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前言:
根据Google公布的Android 各个系统版本市场占有率(Google Android dashboards), Android 4.0及其以上系统将近90%左右,发展趋势必将是未来市面上几乎是Android 4.0以上系统。本文主要关注Android 4.0及以上系统WebView的实现,从Android WebView实现的Framework层大致可以分为三段Android 4.0系列,Android 4.1---4.3系列,Android 4.4及其以上系列。
WebView差异
WebView是Android系统提供能显示网页的系统控件,它是一个特殊的View,同时它也是一个ViewGroup可以有很多其他子View。在Android 4.4以下(不包含4.4)系统WebView底层实现是采用WebKit(http://www.webkit.org/)内核,而在Android 4.4及其以上Google 采用了chromium(http://www.chromium.org/)作为系统WebView的底层内核支持。在这一变化中Android 提供的WebView相关API并没有发生大变化,在4.4上也兼容低版本的API并且引进了少部分API。这里简单介绍下基于Chromium 的Webview和基于Webkit webview的差异,基于Chromium Webview提供更广的HTML5,CSS3,Javascript支持,在目前最新Android 系统版本5.0上基于chromium 37,Webview提供绝大多数的HTML5特性支持。Webkit JavaScript引起采用WebCore Javascript 在Android 4.4上换成了V8能直接提升JavaScript性能。另外Chromium 支持远程调试(Chrome DevTools)。
WebKit for WebView VS Chromium for WebView性能比对(测试环境 小米2. CM Browser. Android 4.1.1 VS 4.4.3)
Webkit for Webview | Chromium for Webview | 备注 | |
HTML5 | 278 | 434 | http://html5test.com/ |
远程调试 | 不支持 | 支持 | Android 4.4及以上支持 |
内存占用 | 小 | 大 | 相差20-30M左右 |
WebAudio | 不支持 | 支持 | Android 5.0及以上支持 |
WebGL | 不支持 | 支持 | Android 5.0及以上支持 |
WebRTC | 不支持 | 支持 | Android 5.0及以上支持 |
Android 4.0 WebView结构
Android WebView API层主要提供给我们应用程序的接口,为了兼容向下版本Android在高版本中也是对这一层的API进行支持,因此如果底层发生变化,这些API接口层也不会发生太大变化。Android 平台不仅提供应用层编程接口也提供native层编程。下面介绍上图中的三个部分:
1)Android Framework:Android WebView是个特殊控件实现的支持需要Framework的代码主要在./frameworks/base/core/java/android/webkit目录下,在Android 4.0实现主要是在WebViewCore.java,BrowserFrame.java等文件。
2) Android JNI:需要有Native代码支持,因此需要有JNI层实现,Android WebView 4.0的JNI层实现WebView相关代码在./external/webkit/Source/WebKit/android/jni/目录下,这一层起到承上启下的作用,链接Framework层以及WebKit层的桥梁,比如相关的一些实现在WebviewCore.cpp,WebCoreFrameBridge.cpp等。
3) WebKit: WebKit内核,其核心主要是解析W3C标准以及渲染排版网页,他是一个跨平台的内核引擎,那么需要支持各个平台,需要我们的平台实现层,在Android 4.0系统这一部分相关代码主要在./external/webkit/Source/WebKit/android/WebCoreSupport/目录下,比如FrameLoaderClientAndroid.cpp,ChromeClientAndroid.cpp,这一层负责WebCore与系统平台的桥接,具体在不同平台会有不同的实现。实现网页的解析排版及渲染由WebCore来实现在Android 4.0源码当中代码位于./external/webkit/Source/WebCore/下,下面有WebCore实现的各个模块功能支持的相关代码,比如页面视图部分在page目录的chrome.cpp,比如加载页面需要的资源的loader中得FrameLoader.cpp等,这里不在继续深入详解,有兴趣的朋友可以下载Android 4.0源码阅读。
Android 4.1--4.3 WebView结构
Android 4.1--4.3版本WebView内核实现还是基于WebKit,但在WebView的Framework层发生了变化,引入了工厂模式,目地是为了将内核与上层API接口分离开来,分离的意义不仅仅是抽象接口,更重要的是将来能替换内核部分的实现。 在4.1--4.3这一系列版本native结构基本与4.0版本相同,下图呈现新的变化:
Android 4.0--4.3 渲染
尽管之前4.0,与4.1--4.3是在不同的结构系列,其两者之间的差异主要是集中的Framework上的变化,这种变化更多体现在Framework层结构上的变化,WebKit内核极其在Android上的表现机制并没有发生很大变化,他们的渲染机制是相同的。下面介绍Android 4.0--4.3的渲染机制:
在Android 4.0上已经默认开启硬件加速,因此WebView的渲染默认是基于硬件渲染的,通过本人分析其在WebView被隐藏的那一帧是采用软件渲染,目的是减少硬件占用,让其他UI能及时的响应。在硬件渲染情况下WebView通过onDraw方法传递Canvas 并将其转行为HardwareCanvas ,并生成native的 DrawGLFunction指针,通知native做渲染。在软件模式下,WebView通过传递的Canvas 通知内核webkitDraw将内核的一帧生成picture传输到Canvas中,执行Canvas draw bitmap。
Android 4.4 WebView结构
在Android 4.4系统上 Google已经将系统默认的Webkit内核替换成自己的开源项目chromium,通过之前的版本分析,我们可以看到Android 对WebView的Framework 结构进行调整使其更抽象,更重要的目的还是集成自己的开源chromium。下面我们来看看WebView的结构发生了什么样的变化:
目录:
./frameworks/base/core/java/android/webkit
./frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium
./external/chromium_org/android_webview
./external/chromium_org/content
为了将chromium项目集成到Android 中,chromium项目抽象出Android webview这一层,之前的接口抽离这时候已经变得很明显,Android Webview基于chromium content API这一层,第三方浏览器厂商也可以采用这种方式,目前所了解的厂商有Opera使用这种方式。Android 4.4WebView的渲染核心目前也没有发生太大变化,还是基于WebView的Canvas,将Chromium composit 结构绘制到WebView Canvas上。接入chromium内核,WebView浏览性能大幅度提升,但是和chrome for Android还是有些不同,主要体现在一下几点:
1. chrome浏览器是多进程架构,Chromium for Android Webview 是单进程架构。
2. chrome浏览器 内存占用比 Android WebView大的多。
3. chrome支持更多的HTML5 feature。
Android WebView展望:
Chromium项目编译"android_webview_apk“ 目前实现是基于Android SurfaceView,其渲染性能高于Android WebView的Canvas,历史遗留问题以及Android 系统WebView的作用特点,这一块随着Chromium 和 Android项目的整合,相信值得大家期待将来的Android WebView 的渲染性能会再次大幅提升。
本博客会持续更新Android WebView后续版本的变化,敬请关注 谢谢!
参考资料:
https://source.android.com/ Android 4.0---4.4
http://developer.android.com/reference/android/webkit/WebView.html