寫給前端的跨平臺方案、跨端引擎的本質(zhì)

那么多跨端方案，他們有沒有通用的思路？我們能不能從這么多方案中找出本質(zhì)的原理？

本文會嘗試探究探究以下問題：

• 什么是跨平臺
• 有哪些方案是跨平臺的
• 跨端和跨平臺的區(qū)別是什么
• 前端領(lǐng)域有哪些跨端方案
• 跨平臺、跨端的通用原理是什么

什么是跨平臺

我們知道，cpu 有不同的架構(gòu)和指令集，上層也有不同的操作系統(tǒng)，一個系統(tǒng)的可執(zhí)行文件在另一個系統(tǒng)上就是不可執(zhí)行的，比如 windows 的 exe 文件在 mac 上就不能直接執(zhí)行。不同的系統(tǒng)就是不同的運行平臺。可執(zhí)行文件是不跨平臺的。

不同平臺提供的 api 不同，所以代碼邏輯可能也不同，需要不同平臺單獨維護(hù)代碼。這樣就帶來了幾個問題：

• 多平臺各自開發(fā)，怎么保證功能是一致的
• 多平臺各自開發(fā)，那是不是得各自測試，開發(fā)和測試的人力都是多份的

所以出現(xiàn)了跨平臺的一些技術(shù)，目標(biāo)是一份代碼跑在任意平臺。

我們先來看一些各領(lǐng)域的跨平臺方案：

瀏覽器

操作系統(tǒng)不同，瀏覽器上跑的網(wǎng)頁的代碼確實同一份。瀏覽器就是一種歷史悠久的跨平臺方案。

網(wǎng)頁跨平臺不意味著瀏覽器也是跨平臺的，瀏覽器的可執(zhí)行文件還是每個平臺單獨開發(fā)和編譯的，但是他們支持的網(wǎng)頁解析邏輯一樣，這樣上面跑的網(wǎng)頁就是跨平臺的。

瀏覽器提供了一個容器，屏蔽了底層差異，提供了統(tǒng)一的 api（dom api），這樣就可以實現(xiàn)同一份代碼跑在不同平臺的統(tǒng)一的容器里。這個容器叫做瀏覽器引擎，由 js 引擎、渲染引擎等構(gòu)成。

docker

docker 是一種虛擬化技術(shù)，可以在操作系統(tǒng)之上加一個虛擬層，在這層之上劃分一到多個容器，容器里再去跑系統(tǒng)、app，這樣可以實現(xiàn)硬件和軟件的分離，動態(tài)分配硬件資源給容器，并且方便 app 運行環(huán)境的整體遷移（保存成鏡像）。

docker 很明顯也是一種跨平臺技術(shù)，同一個鏡像可以跑在任何操作系統(tǒng)的 docker 上。只要不同操作系統(tǒng)實現(xiàn)同樣的容器即可。

jvm

java 是一門編譯 + 解釋的語言，java 源碼編譯成字節(jié)碼，然后字節(jié)碼直接在 vm 上解釋執(zhí)行。

java 為什么這么火呢？主要是因為跨平臺。

c、c++ 這種語言寫的代碼需要編譯成不同操作系統(tǒng)上的可執(zhí)行文件來跑，而且每個平臺的代碼可能還不一樣，需要寫多份。

java 因為提供了 jvm 容器，只要把源碼編譯成 jvm 能解釋的字節(jié)碼就行了，而且 jdk 提供了統(tǒng)一的 api，分別由不同操作系統(tǒng)的底層 api 來實現(xiàn)，這樣對于 java 代碼來說，不同操作系統(tǒng)的代碼是一致的。

jvm 也是通過容器的技術(shù)實現(xiàn)了一份代碼跑在多個平臺，而且 jre 提供了統(tǒng)一的 api，屏蔽掉了底層的差異。

node、deno

node 和 deno 也是跨平臺的技術(shù)，通過提供一套一致的 api，讓其上的 js 代碼可以跨平臺。這些 api 也是不同平臺各自實現(xiàn)的。

electron

electron 內(nèi)置了 chromium，并為其注入了 node 的 api 和一些 GUI 相關(guān)的 api，是基于兩大跨平臺技術(shù)綜合而成的跨平臺方案。基于這些方案的組合使得 electron 支持用前端技術(shù)開發(fā)桌面端。

跨平臺方案的優(yōu)缺點

跨平臺方案的優(yōu)點很明顯，就是一份代碼跑在不同平臺的同樣的容器內(nèi)，不用不同平臺單獨開發(fā)，節(jié)省成本。

但是跨平臺方案也有缺點：

• 因為多了一層容器，所以性能相比直接調(diào)用系統(tǒng) api 會有所下降

• 為了實現(xiàn)多平臺的一致，需要提供一套統(tǒng)一的 api，這套 api 有兩個難題：

• api 怎么設(shè)計。要綜合不同平臺的能力，取一個合適的集合來實現(xiàn)。設(shè)計上有一定難度。node、deno、java 都抽象了操作系統(tǒng)的能力，提供了各自的跨平臺 api

• 部分 api 很難做到多平臺的一致性

• 當(dāng)容器沒有提供的能力需要擴(kuò)展的時候比較麻煩，比如 js 引擎的 bridge、 jvm 的 jni、node 的 c++ addon 等都是為這個容器擴(kuò)展能力的方式

前端領(lǐng)域的跨端方案

跨平臺指的是跨操作系統(tǒng)，而跨端是指客戶端。

客戶端的特點就是有界面、有邏輯，所以包含邏輯跨端和渲染跨端。主要的客戶端有 web、安卓、ios、iot 設(shè)備等。

現(xiàn)在主流的跨端方案有 react native、weex、flutter、kraken 以及各家自研的跨端引擎等。

react native

跨端包括邏輯跨端和渲染跨端，rn 的邏輯跨端是基于 js 引擎，通過 bridge 注入一些設(shè)備能力的 api，而渲染跨端則是使用安卓、ios 實現(xiàn) react 的 virtual dom 的渲染。

其中 native api 和組件（灰色畫出的部分）并沒有做到雙端一致，而且有的時候擴(kuò)展圖中灰色部分需要原生配合，混雜 rn 代碼和自己擴(kuò)展的代碼導(dǎo)致代碼比較難管理。最著名的事件就是 airbnb 從最大的 react native 支持者到棄用 react native。

weex

weex 也是類似的思路來實現(xiàn)跨端的，不過他對接的上層 ui 框架是 vue，而且努力做到了雙端的組件 和 api 的一致性（雖然后續(xù)維護(hù)跟不上了）。架構(gòu)和上圖類似。

flutter

flutter 是近些年流行的跨端方案，跨的端包括安卓、ios、web 等。它最大的特點是渲染不是基于操作系統(tǒng)的組件，而是直接基于繪圖庫（skia）來繪制的，這樣做到了渲染的跨端。邏輯的跨端也不是基于 js 引擎，而是自研的 dart vm 來跨端，通過 dart 語言來寫邏輯，

kraken

跨端包括兩部分，渲染跨端和邏輯跨端。有時候只需要渲染跨端、有時候只需要邏輯跨端，有的時候需要完整的跨端引擎，這 3 種情況都有各自的適用場景。

kraken 就是一個跨端渲染引擎，基于 flutter 的繪圖能力實現(xiàn)了 css 的渲染，實現(xiàn)了渲染的跨端。

自研渲染引擎

跨端引擎很依賴底層實現(xiàn)的組件和 api，用開源方案也一樣得擴(kuò)展這部分，所以有一定規(guī)模的團(tuán)隊都會選擇自研。

自研跨端引擎會和 rn、weex 不同：

• 渲染部分不需要實現(xiàn) virtual dom 的渲染，而是直接對接 dom api，上層應(yīng)用基于這些 dom api 實現(xiàn)跨端渲染。這樣理論上可以對接任意前端框架。

• 邏輯部分也是基于 js 引擎，通過 binding 直接注入一些 c++ 實現(xiàn)的 api，或者運行時通過 bridge 來注入一些安卓、ios 實現(xiàn)的 api。

自研跨端引擎的好處是組件和 api 可以自己擴(kuò)展，更快的響應(yīng)業(yè)務(wù)的需求。其中組件和 api 的雙端一致性，以及統(tǒng)一的 api 的設(shè)計都是難點。

跨端的通用原理是什么

其實跨端和跨平臺的思路類似，都是實現(xiàn)一個容器，給它提供統(tǒng)一的 api，這套 api 由不同的平臺各自實現(xiàn)，保證一致的功能。

具體一些的話，跨端分為渲染和邏輯跨端，有的時候只需要單獨的渲染跨端方案（比如 karen）和邏輯跨端方案，有的時候需要完整的跨端引擎。

weex、react native 的渲染部分都是通過實現(xiàn)了 virtual dom 的渲染，用安卓、ios 各自的渲染方式實現(xiàn)，邏輯部分使用 js 引擎，通過 bridge 注入一些安卓、ios 的 api。

flutter 則是直接使用 skia 繪圖庫繪制，并且邏輯跨端使用 dart vm。

但是不管具體實現(xiàn)怎樣，思路都大同小異：跨端引擎需要實現(xiàn)一個渲染引擎、實現(xiàn)一個 vm，基于這套架構(gòu)實現(xiàn)各種組件和 api，跨端容器上層對接一個 ui 框架，再上層的業(yè)務(wù)代碼可以基于容器的 api 實現(xiàn)跨端的渲染和邏輯

web container

這兩天 web container 比較火，其實也是一種跨平臺技術(shù)，它是在瀏覽器里面實現(xiàn)的容器，通過 wasm 實現(xiàn)了 node 的 api，這樣在這個容器里面可以跑 node 代碼。其實思路比較常見，但是是一個新場景。

瀏覽器容器之上又跑了個容器，容器套娃。

總結(jié)

我們聊了跨平臺和跨端的區(qū)別，跨平臺是指跨操作系統(tǒng)，而跨端則是指跨客戶端。

跨平臺技術(shù)聊了 docker、瀏覽器、jvm、node、deno、electron、web container 等，他們都是跨平臺（操作系統(tǒng)）的方案，跨平臺有優(yōu)點也有缺點，缺點就在于 api 的設(shè)計比較難，node、deno、java 等都有自己的一層 api 設(shè)計；api 一致性的保障也比較困難；其次就是擴(kuò)展方式復(fù)雜一些（jvm 的 jni、node 的 c++ addon 等）。

跨端方案聊了 react native、weex、flutter、kraken 等，有的是綁定了 react、vue 等前端框架，直接從 virtual dom 渲染，有的是實現(xiàn)了 dom api，可以對接任意前端框架。當(dāng)然可以單獨做渲染或邏輯跨端。渲染跨端或者用安卓、ios 提供的方式，或者自己繪制，邏輯跨端或者用 js 引擎（可以對接前端框架）或者用 dart vm。

希望這篇文章可以讓你理解跨端和跨平臺的容器的思路和優(yōu)缺點，遇到一些新技術(shù)（比如 web container）也能快速的理解。