作者：京東零售 馬銀濤

基于 Taro 打造的京東鴻蒙 APP 已跟隨鴻蒙 Next 系統(tǒng)公測，本系列文章將深入解析 Taro 如何實現(xiàn)使用 React 開發(fā)高性能鴻蒙應用的技術內幕

背景

HarmonyOS 采用自研的 ArkUI 框架作為原生 UI 開發(fā)方案，這套方案有完善的布局系統(tǒng)和樣式控制，但是他的標準與 W3C 的 CSS 標準存在不一致性。這意味著，如果 Taro 直接使用 HarmonyOS 提供的樣式系統(tǒng)，開發(fā)者在使用 Taro 開發(fā)時會遇到非常多的樣式兼容性問題，寫出來的代碼也會失去跨平臺兼容的能力，與 Taro 多端統(tǒng)一開發(fā)的定位不符。如何抹平 ArkUI 標準和 W3C 的 CSS 標準之間的差異成了一個重中之重的任務。

本文將介紹 Taro 處理 CSS 的全流程，剖析將不同的 CSS 樣式轉換為 ArkUI 樣式遇到的問題和對應的解決方案。

CSS 樣式和 ArkUI CAPI 樣式的差異和抹平

1、樣式書寫方式不一致

以幾個我們日常會使用到的屬性為例，下面的分別是 CSS 的寫法和 ArkUI CAPI 的寫法。

對比可以看出，CSS 樣式和鴻蒙樣式在單位系統(tǒng)和數(shù)據(jù)表示方式上存在顯著差異。CSS 提供多樣化的尺寸和顏色單位，而 ArkUI 的 CAPI 接口采用更統(tǒng)一的表示方式。

ArkUI 的 CAPI 接口將所有尺寸統(tǒng)一為 vp 單位，顏色采用 0xAARRGGBB 格式的 uint32 類型，對于漸變和 transform 等復雜樣式屬性，更是需要轉換為顏色停止點和角度值列表和矩陣運算，這樣的接口簡潔但需要調用者根據(jù)具體場景完成必要的單位轉換。

一個頁面通常會包含非常多的樣式規(guī)則，如果所有的單位轉換都放在運行時候完成，必定會造成明顯的性能問題。因此，我們選擇提前完成部分轉換。HTML 節(jié)點的樣式主要來源于 CSS 和 Style 屬性。CSS 樣式通常是靜態(tài)的，可以在編譯階段進行轉換。為此，我們基于 lightningCSS 開發(fā)了一個 Rust 插件。該插件通過遍歷項目 CSS 的抽象語法樹（AST），將其轉換為 ArkUI 的 CAPI 接口可直接使用的數(shù)據(jù)結構。

而對于 Style 屬性，其內容在運行時才能確定，因此必須在運行時進行轉換。在 React 的語法中，Style 可能以字符串形式呈現(xiàn)，也可能是 CSS 屬性名和屬性值的鍵值對。為了有效解析 Style，我們針對各種類型的 CSS 語法寫了一系列小型的 CSS 語法解析邏輯。這些邏輯能夠從各種不同格式的字符串中準確匹配出屬性值并進行轉換。

雖然這種方法需要在運行時進行語法分析，但考慮到 Style 屬性通常只包含有限的樣式，加上 C++語言的高效執(zhí)行特性，這種實時轉換對性能的影響可以忽略不計。更為重要的是，這些運行時的 CSS 語法解析邏輯可以為后面 Taro 支持 CSS 變量提供能力支持。

2、布局存在差異

除了書寫方式的差異，ArkUI 有很多布局屬性的行為在細節(jié)上也和 W3C 的布局屬性存在著不小的差異，比如鴻蒙的絕對定位相對父級定位，Web 的絕對定位相對最近的已定位祖先元素定位，并且鴻蒙的定位不支持 right 和 bottom（早期）。

web可以通過margin的auto實現(xiàn)居中，鴻蒙能通過flex實現(xiàn)居中。

同時， ArkUI 的 CAPI 接口缺少一些 Web 常用功能，如 calc() 計算和百分比設置支持。為消除這些差異，我們選擇采用 Yoga 作為布局引擎，而非使用鴻蒙原生提供的布局。Yoga 是 Facebook 開發(fā)的開源跨平臺布局引擎，實現(xiàn)了基于 Web 標準的 FlexBox 布局算法。使用 Yoga 可以很容易地實現(xiàn)對大部分 CSS 布局屬性的支持，讓兩端的差異縮小 。

在具體實現(xiàn)中，我們需要在構建 Taro 節(jié)點樹的同時，構建結構一致的 Yoga 節(jié)點樹。

然后把原本直接設置到鴻蒙節(jié)點上的樣式屬性（如寬高、margin、padding、display 和 position）設置到 Yoga 節(jié)點上。經(jīng) Yoga 計算后，我們再從 Yoga 節(jié)點上讀取計算后的 width、height、x 和 y 值設置到鴻蒙節(jié)點上，從而實現(xiàn)鴻蒙端和 web 端的布局一致性。

通過使用 Yoga 作為布局引擎，我們不僅解決了鴻蒙系統(tǒng)與 Web 布局之間的差異，還提高了跨平臺一致性。這種方法使開發(fā)者可以使用熟悉的 Web 布局概念，同時確保在鴻蒙平臺上獲得預期的布局效果。

樣式的工作流程

介紹完 Taro 適配 ArkUI 的 CAPI 樣式過程中遇到的問題和對應的解決策略之后，我們就可以來看看基于這些策略，鴻蒙樣式的整個工作流程是怎么樣的。

樣式初始化

首先，項目啟動后，編譯器處理后的樣式文件將第一個被加載到運行時環(huán)境。樣式處理邏輯會根據(jù)各個選擇器（selector）生成相應的樣式規(guī)則（StyleRule），即 CSS 屬性的鍵值對集合。

根據(jù) ClassName 匹配 StyleRule

React 在構建每個節(jié)點的同時，會通過 Reconciler 把 React 節(jié)點的 ClassName 和 Style 設置到相應的 Taro 節(jié)點上，這個時候我們就開始進入節(jié)點的樣式匹配環(huán)節(jié)。樣式處理會執(zhí)行以下步驟：首先，從 CSSStylesheet 這個樣式集合里識別出與 className 相關的所有 StyleRule；然后，根據(jù)選擇器的優(yōu)先級合并這些 StyleRule；最后，將合并結果與由 Style 生成的 StyleRule 合并，從而得出最終的樣式配置。

這里順帶提一下，CSS 除了可以書寫樣式之外，還可以書寫偽元素和關鍵幀動畫，這兩者在都沒辦法直接設置到鴻蒙的樣式里，在處理某個節(jié)點時，如果匹配到這個節(jié)點的樣式里包含偽元素，就會把這個偽元素轉換成 一次 insertBefore api 的調用，用這個新 insert 進去的子元素來承載偽元素的 StyleRule，舉一個例子，下面的 F 節(jié)點的 CSS 樣式里帶有一個 ::after 的偽類，那么當 F 節(jié)點匹配到這個樣式的時候，就會被插入一個子節(jié)點用來承載 ::after 對應的樣式。

而對于匹配到關鍵幀的動畫，會把動畫對應的元素，動畫播放的次數(shù)、播放的方向、播放的緩動函數(shù)收集起來放到另外的線程，由這個線程算出元素每一幀對應的屬性值，并在元素當前幀的 StyleRule 設置完之后，設置到節(jié)點上，保證動畫的優(yōu)先級一定是最高的。

樣式的應用

確定了節(jié)點對應的樣式表后，我們就到了把樣式應用到節(jié)點上這個環(huán)節(jié)了。這個環(huán)節(jié)我們會調用節(jié)點的 SetStyle 方法，遍歷 StyleRule 中的所有樣式。對于布局相關的屬性（如 display、position、float、flex、width、height、margin、padding），如需更新，會被設置到節(jié)點對應的 Yoga 節(jié)點上，同時為節(jié)點本身添加 layout_dirty 標記。接著，判斷是否有繪制相關的屬性需要更新，如果有，則設置到節(jié)點對象的臨時屬性上，并為節(jié)點添加 draw_dirty 標記。這些被標記的節(jié)點并不會立刻被處理，而是會被納入下一幀的樣式處理隊列中，這樣能避免同一幀多次設置同一個結點的相同屬性，確保樣式更新的高效性，同時也能保證布局屬性和繪制屬性設置到鴻蒙節(jié)點時的前后時序。

在標記完所有需要更新的節(jié)點后，下一幀的樣式處理流程就會對這些節(jié)點進行處理。首先，系統(tǒng)會調用 Yoga 的 calcYGLayout 函數(shù)，讓 Yoga 從根節(jié)點開始對所有的 Yoga 節(jié)點進行測算。在此過程中，布局信息發(fā)生改變的 Yoga 節(jié)點會被打上 has_new_layout 的標記，節(jié)點上的信息也會被更新。

我們用一個例子來說明Yoga如何判斷布局變化的影響范圍：假設節(jié)點E的寬度改變，這可能影響到依賴父元素寬度的子元素以及由子元素撐開寬度的父元素。計算后，系統(tǒng)可能會更新A、B、C、E、F、H等節(jié)點。

測算完成后，我們遍歷Yoga節(jié)點樹，找出標記為has_new_layout的節(jié)點，并將其width、height、x、y值更新到對應的鴻蒙節(jié)點上。這樣，所有節(jié)點的布局信息就更新完畢了。

布局更新完成后，我們再把前一幀中添加到樣式處理隊列的節(jié)點拿出來。將存儲在節(jié)點臨時對象中的繪制屬性轉移到鴻蒙節(jié)點上。在這個環(huán)節(jié)里大多數(shù)繪制屬性可以直接設置，少量依賴節(jié)點布局信息的屬性（如百分比形式的 background-size）也可以利用新計算出的布局信息來準確確定這些屬性的值。

樣式的更新

了解了初始化狀態(tài)的樣式工作流程后，我們再回過頭來看一下樣式更新部分的邏輯，在這一塊邏輯里，樣式的匹配和應用與前面的流程沒有任何區(qū)別，所以只是簡單介紹一下一個節(jié)點的樣式是怎么被更新的。

?Style更新

Style 的更新是相對比較好處理的一部分，因為 Style 的影響范圍只在節(jié)點的本身。當元素的 Style 更新時，我們只需要重新生成對應的 inline_style_，然后將其與通過 className 生成的樣式進行合并應用即可。這個過程相對簡單直接，因為不需要考慮對其他元素的影響。通過這種方式，我們可以確保元素的樣式得到準確更新，同時保持整體樣式系統(tǒng)的一致性和效率。

?ClassName更新

當元素的 ClassName 更新時，我們需要執(zhí)行以下步驟來確保樣式正確應用：

1.識別包含新 ClassName 的所有選擇器規(guī)則。

2.根據(jù) ClassName 在規(guī)則中的位置，確定需要重新進行樣式匹配的元素：

?目標元素選擇器：更新當前節(jié)點

?直接后代選擇器：更新直接子節(jié)點

?后代選擇器：更新所有子孫節(jié)點

這些規(guī)則適用于 className 的增加、刪除、修改和查詢操作。對于 className 的修改，我們將其視為先刪除舊 className 再添加新 className，并執(zhí)行兩次規(guī)則匹配。

舉一個例子，當樣式規(guī)則和元素結構如下時：

.E .G {} .E .H {} .I > .J {} .I {}

為藍色的節(jié)點添加className I，為紅色的節(jié)點添加className E，那么需要要被更新的節(jié)點就有 F G H I J

在實際應用中，我們還需考慮性能問題。對于大型應用或復雜的元素結構，頻繁的樣式重計算可能會影響性能。因此，我們采取了一種優(yōu)化策略：找出需要更新的節(jié)點后，不會立即進行樣式重匹配，而是將這些節(jié)點標記為"臟"并放入更新隊列中。然后，我們在下一幀統(tǒng)一完成所有樣式重匹配的工作。這種方法可以有效減少重復計算，提高整體性能。

總結

通過本文，我們詳細闡述了Taro在處理CSS樣式與鴻蒙系統(tǒng)ArkUI框架之間差異的全流程。我們探討了樣式書寫方式的不一致性、樣式匹配和應用的復雜過程，以及樣式更新時的處理策略。這些功能和特性使得Taro能夠在保持跨平臺兼容性的同時，實現(xiàn)CSS樣式到鴻蒙系統(tǒng)的有效轉換。

作為開發(fā)者，我們深知這個過程中面臨的挑戰(zhàn)，但也為最終取得的成果感到自豪。通過這種方法，我們?yōu)殚_發(fā)者提供了一個統(tǒng)一且強大的多端開發(fā)解決方案，使他們能夠更加高效地開發(fā)跨平臺應用。

我們相信，隨著技術的不斷進步，未來還會出現(xiàn)更多的優(yōu)化空間。我們將繼續(xù)致力于改進Taro的性能和兼容性，為開發(fā)者提供更好的開發(fā)體驗。同時，我們也歡迎社區(qū)的反饋和貢獻，共同推動Taro在多端開發(fā)領域的發(fā)展。

系列往期精選：

《京東鴻蒙上線前瞻——使用 Taro 打造高性能原生應用》

《Taro 鴻蒙技術內幕系列（一）：如何將 React 代碼跑在 ArkUI 上》

審核編輯 黃宇