Java​Script​Core

Nate Cook撰写、 April Peng翻译、 发布于

这个星期流行编程语言的最新排名结果是,Swift 迅速从第 68 位跃升到 22 位,而 Objective-C 仍然稳固的占据在第 10 位。但是,说到允许在 iOS 上运行的其他语言 上,这两个都被甩的很远:当前的冠军是 JavaScript。

OS X Mavericks 和 iOS 7 引入了 JavaScriptCore 库,它把 WebKit 的 JavaScript 引擎用 Objective-C 封装,提供了简单,快速以及安全的方式接入世界上最流行的语言。不管你爱它还是恨它,JavaScript 的普遍存在使得程序员、工具以及融合到 OS X 和 iOS 里这样超快的虚拟机中资源的使用都大幅增长。

这样一来,先抛开动态和类型安全的痛苦辩论,让我带你一起来做一个 JavaScriptCore 的观光。


JSContext / JSValue

JSContext 是运行 JavaScript 代码的环境。一个 JSContext 是一个全局环境的实例,如果你写过一个在浏览器内运行的 JavaScript,JSContext 类似于 window。创建一个 JSContext 后,可以很容易地运行 JavaScript 代码来创建变量,做计算,甚至定义方法:

let context = JSContext()
context.evaluateScript("var num = 5 + 5")
context.evaluateScript("var names = ['Grace', 'Ada', 'Margaret']")
context.evaluateScript("var triple = function(value) { return value * 3 }")
let tripleNum: JSValue = context.evaluateScript("triple(num)")
JSContext *context = [[JSContext alloc] init];
[context evaluateScript:@"var num = 5 + 5"];
[context evaluateScript:@"var names = ['Grace', 'Ada', 'Margaret']"];
[context evaluateScript:@"var triple = function(value) { return value * 3 }"];
JSValue *tripleNum = [context evaluateScript:@"triple(num)"];

代码的最后一行,任何出自 JSContext 的值都被包裹在一个 JSValue 对象中。像 JavaScript 这样的动态语言需要一个动态类型,所以 JSValue 包装了每一个可能的 JavaScript 值:字符串和数字;数组、对象和方法;甚至错误和特殊的 JavaScript 值诸如 nullundefined

JSValue 包括一系列方法用于访问其可能的值以保证有正确的 Foundation 类型,包括:

JavaScript Type JSValue method Objective-C Type Swift Type
string toString NSString String!
boolean toBool BOOL Bool
number toNumber
toDouble
toInt32
toUInt32
NSNumber
double
int32_t
uint32_t
NSNumber!
Double
Int32
UInt32
Date toDate NSDate NSDate!
Array toArray NSArray [AnyObject]!
Object toDictionary NSDictionary [NSObject : AnyObject]!
Object toObject
toObjectOfClass:
custom type custom type

从上面的例子中得到 tripleNum 的值,只需使用适当的方法:

println("Tripled: \(tripleNum.toInt32())")
// Tripled: 30
NSLog(@"Tripled: %d", [tripleNum toInt32]);
// Tripled: 30

下标值

JSContextJSValue 实例使用下标的方式我们可以很容易地访问我们之前创建的 context 的任何值。JSContext 需要一个字符串下标,而 JSValue 允许使用字符串或整数标来得到里面的对象和数组:

let names = context.objectForKeyedSubscript("names")
let initialName = names.objectAtIndexedSubscript(0)
println("The first name: \(initialName.toString())")
// The first name: Grace
JSValue *names = context[@"names"];
JSValue *initialName = names[0];
NSLog(@"The first name: %@", [initialName toString]);
// The first name: Grace

Swift 展示了它的青涩,在这里,Objective-C 代码可以利用下标表示法,Swift 目前只公开原始方法来让下标成为可能:objectAtKeyedSubscript()objectAtIndexedSubscript()

调用方法

JSValue 包装了一个 JavaScript 函数,我们可以从 Objective-C / Swift 代码中使用 Foundation 类型作为参数来直接调用该函数。再次,JavaScriptCore 很轻松的处理了这个桥接:

let tripleFunction = context.objectForKeyedSubscript("triple")
let result = tripleFunction.callWithArguments([5])
println("Five tripled: \(result.toInt32())")
JSValue *tripleFunction = context[@"triple"];
JSValue *result = [tripleFunction callWithArguments:@[@5] ];
NSLog(@"Five tripled: %d", [result toInt32]);

错误处理

JSContext 还有另外一个有用的招数:通过设置上下文的 exceptionHandler 属性,你可以观察和记录语法,类型以及运行时错误。 exceptionHandler 是一个接收一个 JSContext 引用和异常本身的回调处理:

context.exceptionHandler = { context, exception in
    println("JS Error: \(exception)")
}

context.evaluateScript("function multiply(value1, value2) { return value1 * value2 ")
// JS Error: SyntaxError: Unexpected end of script
context.exceptionHandler = ^(JSContext *context, JSValue *exception) {
   NSLog(@"JS Error: %@", exception);
};

[context evaluateScript:@"function multiply(value1, value2) { return value1 * value2 "];
// JS Error: SyntaxError: Unexpected end of script

JavaScript 调用

现在我们知道了如何从 JavaScript 环境中提取值以及如何调用其中定义的函数。那么反向呢?我们怎样才能从 JavaScript 访问我们在 Objective-C 或 Swift 定义的对象和方法?

JSContext 访问我们的本地客户端代码的方式主要有两种:block 和 JSExport 协议。

Blocks

当一个 Objective-C block 被赋给 JSContext 里的一个标识符,JavaScriptCore 会自动的把 block 封装在 JavaScript 函数里。这使得在 JavaScript 中可以简单的使用 Foundation 和 Cocoa 类,所有的桥接都为你做好了。见证了 CFStringTransform 的强大威力,现在让我们来看看 JavaScript:

let simplifyString: @objc_block String -> String = { input in
    var mutableString = NSMutableString(string: input) as CFMutableStringRef
    CFStringTransform(mutableString, nil, kCFStringTransformToLatin, Boolean(0))
    CFStringTransform(mutableString, nil, kCFStringTransformStripCombiningMarks, Boolean(0))
    return mutableString
}
context.setObject(unsafeBitCast(simplifyString, AnyObject.self), forKeyedSubscript: "simplifyString")

println(context.evaluateScript("simplifyString('안녕하새요!')"))
// annyeonghasaeyo!
context[@"simplifyString"] = ^(NSString *input) {
   NSMutableString *mutableString = [input mutableCopy];
   CFStringTransform((__bridge CFMutableStringRef)mutableString, NULL, kCFStringTransformToLatin, NO);
   CFStringTransform((__bridge CFMutableStringRef)mutableString, NULL, kCFStringTransformStripCombiningMarks, NO);
   return mutableString;
};

NSLog(@"%@", [context evaluateScript:@"simplifyString('안녕하새요!')"]);

在这儿,Swfit 还有一个坑,请注意,这仅适用于 Objective-C 的 block,而不是 Swift 的闭包。要在 JSContext 中使用 Swift 闭包,它需要(a)与 @ objc_block 属性一起声明,以及(b)使用 Swift 那个令人恐惧的 unsafeBitCast() 函数转换为 AnyObject

内存管理

由于 block 可以保有变量引用,而且 JSContext 也强引用它所有的变量,为了避免强引用循环需要特别小心。避免保有你的 JSContext 或一个 block 里的任何 JSValue。相反,使用 [JSContext currentContext] 得到当前上下文,并把你需要的任何值用参数传递。

JSExport 协议

另一种在 JavaScript 代码中使用我们的自定义对象的方法是添加 JSExport 协议。无论我们在 JSExport 里声明的属性,实例方法还是类方法,继承的协议都会自动的提供给任何 JavaScript 代码。我们将在下一节看到。

JavaScriptCore 实战

让我们做一个使用了所有这些不同的技术的示例 - 我们将定义一个 Person 模型符合 JSExport 子协议 PersonJSExports 的例子,然后使用 JavaScript 从 JSON 文件中创建并填充实例。都有一个完整的 JVM 在那儿了,谁还需要 NSJSONSerialization

1) PersonJSExportsPerson

我们的 Person 类实现了 PersonJSExports 协议,该协议规定哪些属性在 JavaScript 中可用。

由于 JavaScriptCore 没有初始化,所以 create... 类方法是必要的,我们不能像原生的 JavaScript 类型那样简单地用 var person = new Person()

// Custom protocol must be declared with `@objc`
@objc protocol PersonJSExports : JSExport {
    var firstName: String { get set }
    var lastName: String { get set }
    var birthYear: NSNumber? { get set }

    func getFullName() -> String

    /// create and return a new Person instance with `firstName` and `lastName`
    class func createWithFirstName(firstName: String, lastName: String) -> Person
}

// Custom class must inherit from `NSObject`
@objc class Person : NSObject, PersonJSExports {
    // properties must be declared as `dynamic`
    dynamic var firstName: String
    dynamic var lastName: String
    dynamic var birthYear: NSNumber?

    init(firstName: String, lastName: String) {
        self.firstName = firstName
        self.lastName = lastName
    }

    class func createWithFirstName(firstName: String, lastName: String) -> Person {
        return Person(firstName: firstName, lastName: lastName)
    }

    func getFullName() -> String {
        return "\(firstName) \(lastName)"
    }
}
// in Person.h -----------------
@class Person;

@protocol PersonJSExports <JSExport>
    @property (nonatomic, copy) NSString *firstName;
    @property (nonatomic, copy) NSString *lastName;
    @property NSInteger ageToday;

    - (NSString *)getFullName;

    // create and return a new Person instance with `firstName` and `lastName`
    + (instancetype)createWithFirstName:(NSString *)firstName lastName:(NSString *)lastName;
@end

@interface Person : NSObject <PersonJSExports>
    @property (nonatomic, copy) NSString *firstName;
    @property (nonatomic, copy) NSString *lastName;
    @property NSInteger ageToday;
@end

// in Person.m -----------------
@implementation Person
- (NSString *)getFullName {
    return [NSString stringWithFormat:@"%@ %@", self.firstName, self.lastName];
}

+ (instancetype) createWithFirstName:(NSString *)firstName lastName:(NSString *)lastName {
    Person *person = [[Person alloc] init];
    person.firstName = firstName;
    person.lastName = lastName;
    return person;
}
@end

2) JSContext 配置

之前,我们可以用我们已经创建的 Person 类,我们需要将其导出到 JavaScript 环境。我们也将借此导入 Mustache JS library,我们将应用模板到我们的 Person 对象。

// export Person class
context.setObject(Person.self, forKeyedSubscript: "Person")

// load Mustache.js
if let mustacheJSString = String(contentsOfFile:..., encoding:NSUTF8StringEncoding, error:nil) {
    context.evaluateScript(mustacheJSString)
}
// export Person class
context[@"Person"] = [Person class];

// load Mustache.js
NSString *mustacheJSString = [NSString stringWithContentsOfFile:... encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];
[context evaluateScript:mustacheJSString];

3) JavaScript 数据和进程

下面就来看看我们简单的 JSON 例子,这段代码将创建新的 Person 实例。

注意:JavaScriptCore 转换的 Objective-C / Swift 方法名是 JavaScript 兼容的。由于 JavaScript 没有参数 名称,任何外部参数名称都会被转换为驼峰形式并且附加到函数名后。在这个例子中,Objective-C 的方法 createWithFirstName:lastName: 变成了在JavaScript中的 createWithFirstNameLastName()

var loadPeopleFromJSON = function(jsonString) {
    var data = JSON.parse(jsonString);
    var people = [];
    for (i = 0; i < data.length; i++) {
        var person = Person.createWithFirstNameLastName(data[i].first, data[i].last);
        person.birthYear = data[i].year;

        people.push(person);
    }
    return people;
}
[
    { "first": "Grace",     "last": "Hopper",   "year": 1906 },
    { "first": "Ada",       "last": "Lovelace", "year": 1815 },
    { "first": "Margaret",  "last": "Hamilton", "year": 1936 }
]

4) 加到一起

剩下的就是加载 JSON 数据,调用 JSContext 将数据解析成 Person 对象的数组,并用 Mustache 模板呈现每个 Person

// get JSON string
if let peopleJSON = NSString(contentsOfFile:..., encoding: NSUTF8StringEncoding, error: nil) {

    // get load function
    let load = context.objectForKeyedSubscript("loadPeopleFromJSON")
    // call with JSON and convert to an array of `Person`
    if let people = load.callWithArguments([peopleJSON]).toArray() as? [Person] {

        // get rendering function and create template
        let mustacheRender = context.objectForKeyedSubscript("Mustache").objectForKeyedSubscript("render")
        let template = "{{getFullName}}, born {{birthYear}}"

        // loop through people and render Person object as string
        for person in people {
            println(mustacheRender.callWithArguments([template, person]))
        }
    }
}

// Output:
// Grace Hopper, born 1906
// Ada Lovelace, born 1815
// Margaret Hamilton, born 1936
// get JSON string
NSString *peopleJSON = [NSString stringWithContentsOfFile:... encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];

// get load function
JSValue *load = context[@"loadPeopleFromJSON"];
// call with JSON and convert to an NSArray
JSValue *loadResult = [load callWithArguments:@[peopleJSON]];
NSArray *people = [loadResult toArray];

// get rendering function and create template
JSValue *mustacheRender = context[@"Mustache"][@"render"];
NSString *template = @"{{getFullName}}, born {{birthYear}}";

// loop through people and render Person object as string
for (Person *person in people) {
   NSLog(@"%@", [mustacheRender callWithArguments:@[template, person]]);
}

// Output:
// Grace Hopper, born 1906
// Ada Lovelace, born 1815
// Margaret Hamilton, born 1936

在你的应用程序如何使用 JavaScript?JavaScript 代码段可能是附带应用一起发布的基本的用户定义的插件。如果你的产品开始在 web 上发布,你可能将现有的代码稍加改动即可适应需求。或者,如果开始成为一个 web 程序员,你可能会享受追溯脚本根源的机会。无论是哪种情况,JavaScriptCore 都是精心打造和强大的,不容忽视。