如何实现 javascript “同步”调用 app 代码

缘起

在 App 混合开发中，app 层向 js 层提供接口有两种方式，一种是同步接口，一种是异步接口（不清楚什么是同步的请看这里的讨论）。为了保证 web 流畅，大部分时候，我们应该使用异步接口，但是某些情况下，我们可能更需要同步接口。同步接口的好处在于，首先 js 可以通过返回值得到执行结果；其次，在混合式开发中，app 层导出的某些 api 按照语义就应该是同步的，否则会很奇怪——一个可能在 for 循环中使用的，执行非常快的接口，比如读写某个配置项，设计成异步会很奇怪。

那么如何向 js 层导出同步接口呢？

问题的核心

我们知道，在 Android 框架中，通过 WebView.addJavascriptInterface() 这个函数，可以将 java 接口导出到 js 层，并且这样导出的接口是同步接口。但是在 iOS 的 Cocoa 框架中，想导出同步接口却不容易，究其原因，是因为 UIWebView 和 WKWebView 没有 addJavascriptInterface 这样的功能。同时，Android 这个功能爆出过安全漏洞，那么，我们有没有别的方式实现同步调用呢？我们以 iOS UIWebView 为例提供一种实现，WKWebView 和 Android 也可以参考。

为了找到问题的关键，我们看一下 iOS 中实现 js 调用 app 的通行方法：

首先，自定义 UIWebViewDelegate，在函数 shouldStartLoadWithRequest:navigationType: 中拦截请求。

- (BOOL) webView:(UIWebView* _Nonnull)webView
    shouldStartLoadWithRequest:(NSURLRequest* _Nonnull)request
                navigationType:(UIWebViewNavigationType)navigationType {
    if ([request.HTTPMethod compare:@"GET" options:NSCaseInsensitiveSearch] != NSOrderedSame) {
        // 不处理非 get 请求
        return YES;
    }
     
    NSURL* url = request.URL;
 
    if ([url.scheme isEqualToString:@'YourCustomProtocol']) {
        return [self onMyRequest:request];
    }
 
    return YES;
}

这种做法实质上就是将函数调用命令转化为 url，通过请求的方式通知 app 层，其中 onMyRequest: 是自定义的 request 响应函数。为了发送请求，js 层要建立一个隐藏的 iframe 元素，每次发送请求时修改 iframe 元素的 src 属性，app 即可拦截到相应请求。

/**
 * js 向 native 传递消息
 * @method js_sendMessageToNativeAsync
 * @memberof JSToNativeIOSPolyfill
 * @public
 * @param str {String} 消息字符串，由 HybridMessage 转换而来
 */
JSToNativeIOSPolyfill.prototype.js_sendMessageToNativeAsync = function (str) {
    if (!this.ifr_) {
        this._prepareIfr();
    }
 
    this.ifr_.src = 'YourCustomProtocol://__message_send__?msg=' + encodeURIComponent(str); 
}

当 app 执行完 js 调用的功能，执行结果无法直接返回，为了返回结果，普遍采用回调函数方式——js 层记录一个 callback，app 通过 UIWebView 的 stringByEvaluatingJavaScriptFromString 函数调用这个 callback（类似 jsonp 的机制）。

注意，这样封装的接口，天然是异步接口。因为 js_sendMessageToNativeAsync 这个函数会立即返回，不会等到执行结果发回来。

所以，我们要想办法把 js 代码“阻塞”住。

同步 XMLHttpRequest

请回忆一下，js 中是用什么方法能把 UI 线程代码“阻塞”住，同时又不跑满 CPU？

var async = false;
var url = 'http://baidu.com';
var method = 'GET';
var req = new XMLHttpRequest();

req.open(method, url, async);
req.send(null);

“同步”ajax（其实没这个词，ajax 内涵异步的意思）可以！在 baidu 的响应没返回之前，这段代码会一直阻塞。一般来说同步请求是不允许使用的，有导致 UI 卡顿的风险。但是在这里因为我们并不会真的去远端请求内容，所以不妨一用。

至此实现方式已经比较清楚了，梳理一下思路：

• 使用同步 XMLHttpRequest 配合特殊构造的 URL 通知 app层。

• app 层拦截请求执行功能，将结果作为 Response 返回。

• XMLHttpRequest.send() 返回，通过 status 和 responseText 得到结果。

请求拦截

那么，如何拦截请求呢？大家知道，UIWebViewDelegate 是不会拦截 XMLHttpRequest 请求的，但是 iOS 至少给了我们两个位置拦截这类请求——NSURLCache 和 NSURLProtocol。

一、NSURLCache

NSURLCache 是 iOS 中用来实现自定义缓存的类，当你创建了自定义的 NSURLCache 子类对象，并将其设置为全局缓存管理器，所有的请求都会先到这里检查有无缓存（如果你没禁掉缓存的话）。我们可以借助这个性质拦截到接口调用请求，执行并返回数据。

- (NSCachedURLResponse*) cachedResponseForRequest:(NSURLRequest *)request {
    if ([request.HTTPMethod compare:@"GET" options:NSCaseInsensitiveSearch] != NSOrderedSame) {
        // 只对 get 请求做自定义处理
        return [super cachedResponseForRequest:request];
    }
 
    NSURL* url = request.URL;
    NSString* path = url.path;
    NSString* query = url.query;
 
    if (path == nil || query == nil) {
        return [super cachedResponseForRequest:request];
    }
     
    LOGF(@"url = %@, path = %@, query = %@", url, path, query);
 
    if ([path isEqualToString:@"__env_get__"]) {
        // 读环境变量
        return [self getEnvValueByURL:url]; //*
    } else if ([path isEqualToString:@"__env_set__"]) {
        // 写环境变量
        return [self setEnvValueByURL:url];
    }
 
    return [super cachedResponseForRequest:request];
}

注意注释有 ＊ 号的一行，即是执行 app 接口，返回结果。这里的结果是一个 NSCachedResponse 对象，就不赘述了。

二、NSURLProtocol

NSURLProtocol 是 Cocoa 中处理自定义 scheme 的类。这个类的使用更复杂一些，但它相比 NSURLCache 的好处是，可以使用自定义协议 scheme，防止 URL 和真实 URL 混淆，并且自定义 scheme 在异步接口机制中也有使用，当你的 app 中同时存在两种机制时，可以使用 scheme 使得代码更清晰。

+ (BOOL) canInitWithRequest:(NSURLRequest* _Nonnull)request {
    //只处理特定 scheme
    NSString* scheme = [[request URL] scheme];
    if ([scheme compare:@"YourCustomProtocol"] == NSOrderedSame) {
        return YES;
    }
 
    return NO;
}
 
+ (NSURLRequest* _Nonnull) canonicalRequestForRequest:(NSURLRequest* _Nonnull)request {
    return request;
}
 
- (BirdyURLProtocol* _Nonnull) initWithRequest:(NSURLRequest* _Nonnull)request
                                cachedResponse:(NSCachedURLResponse* _Nullable)cachedResponse
                                        client:(id<NSURLProtocolClient> _Nullable)client {
    self = [super initWithRequest:request cachedResponse:cachedResponse client:client];
    return self;
}
 
- (void) startLoading {
    NSURLRequest* connectionRequest = [self.request copy];
    NSCachedURLResponse* cachedResponse = [[YourURLCache sharedURLCache] cachedResponseForRequest:connectionRequest];
     
    if (cachedResponse != nil) {
        NSURLResponse* response = cachedResponse.response;
        NSData* data = cachedResponse.data;
 
        [[self client] URLProtocol:self didReceiveResponse:response cacheStoragePolicy:NSURLCacheStorageNotAllowed];
        [[self client] URLProtocol:self didLoadData:data];
        [[self client] URLProtocolDidFinishLoading:self];
    } else {
        NSError* error = [NSError errorWithDomain:@"Bad Hybrid Request"
                                             code:400
                                         userInfo:nil];
 
        [[self client] URLProtocol:self didFailWithError:error];
    }
}

注意，以上代码我借用了前面 YourURLCache 的实现，实际这是没必要的。只是为了方便演示。

总结

以上便是实现 javascript “同步”调用 app 代码的方法，其核心就是使用同步 XMLHttpRequest 阻塞代码，以及 app 层拦截请求。事实上，这个方法和操作系统以及开发框架无关，在 Android 系统中，也可以实现这样的机制。