第一章：Expo Go安卓模块集成实战：一步步教你引入原生功能

在使用 Expo 构建跨平台应用时，开发者常常面临需要调用设备原生功能的需求，例如访问特定硬件或使用原生 SDK。Expo Go 提供了对部分原生功能的支持，但在某些场景下仍需通过自定义模块扩展其能力。

首先，确保你的项目环境已安装 Expo CLI 和 Android 开发工具链。接下来，通过以下步骤开始集成自定义安卓模块：

使用 npx expo customize:android 命令生成原生 Android 项目结构；
在 android/app/src/main/java/.../module/ 路径下创建自定义模块类；
实现 ReactContextBaseJavaModule 接口，并定义需要暴露给 JavaScript 的方法。

以下是一个简单的模块实现示例：

public class ToastModule extends ReactContextBaseJavaModule {
  private static final String DURATION_SHORT_KEY = "SHORT";

  public ToastModule(ReactApplicationContext reactContext) {
    super(reactContext);
  }

  @Override
  public String getName() {
    return "ToastExample";
  }

  @ReactMethod
  public void show(String message, String durationKey) {
    int duration = durationKey.equals(DURATION_SHORT_KEY) ? Toast.LENGTH_SHORT : Toast.LENGTH_LONG;
    Toast.makeText(getReactApplicationContext(), message, duration).show();
  }
}

该模块实现了原生 Toast 提示功能，允许在 JavaScript 中调用：

import { NativeModules } from 'react-native';
NativeModules.ToastExample.show('Hello from Expo Go!', 'SHORT');

通过上述步骤，你可以逐步将所需原生功能安全集成到 Expo Go 项目中，同时保持良好的模块化结构和可维护性。

第二章：Expo Go与原生Android开发环境准备

2.1 Expo Go架构与Android模块交互原理

Expo Go 是 Expo 框架提供的一个原生容器应用，用于运行基于 React Native 开发的 Expo 项目。其核心架构基于 JavaScript 与原生模块之间的通信机制。

Expo Go 通过 JavaScript 与 Android 原生模块之间的桥接机制实现功能调用，其本质是基于 React Native 的 NativeModule 系统。

模块调用流程

// 调用 Android 原生模块的方法
ExpoModules.MyNativeModule.doSomethingAsync('Hello')
  .then(result => console.log(result));

上述代码中，MyNativeModule 是注册到 Expo Go 容器中的 Android 原生模块，doSomethingAsync 是其暴露给 JS 的异步方法。

通信机制流程图

graph TD
  A[JavaScript] --> B(Bridge)
  B --> C{Native Module Registry}
  C --> D[Android Module]
  D --> C
  C --> B
  B --> A

2.2 搭建支持原生模块的 Expo 开发环境

在开发 React Native 应用时，Expo 提供了便捷的开发体验，但若项目需要集成原生模块，则需对开发环境进行定制化配置。

初始化 Expo 项目

首先，使用 Expo CLI 创建项目：

npx create-expo-app MyNativeApp
cd MyNativeApp

create-expo-app：初始化项目脚手架
MyNativeApp：项目名称，可根据需要修改

配置原生环境支持

为支持原生模块，需将项目升级为 EAS Build 兼容模式：

npx expo install react-native-reanimated
npx expo prebuild

react-native-reanimated：常用原生模块之一，安装后会自动链接原生依赖
prebuild：生成 iOS/Android 原生项目结构

构建与调试流程

通过以下命令构建并运行原生应用：

npx expo run:android
# 或
npx expo run:ios

整个构建流程由 Expo CLI 管理，底层调用 Gradle 或 Xcode 工具完成编译。

模块兼容性检查表

模块名	是否支持 Expo Go	是否需 prebuild	备注
react-native-camera	❌	✅	需访问原生 API
react-native-sqlite-storage	❌	✅	数据库操作依赖原生绑定
expo-linear-gradient	✅	❌	Expo 官方模块

开发流程图

graph TD
  A[编写 JS/TS 代码] --> B[配置原生依赖]
  B --> C[运行 prebuild 命令]
  C --> D{选择构建平台}
  D -->|Android| E[执行 run:android]
  D -->|iOS| F[执行 run:ios]
  E --> G[查看日志调试]
  F --> G

以上流程确保了在 Expo 环境中也能高效集成和调试原生模块。

2.3 配置Android SDK与构建工具链

在Android开发环境搭建过程中，配置Android SDK和构建工具链是关键步骤。Android SDK提供了开发所需的核心API、系统镜像以及调试工具，而构建工具链则负责将源码编译打包为可运行的APK。

SDK路径与版本管理

通过local.properties文件配置SDK路径：

sdk.dir=/Users/username/Library/Android/sdk

该配置告知Gradle构建系统Android SDK的安装位置，确保资源正确引用。

构建工具版本指定

在build.gradle中指定构建工具版本：

android {
    compileSdkVersion 34
    buildToolsVersion "34.0.0"
}

compileSdkVersion：指定编译应用时使用的Android版本。
buildToolsVersion：指定构建工具版本，需与SDK版本兼容。

构建流程示意

使用Mermaid展示构建流程：

graph TD
    A[Gradle Sync] --> B{Build Tools Check}
    B --> C[Compile Source]
    C --> D[Generate APK]

2.4 使用EAS Build进行自定义构建流程

EAS Build 是 Expo 提供的一套灵活构建服务，支持开发者根据项目需求定制构建流程。

构建配置文件

在项目根目录下创建 eas.json 文件，用于定义构建任务。示例如下：

{
  "build": {
    "development": {
      "android": {
        "gradleCommand": ":app:assembleDebug"
      }
    }
  }
}

上述配置定义了一个名为 development 的构建策略，针对 Android 平台使用指定的 Gradle 命令进行构建。

构建流程自定义

通过 EAS CLI 可以触发远程构建：

eas build --platform android --profile development

该命令将基于 development 配置，向 Expo 的构建服务器提交任务，生成可安装的 APK 文件。

构建流程图

以下为构建流程的简化示意：

graph TD
    A[编写配置] --> B[eas.json]
    B --> C[执行构建命令]
    C --> D[远程构建服务]
    D --> E[生成构建产物]

2.5 集成前的关键依赖检查与版本兼容性分析

在系统集成前，必须对各组件之间的依赖关系进行梳理，并评估版本间的兼容性，以避免运行时异常或功能失效。

依赖关系梳理

使用工具如 npm ls（Node.js 环境）可直观展示依赖树：

npm ls

该命令输出项目中所有直接与间接依赖，帮助识别潜在的冲突或冗余依赖。

版本兼容性分析策略

检查项	工具/方法	目标
语义化版本比对	`semver` 库	确认主版本变更是否兼容
依赖冲突检测	`npm ls <package>` / `yarn ls`	定位重复安装或版本不一致问题

自动化兼容性验证流程

graph TD
    A[开始集成前检查] --> B{是否存在依赖冲突?}
    B -- 是 --> C[标记冲突模块]
    B -- 否 --> D[进入版本兼容性评估]
    C --> E[生成修复建议报告]
    D --> F{版本是否兼容?}
    F -- 是 --> G[通过检查]
    F -- 否 --> H[提示版本风险]

第三章：原生模块引入的核心机制解析

3.1 Native Module开发规范与生命周期管理

在 Native Module 的开发过程中，遵循统一的开发规范并合理管理其生命周期是确保系统稳定性和可维护性的关键。

开发规范

命名规范：模块名、方法名需遵循驼峰命名法，如 DeviceInfoModule。
接口设计：对外暴露的方法应尽量异步，使用 Promise 或回调方式避免阻塞主线程。
错误处理：使用 try-catch 捕获异常，并通过 React Native 提供的 RCTLog 或异常对象传递错误信息。

生命周期管理

Native Module 的生命周期由 React Native 框架管理，通常包括初始化、方法调用和销毁三个阶段。

public class DeviceInfoModule extends ReactContextBaseJavaModule {
    public DeviceInfoModule(ReactApplicationContext reactContext) {
        super(reactContext); // 初始化阶段
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "DeviceInfo"; // 模块名供 JS 调用
    }

    @ReactMethod
    public void getDeviceName(Promise promise) {
        try {
            String name = Build.MODEL;
            promise.resolve(name); // 成功回调
        } catch (Exception e) {
            promise.reject(e); // 异常处理
        }
    }
}

逻辑说明：

getName() 方法决定了 JS 中调用该模块的名称；
@ReactMethod 注解标记的方法可被 JS 调用；
使用 Promise 处理异步逻辑，提升调用安全性和可读性。

模块注册流程（mermaid图示）

graph TD
  A[React Native 初始化] --> B[加载 Native Module]
  B --> C{模块是否已注册?}
  C -->|是| D[跳过注册]
  C -->|否| E[注册模块到 CatalystInstance]
  E --> F[JS 可调用模块方法]

3.2 实现模块通信：从JavaScript到Java/Kotlin

在跨语言混合开发中，JavaScript 与 Java/Kotlin 的模块通信是关键环节。通常通过桥接机制实现，即利用平台提供的原生通信通道进行数据传递。

基于 Bridge 的方法调用

以 React Native 为例，其通过 NativeModules 实现 JS 调用原生方法：

import { NativeModules } from 'react-native';

const { MyModule } = NativeModules;

MyModule.showToast("Hello from JS");

上述代码中，MyModule 是注册在原生端的模块，showToast 是其公开方法。JavaScript 通过桥接自动序列化参数并传递给 Java/Kotlin 层。

Java/Kotlin 端接收调用

以 Android 平台 Java 实现为例：

@ReactMethod
public void showToast(String message) {
    Toast.makeText(getReactApplicationContext(), message, Toast.LENGTH_SHORT).show();
}

该方法被 @ReactMethod 注解标记，表示可被 JS 调用。参数类型需与 JS 传入类型兼容，通信过程由 React Native 框架自动处理。

跨语言数据流对比

特性	JavaScript 到 Java	JavaScript 到 Kotlin
调用方式	桥接模块	桥接模块
参数类型支持	基本类型、Object	基本类型、Map 等
异步支持	Callback、Promise	Callback、suspend
类型安全性	动态类型	静态类型检查

3.3 事件回调与异步操作的最佳实践

在异步编程模型中，合理使用事件回调是保障程序响应性和可维护性的关键。回调函数应保持轻量，避免在回调中执行阻塞操作，以防止事件循环被阻塞。

回调设计原则

单一职责：每个回调只完成一个任务。
错误处理完备：始终包含 try-catch 或 Promise.catch。
上下文隔离：避免共享可变状态，使用闭包或参数传递数据。

异步流程控制示例

function fetchData(url, callback) {
  setTimeout(() => {
    const data = { result: `Data from ${url}` };
    callback(null, data);
  }, 1000);
}

fetchData('https://api.example.com/data', (err, data) => {
  if (err) {
    console.error('请求失败:', err);
  } else {
    console.log('请求成功:', data.result);
  }
});

上述代码中，fetchData 模拟了一个异步请求过程，接收 URL 和回调函数作为参数。通过 setTimeout 模拟网络延迟，最终调用回调并传入模拟数据。

第四章：典型原生功能集成实战案例

4.1 集成设备传感器功能（如加速度计）

在现代移动应用开发中，集成设备传感器是提升用户体验的重要手段。其中，加速度计（Accelerometer）是最常用的传感器之一，能够检测设备在三个轴上的加速度变化。

传感器权限与初始化

在 Android 平台上使用加速度计前，需在 AndroidManifest.xml 中声明权限：

<uses-permission android:name="android.hardware.sensor.accelerometer" />

接着在代码中注册传感器监听器：

SensorManager sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
Sensor accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);

sensorManager.registerListener(accelerometerListener, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);

上述代码获取系统服务并注册监听器，SENSOR_DELAY_NORMAL 表示传感器数据更新频率适中，适用于大多数场景。

数据采集与处理

加速度计返回的数据通过 SensorEvent 对象传递，包含三个方向的加速度值：

轴向	描述
x	水平方向
y	垂直方向
z	深度方向

以下是一个简单的监听器实现：

SensorEventListener accelerometerListener = new SensorEventListener() {
    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        float x = event.values[0];
        float y = event.values[1];
        float z = event.values[2];
        // 处理加速度数据，例如检测摇晃动作
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
        // 传感器精度变化时调用
    }
};

event.values 是一个长度为3的数组，分别对应 x、y、z 轴的加速度值（单位：m/s²）。通过这些数据可以实现动作识别、屏幕旋转、游戏控制等功能。

应用场景与优化建议

加速度计广泛应用于以下场景：

游戏控制：通过设备倾斜控制角色移动
健身应用：分析用户步态和运动强度
防盗功能：检测异常移动行为

为提升性能和电池寿命，建议：

使用合适的传感器延迟（如 SENSOR_DELAY_GAME 用于游戏）
在不使用传感器时及时注销监听器
对原始数据进行滤波处理以减少噪声干扰

总结

集成加速度计功能可以显著增强应用的交互性与智能化水平。开发者应熟悉传感器的注册、数据获取和处理流程，并根据具体需求合理选择传感器类型和更新频率。同时，注意资源管理和数据优化，确保应用运行高效稳定。

4.2 实现自定义原生UI组件渲染

在跨平台开发中，实现自定义原生UI组件渲染是提升用户体验的重要手段。通常，我们需要通过平台特定代码（如 Android 的 View 或 iOS 的 UIView）来创建组件，并通过桥接机制与框架层通信。

以 React Native 为例，需完成以下步骤：

创建原生视图类并继承 UIView（iOS）或 ViewGroup（Android）
实现 createViewInstance 方法用于初始化组件
通过 NativeViewManager 注册组件并建立 JS 与原生的映射关系

原生组件创建示例（Android）

public class CustomNativeView extends LinearLayout {
    public CustomNativeView(Context context) {
        super(context);
        // 初始化视图组件
        setOrientation(VERTICAL);
    }

    public void setText(String text) {
        // 更新文本逻辑
    }
}

上述代码定义了一个简单的原生视图组件，支持文本更新操作。通过封装平台原生控件，可实现高性能、高定制化的 UI 交互效果。

4.3 调用系统相机并处理图片输出

在移动开发中，调用系统相机是常见的功能需求。Android 提供了 Intent 方式快速调用系统相机应用进行拍照。

调用系统相机的实现方式

使用以下代码可启动系统相机：

Intent takePictureIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
startActivityForResult(takePictureIntent, REQUEST_IMAGE_CAPTURE);

MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE：系统定义的相机调用动作；
REQUEST_IMAGE_CAPTURE：请求码，用于识别回调结果来源。

图片结果处理流程

拍照完成后，系统会通过 onActivityResult() 返回结果。返回的数据通常封装在 Intent 的 extras 中，核心数据为 Bitmap 图像或图片 URI。

graph TD
    A[用户点击拍照] --> B{系统是否有相机应用}
    B -->|是| C[启动相机界面]
    C --> D[用户完成拍摄]
    D --> E[返回图像数据]
    E --> F[解析Bitmap或URI]
    F --> G[展示或保存图片]

处理返回图像时，需注意设备屏幕方向变化和内存泄漏问题，建议使用 Glide 或 Picasso 等库辅助加载和缓存图片资源。

4.4 与Android后台服务通信实现持久化任务

在Android应用开发中，持久化任务通常需要在后台服务中执行，以保证即使在用户切换界面或关闭App后，任务仍可继续运行。实现这一机制的关键在于组件间的通信与生命周期管理。

使用 `Service` 与 `Binder` 通信

Android 提供了 Service 组件用于执行长时间运行的任务。通过自定义 Binder 类，可以实现 Activity 与 Service 之间的绑定与通信。

public class MyService extends Service {
    private final IBinder binder = new LocalBinder();

    public class LocalBinder extends Binder {
        MyService getService() {
            return MyService.this;
        }
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return binder;
    }

    public void performLongRunningTask() {
        new Thread(() -> {
            // 持久化任务逻辑
        }).start();
    }
}

上述代码定义了一个本地服务，并通过 Binder 提供了一个访问接口，允许 Activity 调用其方法执行后台任务。

使用 `WorkManager` 实现持久化任务

对于需要保证执行的任务，推荐使用 WorkManager，它能在应用退出后仍调度任务。

WorkManager workManager = WorkManager.getInstance(context);
OneTimeWorkRequest workRequest = new OneTimeWorkRequest.Builder(MyWorker.class).build();
workManager.enqueue(workRequest);

WorkManager 是 Android 推荐的后台任务调度方案，适用于那些即使设备重启也需要完成的操作。它基于系统服务，具备良好的兼容性和稳定性。