ReactNative-HMR原理探索
前言
在开始本文前，先简单说下我们在开发RN项目中，本地的node服务究竟扮演的是什么样的角色。在我们的RN APP中有配置本地开发的地方，只要我们输入我们本地的IP和端口号8081就可以开始调试本地代码，其实质是APP发起了一个请求bundle文件的HTTP请求，而我们的node server在接到request后，开始对本地项目文件进行babel，pack，最后返回一个bundle.js。而本地的node服务扮演的角色还不止如此，比如启动基础服务dev tool，HMR等
什么是HMR
HMR(Hot Module Replacement)模块热替换，可以类比成Webpack的Hot Reload。可以让你在代码变动后不用reload app，代码直接生效，且当前路由栈不会发生改变
名词说明
- 逆向依赖：如上图 对于D模块来说，A,B文件就是D的逆向依赖
- 浅层依赖：如上图 对于index.js来说，A，B模块就是index.js的浅层依赖（直属依赖），C，D，E跟index没有直接依赖关系
实现原理
先贴上个人整理的的一个HMR热更新的过程
我们来逐步按流程对应相应的源码分析
启动Packerage&HMR server
run packager server
# react-native/local-cli/server/runServer.js
const serverInstance = http.createServer(app).listen(
args.port,args.host,() => {
attachHMRServer({
httpServer: serverInstance,path: '/hot',packagerServer,});
wsProxy = webSocketProxy.attachToServer(serverInstance,'/debugger-proxy');
ms = messageSocket.attachToServer(serverInstance,'/message');
webSocketProxy.attachToServer(serverInstance,'/devtools');
readyCallback();
}
);
本地启动在8081启动HTTP服务的同时，也初始化了本地HMR的服务，这里在初始化的时候注入了packagerServer，为的是能订阅packagerServer提供的watchman回调，同时也为了能拿到packagerServer提供的getDependencies方法，这样能在HMR内部拿到文件的依赖关系（相互require的关系）
#react-native/local-cli/server/util/attachHMRServer.js // 略微简化下代码 function attachHMRServer({httpServer,path,packagerServer}) { ... const WebSocketServer = require('ws').Server; const wss = new WebSocketServer({ server: httpServer,path: path,}); wss.on('connection',ws => { ... getDependencies(params.platform,params.bundleEntry) .then((arg) => { client = { ... }; packagerServer.setHMRFileChangeListener((filename,stat) => { ... client.ws.send(JSON.stringify({type: 'update-start'})); stat.then(() => { return packagerServer.getShallowDependencies({ entryFile: filename,platform: client.platform,dev: true,hot: true,}) .then(deps => { if (!client) { return []; } const oldDependencies = client.shallowDependencies[filename]; // 分析当前文件的require关系是否与之前一致，如果require关系有变动，需要重新对文件的dependence进行分析 if (arrayEquals(deps,oldDependencies)) { return packagerServer.getDependencies({ platform: client.platform,entryFile: filename,recursive: true,}).then(response => { const module = packagerServer.getModuleForPath(filename); return response.copy({dependencies: [module]}); }); } return getDependencies(client.platform,client.bundleEntry) .then(({ dependenciesCache: depsCache,dependenciesModulesCache: depsModulesCache,shallowDependencies: shallowDeps,inverseDependenciesCache: inverseDepsCache,resolutionResponse,}) => { if (!client) { return {}; } return packagerServer.buildBundleForHMR({ entryFile: client.bundleEntry,},packagerHost,httpServerAddress.port); }) .then(bundle => { if (!client || !bundle || bundle.isEmpty()) { return; } return JSON.stringify({ type: 'update',body: { modules: bundle.getModulesIdsAndCode(),inverseDependencies: client.inverseDependenciesCache,sourceURLs: bundle.getSourceURLs(),sourceMappingURLs: bundle.getSourceMappingURLs(),}); }) .then(update => { client.ws.send(update); }); } ).then(() => { client.ws.send(JSON.stringify({type: 'update-done'})); }); }); client.ws.on('close',() => disconnect()); }) }
RN最舒服的地方就是命名规范，基本看到函数名就能知道他的职能，我们来看上面这段代码，attachHMRServer这个总共做了以下几件事：
- 起一个socket服务，这样在监听到文件变动的时候能够将处理完的code通过socket层扔给App端
- 订阅packager server提供fileChange方法
- 拿到packager server提供的getDependence方法，对变动文件进行简单的依赖分析。如果说发现变动文件A之前require了B，C文件，但是这次只require了B文件，oldDependencies!==currentDep（这里HMRServer为了优化性能，对浅层依赖关系，逆向依赖关系，依赖缓存时间都做了cache）,那么HMR server会让Packager Server重新梳理一遍项目文件的依赖关系（因为可能存在增删文件的可能），同时对它局部维护的一些cache Map做更新
HMRClient
注册
我们已经看到了socket的发送方，那么必定存在一个接收方，也就是这里要讲的HMRClient，首先先来看这边注册函数
#react-native/Libraries/BatchedBridge/BatchedBridge.js
const MessageQueue = require('MessageQueue');
const BatchedBridge = new MessageQueue(
() => global.__fbBatchedBridgeConfig,serializeNativeParams
);
const Systrace = require('Systrace');
const JSTimersExecution = require('JSTimersExecution');
BatchedBridge.registerCallableModule('Systrace',Systrace);
BatchedBridge.registerCallableModule('JSTimersExecution',JSTimersExecution);
BatchedBridge.registerCallableModule('HeapCapture',require('HeapCapture'));
if (__DEV__) {
BatchedBridge.registerCallableModule('HMRClient',require('HMRClient'));
}
这边就是HMRClient注册阶段，贴这段代码其实是因为发现RN里的JS->Native,Native->JS通信是通过MQ（MessageQueue）实现的,而追溯到最里层发现竟然是一套setTimeout,setImmediate的异步队列...扯远了，有空的话，可以专门分享一下。
HMRClient
#react-native/Libraries/Utilities/HMRClient.js
activeWS.onmessage = ({ data }) => {
...
modules.forEach(({ id,code },i) => {
...
const injectFunction = typeof global.nativeInjectHMRUpdate === 'function'
? global.nativeInjectHMRUpdate
: eval;
code = [
'__accept(',`${id},`,'function(global,require,module,exports){',`${code}`,'\n},',`${JSON.stringify(inverseDependencies)}`,');',].join('');
injectFunction(code,sourceURLs[i]);
});
}
};
HMRClient做的事就很简单了，接到socket传入的String，直接eval运行，这边的code形如下图
我们可以看到这边是一个__accept函数在接受这个变更后的HMR bundle
真正的热更新过程
#react-native/packager/react-packager/src/Resolver/polyfills/require.js
const accept = function(id,factory,inverseDependencies) {
//在当前模块映射表里查找，如果找的到将其Code进行替换，并执行，若没有，重新进行声明
const mod = modules[id];
if (!mod) {
//重新申明
define(id,factory);
return true; // new modules don't need to be accepted
}
const {hot} = mod;
if (!hot) {
console.warn(
'Cannot accept module because Hot Module Replacement ' +
'API was not installed.'
);
return false;
}
// replace and initialize factory
if (factory) {
mod.factory = factory;
}
mod.hasError = false;
mod.isInitialized = false;
//真正进行热替换的地方
require(id);
//当前模块热更新后需要执行的回调，一般用来解决循环引用
if (hot.acceptCallback) {
hot.acceptCallback();
return true;
} else {
// need to have inverseDependencies to bubble up accept
if (!inverseDependencies) {
throw new Error('Undefined `inverseDependencies`');
}
//将当前moduleId的逆向依赖传入，热更新他的逆向依赖，递归执行
return acceptAll(inverseDependencies[id],inverseDependencies);
}
};
global.__accept = accept;
这边的代码就不进行删减了，accept函数接受三个参数，moduleId，factory，inverseDependencies。
- moduleId:需要热更新的ID，对于每个模块，都会被赋予一个模块ID，RN 30之前的版本使用的是filePath作为key，而后使用的是一个递增的整型
- factory:babel后实际的需要热替换的code
- inverseDependencies:当前所有的逆向依赖Map
简单来说accept做的事情就是判断变动当前模块是新加的需要define，还是说直接更新内存里已存在的module，同时沿着他的逆向依赖树，全部load一遍，一直到最顶级的AppResigterElement，这样热替换的过程就完成了，形如下图
那么问题就来了，react的View展现对state是强依赖的，重新load一遍，state不会丢失么，实际上在load的过程中，RN把老的ref传入了，所以继承了之前的state
讲到这还略过了最重要的一点，为什么说我这边热替换了内存中module，并执行了一遍，我的App就能拿到这个更新后的代码，我们依旧拿代码来说
#react-native/packager/react-packager/src/Resolver/polyfills/require.js
global.require = require;
global.__d = define;
const modules = Object.create(null);
function define(moduleId,factory) {
if (moduleId in modules) {
// prevent repeated calls to `global.nativeRequire` to overwrite modules
// that are already loaded
return;
}
modules[moduleId] = {
factory,hasError: false,isInitialized: false,exports: undefined,};
if (__DEV__) {
// HMR
modules[moduleId].hot = createHotReloadingObject();
// DEBUGGABLE MODULES NAMES
// avoid unnecessary parameter in prod
const verboseName = modules[moduleId].verboseName = arguments[2];
verboseNamesToModuleIds[verboseName] = moduleId;
}
}
function require(moduleId) {
const module = __DEV__
? modules[moduleId] || modules[verboseNamesToModuleIds[moduleId]]
: modules[moduleId];
return module && module.isInitialized
? module.exports
: guardedLoadModule(moduleId,module);
}
RN复写了require，这样所有模块其实拿到的是这里
HMR存在的问题
- 由于其原理是逆向load其依赖树，如果说项目的技术方法破坏了其树状依赖结构，那么HMR也没法生效。例如通过global挂载包装了AppResigter这样的方法。
- 由于Ctrl+s会立即触发watchMan的回调，导致可能代码改了一半就走进了HMR的逻辑，在transfrom Code或者require的时候就直接红屏了
- 由于其HMR原理是逆向执行依赖树，如果项目中存在文件循环引用，也会导致栈溢出，可以通过文件增加module.hot.accept这样的方法解决，但是如果项目公用方法存在这样的问题，就只能强行把HMR的逆向加载这块代码注释了。这无疑是阉割了HMR一大部分功能
- 综上，HMR如果仅仅用于切图，可能不会有那么多的问题
