Переработка архитектуры React Native в 2020 году
Фреймворк React Native (RN) появился в 2015 году. Он предназначен для разработки кросс-платформенных мобильных приложений с использованием библиотеки React. Эти приложения поддерживают нативные возможности платформ, для которых их создают. У исходной архитектуры React Native были определённые недостатки. Но, несмотря на это, RN получил хорошую поддержку сообщества, его популярность постепенно росла, не в последнюю очередь — благодаря громкой репутации React.
О проекте по перепроектированию архитектуры React Native заговорили в 2018 году. Этой работой занимается команда Facebook. Цель перепроектирования заключается в том, чтобы сделать фреймворк более стабильным, и в том, чтобы решить наиболее распространённые проблемы, накопившиеся в RN за годы разработки. Материал, перевод которого мы сегодня публикуем, посвящён рассмотрению того, как переработка архитектуры RN способна улучшить производительность приложений и скорость работы программистов.
Старая архитектура
React Native — это пример решения, которое можно назвать «платформенно-независимым». В результате оказывается, что главная цель фреймворка заключается в том, чтобы позволить разработчикам писать JavaScript-код, использующий механизмы React. Задача React Native заключается в том, чтобы обеспечить преобразование дерева React-компонентов во что-то такое, что окажется работоспособным на различных мобильных платформах. Это означает следующее:
Существующая архитектура React Native (источник)
В каждом React Native-приложении параллельно выполняются три следующих потока:
Это означает, что все потоки полагаются на асинхронные JSON-сообщения, передаваемые через мост. Каждая из сторон отправляет эти сообщения, ожидая (но не имея гарантии) того, что когда-то в будущем на эти сообщения будет получен ответ. При такой схеме обмена данными существует риск перегрузки канала связи.
Вот пример, который обычно приводят, чтобы проиллюстрировать то, как подобная схема обмена данными способна вызвать проблемы с производительностью приложения. Предположим, что пользователь приложения выполняет прокрутку огромного списка. Когда в нативной среде происходит событие onScroll, информация асинхронно передаётся в JavaScript-окружение. Но нативные механизмы не ждут до тех пор, пока JavaScript-часть приложения сделает своё дело и им об этом отчитается. Из-за этого возникает задержка, выражающаяся в появлении в списке, перед выводом его содержимого, пустого пространства.
Аналогично, перед тем, как результаты пересчёта макета дойдут до экрана, системе предстоит выполнить несколько сеансов обмена данными. Так, прежде чем данные макета попадут в нативную среду, их нужно обработать в Yoga. А это, понятно, означает, что такие данные тоже приходится передавать через мост.
Как видно, отправка JSON-данных с использованием асинхронных механизмов, а также сериализация и десериализация этих данных, вызывают проблемы с производительностью. Этот механизм несовершенен. Но как ещё можно наладить взаимодействие между нативными механизмами и JavaScript? Ответить на этот вопрос можно с помощью технологии JSI.
Новая архитектура
В ходе перепроектирования архитектуры React Native выполняется постепенный отказ от функций моста, на смену которым приходит новый механизм, называемый JavaScript Interface (JSI).
Применение JSI открывает возможности для некоторых замечательных улучшений.
Первое такое улучшение заключается в том, что JS-бандл больше не полагается на JSC. Другими словами, движок JSC теперь легко можно заменить на что-то другое, вполне возможно, отличающееся более высокой производительность. Например — на движок V8.
Второе улучшение — это то, что лежит в основе новой архитектуры React Native. Оно заключается в том, что, благодаря использованию JSI, в JavaScript можно хранить ссылки на C++-объекты (Host Objects) и вызывать методы этих объектов. В результате оказывается, что JavaScript-часть приложения и нативные механизмы будут знать друг о друге гораздо больше, чем раньше.
Иными словами, JSI позволяет обеспечить полное взаимодействие между всеми потоками. Благодаря использованию концепции совместного владения (shared ownership), JavaScript-код может запускать нативные методы непосредственно из JS-потока. При этом нет необходимости в том, чтобы использовать JSON для передачи данных. Это позволяет избавиться от проблем, характерных для использования моста, связанных с возможным переполнением очереди и с асинхронной передачей данных.
Новая архитектура React Native (источник)
В дополнение к тому, что вышеописанная схема значительно улучшает взаимодействие между различными потоками, новая архитектура, кроме того, позволяет осуществлять непосредственное управление нативными модулями. Это значит, что нативные модули можно использовать тогда, тогда они нужны, а не инициализировать их все при запуске приложения. Это приводит к серьёзному увеличению скорости запуска приложений.
Этот новый механизм может открыть дорогу к разработке новых проектов, способных на то, что было недоступно старым RN-приложениям. Дело в том, что теперь в нашем распоряжении оказалась мощь C++. А это значит, что на базе React Native теперь можно будет создавать гораздо больше разновидностей приложений, чем раньше.
Итоги
За годы развития в инфраструктуре React Native накопилось много такого, что сегодня можно признать устаревшим и неиспользуемым. Стремление разработчиков RN к тому, чтобы убрать из него ненужное и улучшить возможности по его поддержке, ведёт к удалению некоторых его возможностей. Например, речь идёт о том, что модули его ядра, вроде Webview и AsyncStorage, постепенно выводятся из состава фреймворка и оформляются в виде репозиториев, развиваемых силами сообщества React Native.
Благодаря новому компактному ядру и впечатляющим механизмам взаимодействия между JavaScript-кодом и нативным кодом, перепроектирование архитектуры React Native должно привести к тому, что RN-приложения станут производительнее, и к тому, что их будет быстрее и удобнее разрабатывать.
Ожидается, что реструктуризация React Native завершится в 4 квартале 2020 года. Меня восхищают те перспективы, касающиеся производительности приложений и удобства разработки, которые открываются благодаря переработке архитектуры RN.
Если вы пользуетесь React Native — расскажите о том, с какими недостатками этого фреймворка вам довелось столкнуться.
React Native для самых маленьких. Опыт мобильной разработки
Однажды, в одной продуктовой команде захотели разработать мобильное приложение, чтобы проверить гипотезу востребованности продукта и его удобства для пользователей. И то, что в команде не было мобильных разработчиков, не помешало. Два фронтенд-разработчика взяли React Native и за три месяца написали приложение. Тестирование гипотезы прошло успешно, приложение продолжает развивается и вызывает интерес других команд в компании.
Изображение из описания инструмента: www.semrush.com/news/position-tracking-on-the-go.
Это краткое описание истории команды Артёма Лашевского, который на три месяца из фронтенд-разработчика стал мобильным. Подробнее, как это произошло, читайте в расшифровке доклада Артёма на FrontendConf 2019: что такое React Native, почему именно он, пошаговая инструкция создания приложения и выбор нужных библиотек и компонентов.
Артем Лашевский — ведущий фронтенд-разработчик в SEMrush и специалист в области информационной безопасности автоматизированных систем.
Зачем нам приложение
SEMrush — международная IT-компания, которая разрабатывает крупную онлайн-платформу для маркетологов. Входит в ТОП-3 платформ для маркетинга и SEO. У компании 5 млн пользователей, 7 офисов на двух континентах, 800 человек в штате и 30 команд разработки.
Каждая команда разработки занимается своим инструментом в рамках платформы. Я работаю в одной из таких команд из 8 человек: два на фронтенде, три на бэкенде, QA, DevOps-инженер и PO. Инструмент, над которым работает наша команда, позволяет пользователям проверять позиции страниц их сайта по определенным запросам в Google. Инструмент помогает проверять позиции по ключевым словам не только своего сайта, но и конкурентов и проводить анализ и сравнение.
Платформа работает в браузере. Запуск мобильного приложения позволит получить конкурентное преимущество, потому что приложение помогает дольше удерживать старых пользователей и повышает конверсию из бесплатных в платных.
Для пользователей приложение повышает удобство работы с платформой. Через телефон клиент может воспользоваться SEMrush там, где раньше был нужен компьютер. Зайти в приложение, увидеть, упал ли его сайт в выдаче Google или поднялся — ключевые метрики всегда под рукой. Если они просели, то уже в веб-версии можно посмотреть детали и понять, как исправить ситуацию.
Наша команда видела потенциал мобильного приложения и решила попробовать его разработать, но мобильных разработчиков среди нас не было. Мы стали сами изучать инструменты и технологии для разработки приложений.
Нативные приложения — первое, на что обратили внимание. Изучив, поняли, что для нас это долго, дорого и неудобно: нужно изучить два стека технологий, дублировать функциональность и тестировать её два раза.
От нативной разработки перешли к изучению WebView (Apache Cordova). У коллеги по фронтенду был опыт разработки на Cordova, поэтому в первом спринте изучения технологий и решений один из прототипов разработали на Cordova.
Но мы хотели что-то современнее — «модно-молодежно», поэтому перешли к кроссплатформенным решениям.
Кроссплатформенная разработка. Рассматривали несколько вариантов: Flutter, Xamarin, Native Script и React Native. Для нас каждый из вариантов имел свой минус, поскольку мы хотели как можно быстрее стартануть:
React Native
Это фреймворк от Facebook для разработки кроссплатформенных нативных приложений. Построен на базе ReactJS, под капотом не использует WebView, поэтому нет DOM API. В React Native нет HTML и CSS, но есть некоторые компоненты платформы в JSX и CSS-like полифилы.
React Native содержит некоторый JavaScript API над нативными компонентами. Это значит, что нативные компоненты имеют некоторый «биндинг» в JavaScript-компоненты на ReactJS. Взаимосвязь между нативным и JavaScript-бандлом осуществляется через bridge с помощью JavaScript API. Поверхностно, это вся архитектура.
Плюсы React Native:
Два способа написать приложение
С React Native есть два способа разработать приложение: использовать Expo или React Native CLI.
Expo. Это слой абстракций — набор инструментов, библиотек и сервисов для быстрого запуска. Это некоторый API, который «из коробки» даёт доступ к возможностям устройства: к камере, геолокации, push-сообщениям.
В Expo есть инструменты отладки и тестирования приложения. Алгоритм простой: устанавливаем на телефон приложение Expo Client, подключаем телефон с компьютером в одну локальную сеть, заходим в Expo на телефоне, открываем разрабатываемое приложение. Все изменения в коде отображаются моментально. Это помогает тестировать и расшаривать на команду.
Взлет на Expo быстрый и стремительный. С Expo не нужны Xcode и Android Studio. Пишем в нашей среде разработки, собираем приложение с помощью сервиса Expo, подписываем и обновляем на лету.
Но для подписи и сборки приложения (и публикации) нужен Xcode или Android Studio. Чтобы протестировать приложение, необходимо сделать сборку и загрузить на телефон, например, с помощью TestFlight для iOS или прямой установки с ПК на телефон. Стандартная схема, но неудобно и долго.
В целом, выбор простой: хотим разработать прототип — выбираем Expo, хотим приложение с перспективой — React Native CLI.
Мы выбрали React Native CLI. В SEMrush мы наверняка захотим писать свои кастомные нативные части, поэтому решающим фактором стал пункт с нативными модулями и сторонними библиотеками с модулями. С React Native CLI старт медленнее из-за большой подготовки, но в дальнейшем возможностей больше.
Многие коллеги, используя React Native, сталкивались с необходимостью кастомизации, и им приходилось специальными командами делать Eject с Expo на React Native CLI. Структура каталогов файлов простого приложения перенесётся с обычного набора JavaScript-файлов по папкам под Android, iOS и JavaScript. Но со сложным приложением возникнут трудности.
Пишем приложение
Примечание. Для переноса готовых веб-компонентов в «не веб» можно написать транспайлер, но обычно проще переписать заново.
Начать писать на React Native можно довольно быстро.
Объект styles создаётся с помощью модуля StyleSheet метода create React Native. Данный объект — это CSS-объектная нотация, упрощенная модель CSS, которой хватает. Для разметки интерфейса используется Flexbox, тоже упрощённый, но его достаточно для выравнивания по горизонтали и вертикали.
Готово — мы написали приложение под iOS. Забегая вперед, уточню, что оно также работает и под Android.
Первое приложение «Hello, World!».
Кроссплатформенность
Мы хотели, чтобы наше приложение работало и под Android, и под iOS. При этом мы хотели иметь возможность делать различные реализации в зависимости от платформы. В React Native для этого есть два способа.
Первый способ — использовать модуль Platform. Например, создаём приложение и задаем высоту в зависимости от платформы. Под iOS высота 200, под Android — 100. С помощью метода Platform.OS определяем, какую платформу использует пользователь.
Метод Platform.select позволяет писать кроссплатформменные компоненты.
Если есть какие-то кастомные решения или ограничения на операционную систему, можем определять версию ОС.
Компоненты
Мы можем реализовывать кроссплатформенные решения, но важна скорость. Поэтому мы двинулись в сторону готовых решений — библиотек компонентов. Исследовали, выделили много больших решений (UI kit) и выбрали NativeBase. Это огромная библиотека с десятком компонентов, 12 000 звезд на GitHub, которая позволяет решать большинство задач.
Пример UI для iOS слева, для Android — справа.
Пишем код один раз, при этом на каждой платформе он выглядит по-своему.
Навигация
Для навигации мы также сравнили несколько возможных решений.
Мы обсудили с коллегами из сообщества React Native проблему, изучили статьи и поняли, что производительность react-navigation и wix/react-native-navigation примерно одинакова. Поэтому выбрали первое решение, а опыт использования только подтвердил правильность выбора.
Код для трех экранов выглядят максимально просто.
Это тот же «Hello, World!», с которого мы начали, — ничего больше.
Нужно больше компонентов
Выбирая итоговый UI kit, рассматривали многие возможные решения: React Native Elements, UI Kitten, React Native Material UI, React Native Material Kit, React Native UI Library, React Native Paper, Shoutem UI Toolkit, Nachos UI, Teaset. В итоге используем некоторые компоненты этих библиотек.
Слева DatePickerAndroid, справа DatePickerIOS.
Например, в нашем приложении можно запросить отчет или график за определенный отрезок времени. Пользователь указывает две даты, чтобы выбрать период. Но на iOS нативный выбор даты неудобен, особенно по-сравнению с веб-версией нашего инструмента.
Нам бы пришлось делать два поля: для начальной и конечной даты. Выбирать даты в одном поле как на Android удобнее, но мы не сможем настроить всё также — кастомизация минимальна.
Мы нашли решение — wix/react-native-calendars.
Справа пример календаря из нашего приложения с цветами компании.
В нём есть горизонтальный и вертикальный календари, детализация по датам, возможность отображения стиля компании, выбор диапазона дат, блокировка выбора определённых дат и поддержка Android и iOS.Удобно, что в решении один интерфейс, — пишем код один раз, без дублирования и переписывания.
Хранилище
В какой-то момент нам понадобилось хранить данные, чтобы показывать их в офлайне или при возобновлении работы. Для этого использовали библиотеку Async Storage (key-value хранилище). Она работает с ключами и мультиключами (запись, чтение и удаление), а для взаимодействия с нативной частью предоставляет JavaScript API.
Данные под iOS хранятся в сериализованном виде. Под Android — например, в SQLite. Как разработчикам нам не нужно об этом заботиться: есть API, храним данные, всё хорошо.
Анимации
Ниже — пример экрана нашего приложения со списком проектов пользователей.
Сокращённая версия реализации.
Выглядит легко, но приходится «костылить»: сдвигать весь контент выше или ниже на iOS. На Android это не нужно. Ещё здесь интерполяция и разные методы из модуля Animated.
Проблема «мерцания» экрана при первом запуске
Мы написали приложение и решили добавить иконку приложения и Splash Screen (или же Launch Screen) — экран приложения, который появляется при первом запуске, если оно выгружено из памяти. У нас экран в оранжевом цвете и с логотипом SEMrush по центру.
В архитектуре React Native нативная часть взаимодействует с некоторым JavaScript бандлом по bridge. Мы столкнулись с проблемой, что в момент запуска нативная часть работает, а скриптовый бандл ещё не подгрузился. Между оранжевым Splash Screen и появлением списка проектов на экране сияла белая пустота (доли миллисекунд).
Потеря связи
Мы хотели разработать дружелюбный и красивый интерфейс, позаботиться об UX и UI. Но когда пользователь ехал в метро, терял связь и обновлял список проектов, приложение показывало только пустой экран. Лучше, чтобы пользователь видел информацию, которая уже была подгружена, и сообщение о проблеме с интернет-соединением.
С работой в офлайне помогла библиотека Netinfo. Сейчас она вынесена в отдельный пакет, поскольку Facebook разгружает React Native, чтобы сделать его легковеснее.
Отладка приложения
Чтобы не получать ошибки после добавления новых зависимостей, особенно тех, что используют нативный код, нужен дебаггер. В React Native он есть — показан на изображении симулятора iPhone.
Для iOS использовали эмулятор из Xcode, в котором можно выбирать версию ОС и устройства. Симулятор под Android — Android Studio.
В диалоговом меню эмулятора есть режимы Debug JS Remotely и Live Reload. Позволяют видеть свойства компонентов, например, CSS-like стили и просматривать вложенность.
В нативной разработке нужно написать код, отправить в сборку, запустить — это долго. В дебаггере же всё как в ReactJS в вебе: включаем Live Reloading и видим пересборку в реальном времени в симуляторе без перезагрузки.
Кроме того, мы используем еще и React Developer Tools, чтобы инспектировать компоненты, смотреть иерархию и изменять их свойства и стили.
Но и этого мало, есть лучшее решение — React Native Debugger.
В нём есть React Inspector, Redux DevTools, взаимодействие через интернет, console-логирование, профилирования по памяти и приложению, просмотр всех actions. В отличии от первых двух двух решений, можно менять стиль в самом React Native Debugger.
Подключение нативных модулей
До текущего момента всё было легко и прозрачно: берём какое-то решение, подключаем, оно работает. Но есть нюанс — следствие архитектуры React Native. Кроме JavaScript части, все библиотеки используют и нативную, которую нужно связать с React Native. Для этого есть команда react-native link, которая автоматически производит все необходимые изменения и линковку нативного кода в проекте.
Но автоматическое подключение работает не всегда, поэтому иногда приходится выполнять изменения нативных файлов вручную. Если в инструкции к библиотеке не описана ручная установка, то подумайте, а стоит ли её использовать, и по возможности избегайте ручной линковки — пару раз мы наступали на такие грабли.
Результат
Изначально мы хотели написать приложение под iOS, но сделали и под Android, причем они выглядят по-разному, как и должны каждый на свой платформе. Переходы между экранами выглядит классно, а у нас примерно 30 экранов (переходов и состояний). Нам удалось избежать реализации кастомных нативных модулей и использовать сторонние решения.
Сроки: на разработку приложения ушло три месяца работы двух человек. С апреля 2019 выпустили еще несколько обновлений с новой функциональностью, приложение развивается, а команды других проектов хотят внедрить в него свои инструменты.
Производительность React Native нас полностью устраивает, потому что нам не нужна была сложная логика и у нас нет большой нагрузки.
Обратная связь: приятно получать благодарности от пользователей за приложение.
React Native подходит для быстрой разработки мобильных приложений и проверки гипотез, даже если вы не мобильный разработчик. Он постоянно развивается, появляются новые функции и библиотеки. Например, год назад не было поддержки 32 и 64-битных архитектур — сейчас с этим проблем нет.
Видите, каких классных результатов можно добиться, если не побояться взяться за что-то, что выходит за рамки привычных задач. Никогда заранее не известно, когда пригодятся знания, которые получил вроде как «для общего развития», но пригодятся они точно. Поэтому одна из задач РИТ++ 2020 — расширить кругозор и дать впечатление об актуальном положении дел в индустрии в целом.
Смотрите программу, находите темы, которые помогут в работе уже завтра, и вопросы, до которых всё руки не доходили разобраться, и бронируйте билеты — билет на онлайн-конференцию можно позволить и без поддержки работодателя, сейчас для физлица он стоит 5900.
Swift, Objective-C, Java, Kotlin – вот список языков программирования, которые вам понадобятся, чтобы создать мобильное приложение для Android и iOS. Внушительный список, на освоение которого может уйти много времени. Но мы то с вами хотим быстро – все и сразу: стать хакером за 2 дня, похудеть на 15 кг за одну неделю и прочие безобразия. Что делать? К счастью ребята из Facebook разделяют наше желание быстрого результата, поэтому они придумали фреймворк, который позволяет создавать мобильные приложения для Android и iOS только благодаря одному языку – JavaScript – и имя ему React Native.
Что такое React Native?
Если вы знакомы с веб-фреймворком React, для вас не составит труда быстро разобраться с тем, как работает React Native. По сути, React Native адаптирует фишки React под разработку мобильных приложений. Давайте рассмотрим несколько особенностей React Native:
Вывод: что такое React Native? Это фреймворк, позволяющий одновременно создавать мобильные приложения под Android и iOS, используя для этого независимые компоненты, и делать это на понятном человеку языке.
Быстрое создание React Native приложения
Вам уже не терпится приступить к любимому делу – написанию кода – я понимаю, и поэтому хватит лирики! Давайте кодить! Но потом ? Все было бы проще, если бы все было проще. Нам необходимо сделать несколько подготовительных шагов и настроить окружение. Вот список действий, которые нам необходимо сделать:
Установка NodeJs
Как установить NodeJs вы можете прочитать в моей статье про Angular.
Установка Expo
Expo – это специальная библиотека, упрощающая разработку React Native приложений. Это альтернатива стандартному созданию приложения с помощью React Native CLI. Рассмотрение его работы выходит за рамки этой статьи. Главными преимуществами Expo являются готовая реализация многих нативных компонентов самого телефона, что позволяет быстрее создавать новые приложения, а также окружение, позволяющее быстро тестировать работу разрабатываемого приложения на своем смартфоне или эмуляторе.
Для того чтобы установить Expo выполните следующую команду в консоли: