

例如页面上渲染出来的一个按钮，当发生点击事件后，我们需要实现ArkTS→C++→JS通讯链路，将点击事件传递给业务方。

3、关键技术

1、V8虚拟机移植

- 自编译V8路线

V8虚拟机移植到鸿蒙系统是一个动态化必备的高技术门槛卡点任务，若无法突破此任务，动态化鸿蒙系统的跨端则无法实现。然而V8是一个近千万级代码的庞大仓库，需要掌握CMake、Clang、LLVM、Ninja等一系列交叉编译知识(嵌入式范畴)，对于应用开发者是一个巨大的挑战，通过动态化小组成员的攻坚克难，现已掌握了V8虚拟机交叉编译移植技术。

- 华为内置V8路线

短期看我们初步掌握了V8交叉编译移植技术，但从包大小、稳定性、兼容性、维护成本等维度看，华为厂商内置V8是一个具有长期收益的重大事项，通过和华为持续沟通，最终华为将V8内置到了操作系统，业界所有类动态化框均可直接使用内置V8虚拟机进行跨端框架的适配。

2、通讯方案设计

鸿蒙系统提供了NAPI的方式来建立Arkts和C、C++的通讯。动态化的JSI通讯，建立了JS虚拟机和宿主环境C++语言的通讯。这样我们就可以建立JS、C++和ArkTs三种语言间的通讯了。

3、页面渲染方案

- 首次渲染

页面渲染的核心流程就是对于三棵树的管理过程，RomaEngine负责产生V-Dom Tree；通过JSI通道从根节点开始按照父子关系发出ComponentTree节点创建命令，最终形成一个和V-DomTree结构一致的ComponentTree，ComponentTree每个节点都包含了样式、属性、内容等信息；最后通过鸿蒙系统提供的自定义组件嵌套方式将ComponentTree映射为RenderTree，这样就完成了使用鸿蒙原生组件渲染。

- 二次渲染

当业务需要更新页面的时候，会根据新的页面数据重新生成一个新的V-Dom Tree，和页面旧的V-Dom Tree进行对比，最终得到需要更新的节点数组，将这个数组同样通过JSI通道发送到Componet Tree对应的节点，再查找出在Render Tree对应的节点完成页面的节点更新。

4、布局方案

如果节点不经过布局计算，是无法在屏幕正确的位置上显示的，Yoga库是一个跨平台布局计算库，目前动态化在iOS和Android端均使用此库进行布局计算，为保证鸿蒙端布局效果和另外两端的一致性，我们成功将Yoga库编译成了鸿蒙系统可运行的库，借助Yoga进行节点布局计算。

5、更多内容

通过以上流程就完成了一个页面渲染的核心过程，每一个环节都比较复杂，后续我们会以系列文章展开讲解。

除此之外，还需要处理交互事件、动画、生命周期、埋点曝光、组件化、图表等一系列功能，后续也会加入系列文章中。

四、未来规划

自绘方案

除了鸿蒙系统，小米、Vivo也发布了澎湃OS、blueOS，如果将来也不兼容安卓，动态化在每个系统都要做一遍和鸿蒙适配类似的工作，并且需要多个端同时长期维护。我们将探索基于SKIA技术的自绘制技术，该技术可以实现一份渲染代码，实现在iOS、Android、HarmonyOS、澎湃OS、blueOS以及未来新的系统上的渲染。