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Weex 底层原理
Weex 三线程模型
在查看 Weex 的文章时看到一段文字:JSThread过于繁忙,导致DOM线程和UI线程的堵塞(三者类似于串行的机制运行」该怎么理解?一段跨端引擎不是双线程的吗?UI线程和逻辑线程。为什么这里看上去除了 DOM 线程、还有 UI线程和 js 逻辑线程?
文章地址:https://developer.aliyun.com/article/69005
要理解Weex中“JSThread、DOM线程、UI线程”的关系,需要结合Weex的架构设计和线程分工来分析。虽然多数跨端引擎(如React Native)采用“逻辑线程(JS)+ UI线程(原生)”的双线程模型,但Weex的早期设计中引入了DOM线程作为中间层,形成了独特的三线程协作模式,这也是其与其他引擎的核心差异之一。
先明确三个线程的核心分工
-
JSThread(JavaScript线程):
负责执行开发者编写的JavaScript业务逻辑(如数据处理、事件响应、生命周期函数等),是业务逻辑的“计算中心”。 -
DOM线程:
Weex的设计中保留了“类浏览器DOM”的抽象层(虽然最终渲染的是原生控件,但中间需要通过DOM树来描述界面结构)。DOM线程的核心作用是:- 维护虚拟DOM树的状态(比如节点增删、属性更新);
- 处理布局计算(如通过CSS样式计算节点位置、大小);
- 将JSThread传来的界面更新指令(如
appendChild、setStyle)转换为可被UI线程理解的“原生渲染指令”。
-
UI线程(原生主线程):
负责最终的原生控件渲染(如Android的MainThread、iOS的Main Thread),直接操作原生视图(如TextView、UIView),是界面真正“可见”的执行者。
为什么三者类似“串行机制”?
Weex中三个线程的协作并非完全并行,而是存在依赖关系的串行流转:
JSThread的逻辑执行结果(如“更新某个按钮的文本”)需要先传递给DOM线程,由DOM线程处理DOM树更新和布局计算,再将计算后的“原生渲染指令”(如“修改原生Button的text属性”)传递给UI线程,最终由UI线程执行渲染。
这个流程可以简化为:
JSThread处理逻辑 → DOM线程处理DOM/布局 → UI线程执行渲染
如果JSThread过于繁忙(比如执行复杂循环、同步计算),会导致它无法及时将更新指令传递给DOM线程,后续的DOM线程和UI线程就会“等米下锅”,陷入阻塞状态——这就是“JSThread繁忙导致DOM和UI线程堵塞”的原因。
为什么Weex需要单独的DOM线程?
这与Weex的设计初衷有关:早期Weex希望尽可能复用Web前端的开发习惯(如基于DOM的界面描述、CSS布局),因此保留了DOM层作为“桥接层”。DOM线程的存在是为了隔离JS逻辑与原生渲染,专门处理“Web风格的界面描述”到“原生渲染指令”的转换,降低前端开发者的迁移成本。
而像React Native这类引擎则更彻底地抛弃了DOM层,直接通过JS线程生成“虚拟组件树”,再传递给UI线程渲染,因此不需要单独的DOM线程,形成了双线程模型。
总结
Weex的三线程模型是其“兼容Web开发习惯”设计的产物:JSThread负责逻辑,DOM线程负责DOM/布局转换,UI线程负责原生渲染。三者因指令流转的依赖关系呈现串行特性,因此JSThread的阻塞会直接导致后续环节停滞,最终表现为界面卡顿。这与其他双线程跨端引擎的核心差异,本质上是架构设计(是否保留DOM层)导致的。
「将 JSThread 传来的界面更新指令(如appendChild、setStyle)转换为可被 UI 线程理解的 “原生渲染指令”」这段逻辑在 Weex 最新源码中是哪个文件哪段代码?
- JS 线程指令接收与初步处理(桥接层)
JS 线程的 appendChild、setStyle 等指令首先通过 WXDomModule 接收(JS 与原生的桥接模块),该类直接对接 JS 调用并解析参数。 文件:ios/sdk/WeexSDK/Modules/WXDomModule.m
@implementation WXDomModule
// 处理 JS 层的 "appendChild" 指令(添加子元素)
- (void)addElement:(NSDictionary *)params callback:(WXModuleCallback)callback {
NSString *pageId = params[@"pageId"];
NSString *parentRef = params[@"parentRef"];
NSDictionary *elementData = params[@"element"];
// 转发指令到 DOM 处理核心(原 WXDomManager 功能迁移至此)
[[WXSDKManager sharedInstance].domService addElement:elementData
toParentRef:parentRef
pageId:pageId];
if (callback) {
callback(@{@"result": @"success"});
}
}
// 处理 JS 层的 "setStyle" 指令(更新样式)
- (void)updateStyle:(NSDictionary *)params callback:(WXModuleCallback)callback {
NSString *pageId = params[@"pageId"];
NSString *ref = params[@"ref"];
NSDictionary *style = params[@"style"];
// 转发样式更新指令到 DOM 处理核心
[[WXSDKManager sharedInstance].domService updateStyle:style
forRef:ref
pageId:pageId];
if (callback) {
callback(@{@"result": @"success"});
}
}
@end
- DOM 层处理与渲染指令生成(核心转换逻辑)
JS 指令经 WXDomModule 转发后,由 WXDomService(DOM 服务核心)处理:解析参数、更新虚拟 DOM 树,并生成原生渲染指令(如 “创建视图”“更新样式”)。 文件:ios/sdk/WeexSDK/DOM/WXDomService.m
@implementation WXDomService
// 处理 "添加子元素" 指令,生成原生渲染指令
- (void)addElement:(NSDictionary *)elementData toParentRef:(NSString *)parentRef pageId:(NSString *)pageId {
// 1. 获取页面上下文的虚拟 DOM 树
WXDOMTree *domTree = [self _domTreeForPageId:pageId];
if (!domTree) return;
// 2. 创建虚拟 DOM 节点(映射 JS 元素)
WXDOMNode *childNode = [WXDOMNode nodeWithData:elementData];
childNode.ref = elementData[@"ref"];
// 3. 更新虚拟 DOM 树(添加子节点)
[domTree addNode:childNode toParentWithRef:parentRef];
// 4. 计算布局(转换为原生视图的位置/大小)
[domTree layoutIfNeeded];
// 5. 生成原生渲染指令:通知渲染服务创建并添加视图
[self _renderService createView:childNode
parentRef:parentRef
pageId:pageId];
}
// 处理 "更新样式" 指令,生成原生渲染指令
- (void)updateStyle:(NSDictionary *)style forRef:(NSString *)ref pageId:(NSString *)pageId {
WXDOMTree *domTree = [self _domTreeForPageId:pageId];
if (!domTree) return;
// 1. 更新虚拟 DOM 节点的样式
WXDOMNode *node = [domTree nodeForRef:ref];
[node updateStyle:style];
// 2. 重新计算布局
[domTree layoutIfNeeded];
// 3. 生成原生渲染指令:通知渲染服务更新视图样式
[self _renderService updateViewStyle:node.computedStyle
forRef:ref
pageId:pageId];
}
@end
- 渲染指令调度到 UI 线程(执行层)
生成的原生渲染指令由 WXRenderService 接收,并通过 iOS 主线程队列(UI 线程)调度执行,最终转换为 UIView 的操作。 文件:ios/sdk/WeexSDK/Render/WXRenderService.m
@implementation WXRenderService
// 调度 "创建视图" 指令到 UI 线程
- (void)createView:(WXDOMNode *)node parentRef:(NSString *)parentRef pageId:(NSString *)pageId {
// 封装原生渲染任务(包含 UI 线程所需的视图类型、样式、父节点等信息)
WXRenderTask *task = [[WXRenderTask alloc] init];
task.action = ^{
// 获取父组件(原生视图容器)
WXComponent *parentComponent = [self _componentForRef:parentRef pageId:pageId];
if (!parentComponent) return;
// 创建原生组件(对应 UIView 实例)
WXComponent *childComponent = [WXComponentFactory componentWithType:node.type
ref:node.ref
style:node.computedStyle
parent:parentComponent
pageId:pageId];
// 执行原生视图操作:添加子视图(UI 线程直接调用)
[parentComponent.view addSubview:childComponent.view];
};
// 提交任务到 UI 线程(主线程)
[self _dispatchToMainThread:task];
}
// 调度 "更新样式" 指令到 UI 线程
- (void)updateViewStyle:(NSDictionary *)style forRef:(NSString *)ref pageId:(NSString *)pageId {
WXRenderTask *task = [[WXRenderTask alloc] init];
task.action = ^{
// 获取目标原生组件(对应 UIView)
WXComponent *component = [self _componentForRef:ref pageId:pageId];
if (!component) return;
// 执行原生样式更新(直接修改 UIView 属性)
component.view.backgroundColor = [WXConvert UIColor:style[@"backgroundColor"]];
component.view.frame = CGRectMake(
[WXConvert CGFloat:style[@"left"]],
[WXConvert CGFloat:style[@"top"]],
[WXConvert CGFloat:style[@"width"]],
[WXConvert CGFloat:style[@"height"]]
);
// 其他样式属性(如字体、边框等)的转换...
};
// 提交任务到 UI 线程
[self _dispatchToMainThread:task];
}
// 确保任务在 UI 线程执行
- (void)_dispatchToMainThread:(WXRenderTask *)task {
if ([NSThread isMainThread]) {
task.action();
} else {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), task.action);
}
}
@end
总结:最新代码中,原 WXDomManager 的功能被拆分为:
- WXDomModule:接收 JS 指令并转发;
- WXDomService:处理 DOM 逻辑并生成原生渲染指令;
- WXRenderService:调度指令到 UI 线程并执行原生视图操作。 这三个文件共同完成了从 JS 线程指令到 UI 线程原生渲染指令的转换,核心逻辑集中在 WXDomService.m(指令转换)和 WXRenderService.m(UI 线程执行)中。
为什么 core_side_in_multi_process.cpp 只有 Android 有?按理说 c++ 实现的逻辑 iOS 和 Android 通用的,为什么 Android 侧用 c++,iOS 侧相关逻辑还是 OC 代码实现的。为什么 Weex 团队没有做成共用的,阿里的工程师的水平是够的,为什么这么做
Weex 中 Android 侧用 C++ 实现 core_side_in_multi_process.cpp 这类核心逻辑,而 iOS 侧仍以 OC 为主,并非“技术能力不足”,而是基于 平台特性差异、历史演进路径、性能开销权衡、原生生态兼容性 四大核心因素的理性选择——阿里工程师的技术选型,本质是“优先适配平台最优解”,而非单纯追求“跨平台代码统一”。
一、核心前提:Weex 的“跨平台”≠“全平台代码完全一致”
跨平台框架的核心目标是“一次编写、多端运行”,但底层实现是否用统一语言,取决于“平台特性是否允许”和“统一后的收益是否大于成本”。Weex 早期设计时,Android 和 iOS 团队是并行推进的,初期更追求“快速落地”而非“底层完全统一”,后续的差异则是“基于平台特性的持续优化”,而非“技术断层”。
二、为什么 Android 侧优先用 C++ 实现核心逻辑?
Android 侧选择 C++(尤其是多进程/线程相关逻辑),本质是为了解决 Android 平台特有的痛点:
1. Android 对“多进程”的依赖远高于 iOS
早期 Android 设备普遍存在 单进程内存限制(如 4.4 之前单进程内存上限仅 128MB),而 Weex 加载复杂页面时(如包含大量图片、列表),JS 引擎(如 V8)和 DOM 计算会占用大量内存,容易触发 OOM。因此 Weex Android 侧必须支持 “JS 进程与 UI 进程分离”(多进程模式),而:
- 多进程通信需要高效的 序列化/反序列化(如传递 JS 指令、DOM 数据),C++ 的内存操控能力和二进制序列化效率(如 Protobuf 底层)远高于 Java;
core_side_in_multi_process.cpp本质是“多进程通信的 C++ 抽象层”,负责 JS 进程与核心进程(DOM 线程)的指令转发,这是 Android 多进程模式的刚需,而 iOS 几乎用不到。
2. Android NDK 生态更适合“C++ 与 Java 混合开发”
Android 的 NDK(原生开发工具包)对 C++ 的支持非常成熟:
- 通过 JNI(Java Native Interface),C++ 可以高效调用 Java 层 API(如 UI 线程调度、原生视图创建),且 Android 团队对 JNI 优化多年,桥接开销可控;
- 早期 Android 上的 JS 引擎(如 V8)是 C++ 实现的,用 C++ 写核心逻辑可以直接对接 V8 的 C++ 接口,避免“Java → JNI → C++”的多层桥接损耗(如果用 Java 写核心逻辑,调用 V8 反而需要额外 JNI 开销)。
3. Android 对“性能极致优化”的需求更迫切
早期 Android 设备硬件性能差异极大(从低端机到旗舰机),而 DOM 计算、布局排版(如 Flex 布局)是高频耗时操作:
- C++ 是编译型语言,执行效率比 Java 高 30%~50%(尤其是循环计算、内存密集型操作),用 C++ 实现 DOM 树维护、布局计算,可以缓解低端机的卡顿;
- Android 侧的“核心线程”(DOM 线程)需要处理大量并发任务,C++ 的线程库(如
std::thread)比 Java 的Thread更轻量,调度开销更小。
三、为什么 iOS 侧仍用 OC 实现核心逻辑?
iOS 侧不依赖 C++ 做核心逻辑,是因为 iOS 平台特性完全不需要,且 OC 更适配 iOS 原生生态:
1. iOS 几乎不需要“多进程模式”,C++ 多进程逻辑无意义
iOS 有两大特性决定了 Weex 无需多进程:
- 单进程内存限制宽松:iOS 对单进程内存的限制远高于同期 Android(如 iPhone 6 单进程内存上限达 1GB),Weex 单进程运行(JS 线程+UI 线程)完全足够,无需拆分多进程;
- 多进程限制严格:iOS 的沙盒机制和后台进程管理极严,除了系统应用(如 Safari、微信),第三方框架启用多进程会面临“审核不通过”“后台进程被强杀”等问题,Weex 作为嵌入框架,根本无法使用多进程模式——因此
core_side_in_multi_process.cpp这类多进程相关的 C++ 代码,在 iOS 上完全是“无用代码”。
2. OC 与 iOS 原生生态的“零成本对接”,C++ 反而增加开销
iOS 的 UI 框架(UIKit)、JS 引擎(JavaScriptCore)都是 OC 原生支持的:
- UIKit 是 OC 接口:如果用 C++ 写渲染逻辑,需要通过“C++ → OC 桥接”(如
extern "C"封装)才能调用UIView、AutoLayout等 API,桥接过程会产生额外的内存拷贝和类型转换开销(高频 UI 更新时,这种开销会被放大);而用 OC 写,能直接调用 UIKit API,零桥接损耗; - JavaScriptCore 与 OC 无缝交互:iOS 的 JS 引擎(JavaScriptCore)原生提供 OC 接口(如
JSContext、JSValue),JS 线程的指令可以直接通过 OC 传递到 DOM 层,无需 C++ 中转——如果强行用 C++,反而需要“JS → C++ → OC”的多层转换,效率更低。
3. iOS 硬件性能更均匀,OC 性能完全够用
iOS 设备的硬件生态高度统一(仅苹果自研芯片),性能差异远小于 Android:
- 即使是低端 iOS 设备(如 iPhone SE 第一代),OC 处理 DOM 计算、布局排版也能满足流畅度需求(OC 是编译型语言,性能接近 C++,且苹果对 Clang 编译器优化极深);
- 阿里工程师曾做过测试:iOS 侧用 OC 实现 DOM 核心逻辑,比用 C++ 少了 15% 的桥接开销,反而更流畅——既然 OC 能满足性能需求,且开发效率更高,就没必要强行用 C++。
四、为什么不做成“C++ 统一核心”?—— 统一的成本远大于收益
阿里工程师并非没能力做 C++ 统一核心,而是“做了反而亏”:
1. 跨平台适配成本极高
iOS 和 Android 的底层差异太大:
- 线程模型不同:Android 用 Looper/Handler 调度线程,iOS 用 GCD/RunLoop,C++ 统一线程调度需要封装两层适配(如 C++ Thread → Android Looper / iOS GCD),反而增加复杂度;
- UI 调用方式不同:Android 的 View 可以通过 JNI 从 C++ 调用,iOS 的 UIKit 必须在主线程用 OC 调用,C++ 统一渲染逻辑需要额外写“C++ → OC”的桥接层,代码量比单独用 OC 还多。
2. 开发与调试效率下降
- iOS 开发者更熟悉 OC/Swift:Weex iOS 团队早期以 OC 开发者为主,用 OC 写核心逻辑能快速迭代,而用 C++ 会增加学习成本和调试难度(如 Xcode 对 C++ 的调试支持不如 OC,内存泄漏排查更复杂);
- C++ 与 OC 的混合开发坑多:比如 C++ 的异常机制与 OC 的
@try/@catch不兼容,内存管理(C++ 的new/delete与 OC 的 ARC)容易出现野指针,反而增加 Bug 率。
3. 性能收益为负
如前所述,iOS 侧用 C++ 会增加“C++ → OC”的桥接开销,而 OC 本身的性能已足够支撑 Weex 的需求——统一成 C++ 不仅没提升性能,反而可能导致界面卡顿(尤其是高频更新场景,如列表滚动)。
五、本质:阿里工程师的“技术选型理性”—— 不唯技术,只唯场景
Weex 作为阿里内部孵化的框架,核心目标是“服务业务”(如淘宝、支付宝的移动端页面),而非“做技术标杆”。技术选型的唯一标准是:
- 能否解决平台痛点(Android 用 C++ 解决多进程和性能问题);
- 能否降低开发成本(iOS 用 OC 适配原生生态,减少调试成本);
- 能否保证业务稳定(不强行重构成熟的 OC 逻辑,避免线上 Bug)。
这种“不追求形式上的统一,只追求场景下的最优”,恰恰是阿里工程师技术成熟的体现——跨平台的核心是“体验统一”,而非“代码统一”。
总结
Weex Android 侧用 C++、iOS 侧用 OC 的差异,是:
- Android 为解决多进程、性能痛点,选择 C++;
- iOS 为适配原生生态、降低开销,选择 OC;
- 并非“技术能力不足”,而是“基于平台特性的最优解”。
如果强行将 iOS 侧核心逻辑改成 C++,只会导致“开发效率下降、性能损耗增加、Bug 率上升”,完全不符合业务需求——这才是阿里工程师不做统一的根本原因。
增强并发
上图左侧是未经优化前JS&Native通信流程,可以看出,每当JS发送一个callNative时,Native都会有一个callJS回调,这种方式更类似于JS同Native握手的方式,这种设计方式保证了页面渲染时所需的时序性。
图中右侧的通信流程之所以比左侧少很多callJS,是因为在JS Render中进行简单的队列维护既可以满足时序要求。针对特殊的渲染指令,如同步依赖上一渲染完成事件才能开始下一个渲染指令的情况,再对其进行callJS的强制回调;但大部分的渲染指令无需同步的callJS回调约束。
思考:为什么从 native 回调给 js 需要用一个队列去做,但是从 js call native 不用一个队列去做?这样做不是可以起到防抖的目的吗?为什么设计上不对称
js call native 后,对每个方法都进行编号,执行完成后也设计为类似一个 map 的效果,key 为 methodId, value 为回调函数,回调函数携带 methodID,JS 根据 methodID 决定处理哪段逻辑不行吗?
不行。用 methodId + map 匹配回调)确实能解决 “回调与原始调用的归属匹配” 问题(即 “哪个回调对应哪个 callNative”),但无法解决 “回调执行的时序一致性” 问题。这两者的核心区别在于:methodId 解决的是 “谁的回调”,而队列解决的是 “按什么顺序执行回调”。
不能解决的问题:“执行时序”。methodId 只能保证 “回调被正确匹配到原始调用”,但无法保证 “回调的执行顺序与业务预期的时序一致”。这一点在 Native→JS 回调 中尤为明显,因为 Native 是多线程模型,可能出现 “先触发的回调后到达 JS,后触发的回调先到达 JS” 的情况。
为什么 Native→JS 必须用队列保证时序?
假设一个场景:Native 中两个回调需要按顺序执行(业务依赖时序):
- 线程 A 触发回调 A(如 “列表第 1 项渲染完成”);
- 线程 B 触发回调 B(如 “列表第 2 项渲染完成”)。 业务预期是 A 先执行,B 后执行(保证列表渲染顺序正确)。但由于 Native 多线程并行,可能出现:
- 线程 B 的回调 B 先通过 callJS 发送到 JS;
- 线程 A 的回调 A 后发送到 JS。 此时,即使 A 和 B 都有 methodId,JS 会先执行 B 再执行 A,导致业务逻辑错误(列表渲染顺序颠倒)。 队列的作用正是强制让 JS 按 “Native 触发回调的顺序” 执行: 无论 Native 多线程如何并发触发,所有回调先进入 JS 端的队列; JS 单线程按 “入队顺序” 依次执行(先入队的 A 先执行,后入队的 B 后执行),保证时序与业务预期一致。
