導讀

本文主要針對常用跨端技術Flutter、ReactNative、Weex、H5，從技術特點、基本架構、編譯原理、基本渲染流程等進行梳理分析；以及一些常見性能問題如何優(yōu)化解決，然后如何進行技術選型或在進行業(yè)務開發(fā)時選擇不同技術棧的邏輯是什么。

01背景

在今年的敏捷團隊建設中，我通過Suite執(zhí)行器實現(xiàn)了一鍵自動化單元測試。Juint除了Suite執(zhí)行器還有哪些執(zhí)行器呢？由此我的Runner探索之旅開始了！

隨著技術的發(fā)展，產生了越來越多的端，如Android、iOS、Mac、Windows、Web、Fuchsia OS、鴻蒙等，而隨著公司業(yè)務的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的業(yè)務場景；作為APP開發(fā)人員，在日常工作中難免會碰到以下問題，如：1、UI設計師在進行UI審查時、測試同學在回歸測試過程中、業(yè)務方在使用過程中，多少會發(fā)現(xiàn)端與端存在著差異，影響用戶體驗；2、同樣的業(yè)務、同樣的功能在不同的端上，需要每端投入資源去開發(fā)實現(xiàn)。而移動互聯(lián)網的發(fā)展已經處于晚期，領導們越來越關心投入產出。

與此同時，出現(xiàn)了一些跨端的技術解決方案，可以實現(xiàn)一套代碼在多端運行，解決業(yè)務發(fā)展上的痛點，如Flutter、ReactNative、Weex、H5（注：小程序和其它基于DSL的方案暫不在本文討論范圍）。然后對一些常用APP進行了對比分析，結論和預期一致，大部分都在使用跨端技術；Flutter和ReactNative使用率較高，Weex使用率相對低一些，H5基本都在使用，使用多種跨端技術框架是一種常態(tài)。那么，它們都有哪些特點呢?

02 四種技術棧特點介紹

理解，首先 MCube 會依據(jù)模板緩存狀態(tài)判斷是否需要網絡獲取最新模板，當獲取到模板后進行模板加載，加載階段會將產物轉換為視圖樹的結構，轉換完成后將通過表達式引擎解析表達式并取得正確的值，通過事件解析引擎解析用戶自定義事件并完成事件的綁定，完成解析賦值以及事件綁定后進行視圖的渲染，最終將目標頁面展示到屏幕。

圖1-技術棧特點

通過圖1，從性能、開發(fā)語言、渲染、包大小、社區(qū)、支持平臺等方面梳理了它們的主要特點；不由產生幾個問題：為什么原生和Flutter性能更好？為什么ReactNative和Weex性能相對較差？為什么H5頁加載慢？這些性能問題該如何去優(yōu)化，這是需要深入了解的問題，下面將從基本的架構、渲染流程、編譯運行原理等一起分析。

03基礎架構介紹
3.1 Flutter基礎架構介紹

ABM是Apple公司提供的iOS應用的分發(fā)渠道之一，與App Store平臺不同，ABM是2019年10月才開始在中國區(qū)啟動的一套全新的應用分發(fā)系統(tǒng)，部分功能和企業(yè)賬號類似，旨在為企業(yè)提供快速、高效的方式來部署應用到企業(yè)擁有的蘋果設備。ABM與App Store兩個平臺的關鍵區(qū)別如下：

圖2-Flutter基礎架構

Google在2018年發(fā)布了Flutter 1.0，如圖2所示，主要分為Framework層和Engine層；

Framework層：基于Dart實現(xiàn)，主要包括Text、Image、Button、動畫、手勢等各種Widgets，核心基礎類庫io、async、ui等package；基于Framework開發(fā)App，其運行在Engine層上，F(xiàn)ramework和邏輯層都在基于Dart語言開發(fā)，對于開發(fā)而言，一切都是Widget，Widget是UI實現(xiàn)的基礎；Engine層：基于C 、C實現(xiàn)；主要包括Skia渲染引擎庫、Dart Runtime、Text文本渲染庫等，而Engine層自帶Skia渲染引擎，以此實現(xiàn)所有端的渲染展示統(tǒng)一，在Engine層適配平臺差異和跨平臺支持，實現(xiàn)更完美的跨端效果；Dart代碼通過AOT編譯為運行平臺的二進制代碼。也就是說Flutter不需要橋接，自己完成從邏輯側和渲染側的所有能力，和原生類似。這也是它性能突出的關鍵所在。另外Android自帶Skia引擎，所以也使得在Android的的編譯產物比iOS更小。除了支持移動端外，還支持Mac OS、Windows等PC端和Web端，在新的Funchsia OS也支持Dart，使用Flutter作為UI框架。

對于Flutter Web，F(xiàn)ramework層是公用的，意味著業(yè)務層可以使用此層的widgets實現(xiàn)邏輯跨端；但Engine層則不同，需要通過Canvas Render或者 HTML Render對齊Engine的能力。2022年5月Google IO大會發(fā)布Flutter 3.0，除了移動端，更好的支持了Mac OS、Linux平臺，也包括其它一系列優(yōu)化和支持，大家可以多關注。

3.2 ReactNative基礎架構介紹
ABM是Apple公司提供的iOS應用的分發(fā)渠道之一，與App Store平臺不同，ABM是2019年10月才開始在中國區(qū)啟動的一套全新的應用分發(fā)系統(tǒng)，部分功能和企業(yè)賬號類似，旨在為企業(yè)提供快速、高效的方式來部署應用到企業(yè)擁有的蘋果設備。ABM與App Store兩個平臺的關鍵區(qū)別如下：

圖3-ReactNative基礎架構

ReactNative是Facebook于2015年開源，如圖3所示，主要服務于Android和iOS兩端，采用React開發(fā)實現(xiàn)邏輯側代碼（也可應用于前端），采用Redux實現(xiàn)狀態(tài)管理，在APP中UI渲染、網絡請求、動畫等均由原生側橋接實現(xiàn)；在這里實際運行過程中，js側的dom會形成一個virtual dom，并通過bridge橋接將此dom結構傳輸?shù)皆鷤?，原生側會解析并映射到原生控件，形成原生的dom結構后，再調用原生能力進行渲染展示。

2021年ReactNative新版本對底層進行了重構，可以關注一下，如改變線程模型，引入異步渲染能力，允許多個渲染并簡化異步數(shù)據(jù)處理，簡化 JSBridge等。

3.3 Weex基礎架構介紹

圖4-Weex基礎架構

Weex是阿里2016年發(fā)布的跨端框架，如圖4所示，Weex編譯產物js bundle可以部署在服務端，APP加載完即可運行，也可以看出具備動態(tài)發(fā)布的能力；和ReactNative類似，Weex在實際運行過程中，js側會形成一個dom，并通過Bridge交由原生側解析，映射到原生控件再由原生能力進行渲染；Weex基于JS V8引擎，基于Vue設計，支持Android、iOS、Web三端。

3.4 WebView基礎架構介紹

圖5-WebView內核基礎架構

WebView內核模塊較復雜，如圖5所示，這里主要介紹WebView架構主要的幾個部分：橋接協(xié)議是上層邏輯測與WebView的通信層，是JS和Native互相通信的能力層；

WebCore是瀏覽器加載和排版渲染頁面的基礎，主要包括資源加載、HTML解析、CSS解析、DOM解析、排版渲染等，JavaScript引擎是JavaScript解析器，JavaScriptCore是Webkit的JavaScript引擎，V8是Google的Blink的默認引擎；WebKit Ports是WebKit中移植部分，包括網絡、字體、圖片解碼、音視頻解碼、硬件加速等模塊；然后再往下也使用了很多第三方庫，包括2D圖形庫、3D圖形庫、網絡庫、存儲庫、音視頻庫等；最底層是操作系統(tǒng)，支持Android、iOS、Windows等系統(tǒng)。

3.5 編譯原理分析

Flutter支持Release、Profile、Debug編譯模式。

Release模式即使用AOT預編譯模式，預編譯為機器碼，通過編譯生成對應架構的代碼，在用戶設備上直接運行對應的機器碼，運行速度快，執(zhí)行性能好；此模式關閉了所有調試工具，只支持真機。對于編譯產物，iOS側主要生成App.framework和Flutter.framework；App.framework為dart代碼編譯產物，F(xiàn)lutter.framework為引擎編譯產物；Android側主要在lib下增加了libapp.so和libflutter.so，libapp.so為dart代碼編譯產物，libflutter.so為引擎編譯產物，不同的是在assets下增加了flutter_assets存放引用資源文件。

Profile模式和Release模式類似，此模式最重要的作用是可以用DevTools來檢測應用的性能，做性能調試分析。

Debug模式使用JIT即時編譯技術，支持常用的開發(fā)調試功能hot reload，在開發(fā)調試時使用，包括支持的調試信息、服務擴展、Observatory、DevTools等調試工具，支持模擬器和真機。iOS側主要生成App.framework和Flutter.framework，在App.framework文件夾里多了isolate_snapshot_data，kernel_blob.bin，vm_snapshot_data；Android側也同樣多了多了以上文件，但lib下少了libapp.so文件。

ReactNative整體分為邏輯側和渲染側，邏輯側基于js引擎，會將基于React寫的代碼編譯為JavaScript原生代碼，再編譯生成jsbundle文件，內置或下發(fā)到APP端運行；而渲染側依賴于Android或iOS原生渲染，需要分平臺編譯對應的編譯產物，然后發(fā)布到服務端或內置到APP。

Weex和ReactNative類似，weex會將源碼編譯為js bundle，這些js bundle可以部署在服務端，APP下載完js bundle后，通過js引擎構建虛擬dom并通過橋接映射到原生dom，由原生渲染引擎進行渲染。

H5：以React和Vue為例，會將以框架開發(fā)的代碼編譯為JavaScript原生代碼，即然后在瀏覽器或者WebView中執(zhí)行；內核會先建立連接、加載資源，然后解析、排版布局、繪制渲染呈現(xiàn)給用戶。

3.6 基本渲染流程對比

圖6-基本渲染流程對比

簡單分析渲染流程，基于Android和iOS原生開發(fā)APP，調用Framework框架層實現(xiàn)上層邏輯，經過布局繪制后直接調用系統(tǒng)渲染引擎進行渲染展示；基于Flutter開發(fā)APP，會直接調用Skia渲染引擎進行渲染展示；不依賴于原生渲染。

基于ReactNative或Weex開發(fā)APP則不同，首先業(yè)務邏輯是基于React或Weex開發(fā)，然后會將js bundle包預置或下載到APP，然后將虛擬dom通過bridge映射到原生控件，再調用原生渲染引擎進行渲染展示。

基于Hybrid方案開發(fā)APP，需要通過React、Vue等前端框架實現(xiàn)，首頁要編譯為JavaScript原生語言，然后通過鏈接在WebView或瀏覽器加載頁面，關鍵的流程是連接加載、解析、排版、繪制，最后再調渲染引擎進行展示。

通過以上所有分析，可以回答前面提出的問題：

為什么原生和Flutter性能更好？主是都是經過布局繪制后直接調系統(tǒng)或自帶渲染引擎進行展示。

為什么ReactNative和Weex性能相對慢？主要是需要下載js bundle包，并把js dom結構解析映射到原生，而下載和預置都比較耗時，并且依賴原生進行渲染（ReactNative新版本升級了基礎架構，據(jù)說有較大性能提升，大家也可以關注）。

為什么H5頁加載慢？主要因為連接和加載比較耗時，這里占大部分時間，連接和加載完以后基本就是WebView或瀏覽器本地可以完成的工作，后期優(yōu)化也可以以此為切入點。

04常見主要性能問題優(yōu)化

在實際開發(fā)過程中也遇到了一些性能問題，接下來進行簡單介紹。

4.1 如何優(yōu)化Flutter性能？

關鍵優(yōu)化指標：頁面異常率、頁面FPS幀率、頁面加載時長。

頁面異常率（異常發(fā)生次數(shù) / 整體頁面 PV 數(shù)）：通過 runZoned 與 FlutterError 兩個方法，在異常攔截的方法中統(tǒng)計異常的發(fā)生次數(shù)和堆棧數(shù)據(jù)。

頁面FPS幀率：如何采集FPS是關鍵，通過window對象注冊onReportTimings回調，就可以得到整個構建和渲染過程的耗時，然后就可以算出頁面的FPS。

頁面加載時長（頁面可見的時間-頁面創(chuàng)建的時間）：頁面可見的時間通過WidgetsBinding的addPostFrameCallback回調獲取，頁面創(chuàng)建的時間通過頁面初始化方法initState獲取。

將以上數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控和性能分析平臺（mPaaS和燭龍），作為后期性能分析和優(yōu)化的參考數(shù)據(jù)，在開發(fā)過程中可通過DevToos性能分析工具、Flutter Inspector分析優(yōu)化性能。按需加載，局部刷新也是常用的優(yōu)化手段。其它性能優(yōu)化如布局加載優(yōu)化、狀態(tài)管理優(yōu)化、啟動優(yōu)化-引擎預加載、內存優(yōu)化、包大小優(yōu)化等不再詳細介紹?？梢远嚓P注Flutter社區(qū)，定期升級Flutter版本，會帶來很好的收獲。

4.2 如何優(yōu)化ReactNative加載慢的問題？

一是可以預下載bundle包，減少包加載的時間，打開頁面直接映射渲染，從而達到更快打開頁面的目的，當然也可以預置包，需要平衡好包大小和性能；

二是嘗試升級ReactNative最新版本，新版本升級了基礎架構，主要包括線程模型，引入了異步渲染能力，優(yōu)化JSBridge，對性能有明顯提升（作者咨詢過京東mPaaS團隊，也在跟進中）。

4.3 如何優(yōu)化APP中H5加載慢的問題

圖7-加載H5流程介紹

圖7描述了從WebView初始化到H5頁面最終渲染的整個過程，以及和前面H5基本渲染流程進行分析。耗時環(huán)節(jié)的主要有兩點，一是WebView初始化，可以通過提前初始化WebView優(yōu)化此問題；二是資源（html、js、css圖片等）的請求連接和加載，可以用H5離線包方案解決此問題，通過資源的預加載，解決html、js、css和資源圖片的加載問題，從而大大降低資源的加載時間，提升頁面加載性能，甚至達到秒開的效果。

05總結

那么如何技術選型呢？應該以提升開發(fā)效率和用戶體驗為前提去思考，然后再分析關鍵因素：

1、技術棧的基礎架構如何，原始架構是否優(yōu)秀，是否更面向未來發(fā)展；

2、團隊技術棧成熟度，學習的成本，社區(qū)的成熟度；

3、研發(fā)效率，實現(xiàn)代碼多端復用，減少多端差異，降低開發(fā)成本，更加專注于業(yè)務開發(fā)；而效率提升是一個持續(xù)的收益過程，體現(xiàn)在業(yè)務發(fā)展的整個生命周期。當然，對于新技術在實踐前期會有一些成本，但熟悉后總的收益是長期的；

4、是否更好解決多端一致性，更好解決UI設計師在UI審查時、測試同學在測試過程中、業(yè)務方在使用過程中發(fā)現(xiàn)的端與端并異問題，風格統(tǒng)一也是良好用戶體驗的重要體現(xiàn)；

5、支持動態(tài)化的程度，解決新需求必須發(fā)版的問題，也是業(yè)務的痛點，關鍵因素；

6、用戶體驗是最關鍵的，也需考慮用戶的使用環(huán)境（網絡環(huán)境、手機配置）等；

對于正式的C端項目，面對千萬甚至億級的用戶量，技術選型策略一定是在保證用戶體驗的基礎上實現(xiàn)降本提效，用戶第一，用戶利益最大化即保證了公司的利益；對于非C端項目，可能需要考慮在實現(xiàn)降本提效基礎上提升用戶體驗。