携程是如何做React Native优化的

【作者简介】赵辛贵，携程无线开发高级技术经理，目前主要负责React Native框架在携程内部的使用推广和性能优化。

本文来自赵辛贵在携程技术中心主办的React Natvie Meetup中的分享。现场视频戳这里，文末可下载PPT。原文在：http://techshow.ctrip.com/archives/1459.html

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ReactNative(下文简称RN)开源已经一年多时间，国内各大互联网公司都在使用，携程也在今年5月份投入资源开始引入，并推广给多个业务团队使用，本文将会分享我们遇到的一些问题以及我们的优化方案。

一、背景和使用情况介绍

为什么会引入ReactNative？

1. AppSize占用

携程旅行App从11年开始开发，至今已有5年多时间，随着各项业务功能的全面移动化，以及公司mobile first策略的指引下，App功能越来越多，越来越臃肿，Size达到将近100MB，而同样功能，使用RN开发，Size远远小于Native开发，RN的引入，可以支持我们App的可持续健康的发展。

2. 用户体验佳

RN通过JavascriptCore解析Javascript模块，转换成原生native组件渲染，相比H5页面不再局限于WebView、渲染性能长足提升，运行用户体验可以媲美native。

3. 相对成熟

Android和iOS的RN都已经开源，原生提供的组件和API相对丰富，且跨平台基本一致，对外接口也趋于稳定，适合业务开发。

4. 支持动态更新

纯原生的开发，android上通过插件化框架，可以实现动态加载远端代码。但是在iOS上，因为系统限制，不能动态执行远端下载的Native代码，而RN完全满足该需求。

5. 跨平台

RN提供的API和组件，大多能跨平台使用，对少数不支持的组件，我们再做二次封装抹平，可以让业务开发人员开发一份代码，运行在iOS&Android 两个平台上。这样能够大大提供开发效率，降低开发维护成本。

如何引入？

基于RN 0.30版本，开发了支持携程业务团队快速便捷开发的CRN框架,框架主要从以下几个方面着手。

1. 工具

cli工具，负责CRN工程创建，运行;
pack工具，负责打包;

2. 控件

对RN官方提供的API和组件，实现跨平台支持；
新增携程业务相关的API和组件，方便业务接入；

4. 稳定性、性能优化

RN页面加载提速，实现秒开；
稳定性提升，消除RN导致的crash；

3. 发布

统一管理所有RN业务的相关发布；
差分增量支持，尽可能减小文件大小；

除此之外，我们还从文档以及技术支持等方面，支撑其作为一个完整的产品开发框架。

业务的使用

下面一幅图说明了RN在携程业务中的使用情况，总共4个版本的开发时间，每个版本大约1个月时间。

前面2个版本主要是CRN基础功能完成和线上验证，后面2个版本稳定性优化和API跨平台抹平基本完成，业务数和页面数量猛增。

二、遇到的问题和优化

RN常见问题介绍

所有做ReactNative开发的团队，或多或少都面临着以下4个问题需要解决。

1. 打包出来的JSBundle过大；

2. 首次进入RN页面加载缓慢；

3. 稳定性不够，有大量因为RN导致的crash；

4. 大数据量时候listview加载卡顿；

接下来，我们就这四个问题来一一探讨。

从这张图中可以看出，最大的瓶颈在JS init+Require，这块时间就是JSBundle的执行时间，为了提升页面加载速度，这块时间我们需要想办法优化。

JSBundle文件过大&页面加载慢

先来说一组数据，一个Helloorld的App，如果使用0.30 RN 官方命令react-native bundle打包出来的JSBundle文件大小大约为531KB，RN框架JavaScript本身占了530KB， zip压缩之后也有148KB。

如果只有一两个业务使用，这点大小算不了什么，但是对于我们这种动辄几十个业务的场景，如果每个业务的JSBundle都需要这么大的一个RN框架本身，那将是不可接受的。

因此，我们需要对RN官方的打包脚本做改造，将框架代码拆分出来，让所有业务使用一份框架代码。

开始拆分之前, 我们先以HelloWorld的RNApp为基础介绍几个背景知识。

上述是一个HelloWorld RNApp代码的结构，基本分为3部分

头部：各依赖模块引用部分；

中间：入口模块和各业务模块定义部分；

尾部：入口模块注册部分；

上述是HelloWorld RNApp打包之后JSBundle文件的结构，基本分为3部分头部：全局定义，主要是define，require等全局模块的定义；中间：模块定义，RN框架和业务的各个模块定义；尾部：引擎初始化和入口函数执行；

__d是RN自定义的define，符合CommonJS规范，__d后面的数字是模块的id，是在RN打包过程中，解析依赖关系，自增长生成的。

如果所有业务代码，都遵照一个规则：入口JS文件首先require的都是react/react-native, 则打包生成的JSBundle里面react/react-native相关的模块id都是固定的。

拆分方案一

基于上面2点背景知识介绍，我们很容易发现，如果将打包之后的JSBundle文件，拆分成2部分(框架部分+业务模块部分)，使用的时候合并起来，然后去加载，即可实现拆分功能。

具体实现步骤：

创建一个空工程，入口文件只需要2行代码，require react/react-native即可；
使用react-native bundle命令，打包该入口文件，生成common.js;
使用react-native bundle打包业务工程(有一点要保证，业务工程入口文件前面2行代码也是require react/react-native), 生成business_all.js；
开发工具，从business_all.js里面删除common.js的内容，剩下的就是business.js;
App加载的时候将common.js和business.js合并在一起，然后加载；

貌似功能完成，可是回到Dive into React Native performance，这么做还是优化不了JSBundle的执行时间，因为我们不能把拆分开的2个文件分别执行，因为加载common.js会提示找不到RNApp的入口，先执行business.js,会提示一堆依赖的RN模块找不到。

显然，这种拆分方式不能满足我们这种需要。

那这个方案就完全没有价值吗？不是的，如果你做的是一个纯RNApp，native只是一个壳，里面业务全是RN开发的，完全可以使用这种方式做拆分，这种方案简单，无侵入，实现成本低，不需要修改任何RN打包代码和RN Runtime代码。

拆分方案二

RN框架部分文件(common.js)大小530KB，如此大的js文件，占用了绝大部分的JS执行时间，这块时间如果能放到后台预先做完，进入业务也只需执行业务页面的几个JS文件，将可以大大提升页面加载速度，参考上面的RN性能瓶颈图，预估可以提升100%。

按照这个思路，能后台加载的JS文件, 实际上是就是一个RNApp，因此我们设计了一个空白页面的FakeApp，这个FakeApp做一件事情，就是监听要显示的真实的业务JS模块，收到监听之后，渲染业务模块，显示页面。

FakeApp设计如下：

为了实现该拆包方案，需要改造react-native的打包命令；

基于FakeApp打common.js包的时候，需要记录RN各个模块名和模块id之间的mapping关系；
打业务模块包的时候，判断，如果已经在mapping文件里面的模块，不要打包到业务包中

改造页面加载流程：

因为要能够后台加载，所以需分离UI和JS加载引擎<iOS-RCTBridge, Android-ReactInstanceManager>;
进入业务RN页面时候，获取预加载好的JS引擎，然后发送消息给FakeApp，告知该渲染的业务JS模块；

通过后台预加载，省去了绝大部分的JS加载时间，似乎问题已经完美解决。

但是，如果随着业务不断膨胀，一个RN业务JS代码也达到500KB，进入这个业务页面，500多KB JS文件读取出来，执行，整个JS执行的时间瓶颈会再次出现。

拆分方案三

正在此时，我们研究RN在Facebook App里面的使用情况，发现了Unbundle，简单点说，就是将所有的JS模块都拆分成独立的文件。

下面截图就是unbundle打包的文件格式：

entry.js就是global部分定义+RNApp入口；
UNBUNDLE文件是用于标识这是一个unbundle包的flag；
12.js,13.js就是各个模块，文件名就是模块id；
在业务执行，需要加载模块(require)的时候，就去磁盘查找该文件，读取、执行。

RN里面加载模块流程说明,以require(66666)模块为例：

首先从__d<就是前文提到的define>的缓存列表里面查找是否有定义过模块66666，如果有，直接返回，如果没有走到下面第二步的nativeRequire；
nativeRequire根据模块id，查找文件所在路径，读取文件内容；
定义模块，_d(66666)＝eval(JS文件内容)，会将这个模块ID和JS代码执行结果记录在define的缓存列表里面；

打包通过react-native unbundle 命令，可以给android平台打出这样的unbundle包。

顺便提一下，这个unbundle方案，只在android上有效，打ios平台的unbundle包，是打不出来的，在RN的打包脚本上有一行注释，大致意思是在iOS上众多小文件读取，文件IO效率不够高，android上没这样的问题，然后判断如果是打iOS的unbundle包的时候，直接return了。

相对应的，iOS开发了一个prepack的打包模式，简单点说，就是把所有的JS模块打包到一个文件里面，打包成一个二进制文件，并固定0xFB0BD1E5为文件开始，这个二进制文件里面有个meta-table，记录各个模块在文件中的相对位置，在加载模块(require)的时候，通过fseek，找到相应的文件开始，读取，执行。

在Unbundle的启发下，我们修改打包工具，开发了CRNUnbunle，做了简单的优化，把众多零散的JS文件做了简单的合并。

将common部分的JS文件，合并成一个common_ios(android).js.

_crn_config记录了这个RNApp的入口模块ID以及其他配置信息，详见下图：

main_module为当前业务模块入口模块ID；
module_path为业务模块JS文件所在当前包的相对路径；
666666=0.js,说明666666这个模块在0.js文件里面；

做完这个拆包和加载优化之后，我们用自己的几个业务做了下测试，下图是当时的测试验证数据。

可以看出，iOS和android基本都比官方打包方式的加载时间，减少了50%。

这是自己单机测试的数据，那上线之后，数据如何呢？

下图，是我们分析一天的数据，得出的平均值<排除掉了5s以上的异常数据，后面实测下来5s以上数据极少>；

看到这个数据，发现和我们自己测试的基本一致，但是还有一个疑问，加载的时间分布，是否服从正态分布，会不会很离散，快的设备很快，慢的设备很慢呢？

然后我又进一步分析这一天的数据，按照页面加载时间区间分布统计。

看图上数据，很明显，iOS&Android基本一致，将近98%的用户都能在1s内加载完成页面，符合我们期望的正态分布，所以bundle拆分到此基本完成。

关于这个数据，补充一下，先前看业到一篇58同城同学分享的RN实践的文章，里面也曾提到他们业务页面加载时间的数据，有兴趣的同学可以去比较下。

页面加载优化

按照上述的拆包方案实现后，我们的RN页面加载流程大致是这样的。

从上文的优化可以看出，缓存了common.js部分的JS执行引擎(iOS RCTBridge, Android ReactInstanceManager)，页面加载可以大大提速，那对于已经被业务使用过的JS执行引擎，该如何处理呢？

缓存，还是缓存，不要立即释放，等符合一定条件之后，再释放。

对JS执行引擎，我们定义了以下的一些生命周期状态。

JS执行引擎加载common.js的时候，处于loading状态，如果加载出错，处于Error状态；
框架common.js加载结束，JS执行引擎状态设置为Ready；
Ready状态的JS执行引擎被使用，则修改状态为Dirty；
Dirty状态的JS执行引擎达到一定条件<比如Dirty的JS执行引擎总数达到2个时候>，开始回收；
回收过程很简单，就是将加载(require)的业务代码，从__d<前文提到的define>的缓存模块数组里面删除掉就可以了，回收完成之后，又变成还原状态；

错误处理

RN刚上线的前2个版本，我们发现有大量因为RN导致的crash，常见的错误有以下几种。

iOS的crash问题处理

iOS的crash，基本都来自RCTFatalException，都是RCTFatal抛出错误信息所知，处理也相对简单, 设置自己的Error Handler即可。

void RCTSetFatalHandler(RCTFatalHandler fatalHandler);

一般初次开发RN应用的开发人员，都没有留意这一点，其实查阅下RN的源代码，RCTFatal的注释写的还比较清楚，分析源码也可以发现在生产环境的时候，RCTFatal会直接Raise Exception，然后crash。

Android的crash问题处理

Android的crash点相对较多，大致会出现在以下几个场景。

bundle加载过程中的RuntimeException；
JS执行过程中的，处理NativeExceptionsManagerModule；
native模块执行出错，处理NativeModuleCallExceptionHandler
so lib加载失败，经典的java.lang.UnsatisfiedLinkError, 这种问题，解决方案很简单，给System.load添加try catch，并且在catch里面做补偿，可以大大降低由此导致的crash；

对于第一点提到的RuntimeException，我们收集到的日志如下：

不能连接到dev server，看到之后很不明白，明明是生产环境，怎么会报这样的错误呢？

偶现的Javascript执行出错，怎么会走到RuntimeException呢？

问题的解决很简单，这些RuntimeException，都是从ReactInstanceManagerImp.java的createReactContext抛出来的, 处理掉就可以了。

再补充一点，这些错误处理之后，都需要一层一层的传递到最上层的UI界面，这样才能友好的给用户提示。

ListView性能问题

先来看一张截图，是从RN提供的UIExplore demo跑出来的。

可以清楚的看到，超出屏幕的条目，依然被渲染了。没有实现cell重用，导致数据量大时候，卡顿。

为适应大数据量listview的场景，我们专门安排资源，开发了可重用cell的CRNListView，iOS借鉴了第三方的ReactNativeTableView的实现，开发了可重用cell的listview，接口和官方原生的基本一致，Android借鉴iOS的方案，采用RecyclerView实现了类似的可重用cell的listview，同时我们还做了一些扩展，把常用的下拉刷新，载入更多，右侧字母索引栏等功能，都增加了进去。

实际测试下来，数据量少时候，和RN提供的listview，性能基本一致，但当数据量大时候，CRNListView优势明显，下面这张图，是我们在android上的测试数据。

三、下一阶段的规划

1. CRN-Web的开发

同样的功能，CRN一套代码可以在iOS和android 2个平台运行。但对于业务开发团队，他们还需要维护H5平台同样的功能，如果我们能够将CRN代码，通过类似webpack这样的工具，直接转换过去就能在H5平台上运行起来，就可以做到一套代码，三端运行，可以大大降低业务团队的开发维护成本。

目前，我们已经再拿一些业务的CRN代码做转换验证，初步验证可行，还在持续优化完善中。

2. 单JS执行引擎的实现

RN还有一个比较大的性能瓶颈在于内存耗用大.做过这样的测试，在一个HelloWorld的RN工程里面，打开一个Native/RN/H5 Hybrid的HelloWorld页面，native显示页面内存占用0.2MB，RN占用10MB，H5 Hybrid占用20MB。如果大量业务都使用RN开发，JS执行引擎大量创建，会耗费大量内存，但是从JS执行引擎的执行过程，运行逻辑来说，只要做好业务隔离，完全是可以在一个执行引擎里面运行多个业务功能的JS代码的。我们正在做相关尝试，相信在未来1-2个版本时间，可以完成线上验证。

3. AMD模式的加载尝试

RN打包默认是CommonJS规范，整个JSBundle一次读入内存，一次全部执行完成，所以耗费大量时间。如果能够用AMD模式改造，JSBundle读取到内存，但是只执行用到的模块，真正做到按需加载，相信对页面加载效率，会有更近一步的提升。