前言
- 由于
H5
具备 开发周期短、灵活性好 的特点,所以现在Android App
大多嵌入了Android Webview
组件进行Hybrid
开发 - 但我知道你一定在烦恼
Android Webview
的性能问题,特别突出的是:加载速度慢 & 消耗流量 - 今天,我将针对
Android Webview
的性能问题,提出一些有效解决方案。
目录
1. Android WebView 存在什么性能问题?
Android WebView
里H5
页面加载速度慢- 耗费流量
下面会详细介绍。
1.1 H5 页面加载速度慢
下面会详细介绍:
1.1.1 渲染速度慢
前端H5
页面渲染的速度取决于 两个方面:
Js
解析效率Js
本身的解析过程复杂、解析速度不快 & 前端页面涉及较多JS
代码文件,所以叠加起来会导致Js
解析效率非常低- 手机硬件设备的性能
由于Android
机型碎片化,这导致手机硬件设备的性能不可控,而大多数的Android手机硬件设备无法达到很好很好的硬件性能
总结:上述两个原因 导致 H5页面的渲染速度慢。
1.1.2 页面资源加载缓慢
H5
页面从服务器获得,并存储在 Android
手机内存里:
H5
页面一般会比较多- 每加载一个
H5
页面,都会产生较多网络请求:HTML
主URL
自身的请求;HTML
外部引用的JS、CSS
、字体文件,图片也是一个独立的HTTP
请求
每一个请求都串行的,这么多请求串起来,这导致 H5
页面资源加载缓慢
总结:H5页面加载速度慢的原因:渲染速度慢 & 页面资源加载缓慢 导致。
1.2 耗费流量
- 每次使用
H5
页面时,用户都需要重新加载Android WebView
的H5
页面 - 每加载一个
H5
页面,都会产生较多网络请求(上面提到) - 每一个请求都串行的,这么多请求串起来,这导致消耗的流量也会越多
1.3 总结
- 综上所述,产生
Android WebView
性能问题主要原因是:
- 上述问题导致了
Android WebView
的H5
页面体验 与 原生Native
存在较大差距。
2. 解决方案
针对上述Android WebView
的性能问题,我提出了3种解决方案:
- 前端
H5
的缓存机制(WebView
自带) - 资源预加载
- 资源拦截
下面我将详细介绍。
2.1 前端H5
的缓存机制
- 定义
缓存,即离线存储
- 这意味着
H5
网页 加载后会存储在缓存区域,在无网络连接时也可访问WebView
的本质 = 在Android
中嵌入H5
页面,所以,Android WebView
自带的缓存机制其实就是H5
页面的缓存机制Android WebView
除了新的File System
缓存机制还不支持,其他都支持。
-
作用
- 离线浏览:用户可在没有网络连接时进行
H5
页面访问 - 提高页面加载速度 & 减少流量消耗:直接使用已缓存的资源,不需要重新加载
- 离线浏览:用户可在没有网络连接时进行
-
具体应用
此处讲解主要讲解 前端H5
的缓存机制 的缓存机制 & 缓存模式 :
a. 缓存机制:如何将加载过的网页数据保存到本地
b. 缓存模式:加载网页时如何读取之前保存到本地的网页缓存
前者是保存,后者是读取,请注意区别
2.1.1 缓存机制
Android WebView
自带的缓存机制有5种:- 浏览器 缓存机制
Application Cache
缓存机制Dom Storage
缓存机制Web SQL Database
缓存机制Indexed Database
缓存机制File System
缓存机制(H5
页面新加入的缓存机制,虽然Android WebView
暂时不支持,但会进行简单介绍)
下面将详细介绍每种缓存机制。
1. 浏览器缓存机制
a. 原理
- 根据
HTTP
协议头里的Cache-Control
(或Expires
)和Last-Modified
(或Etag
)等字段来控制文件缓存的机制 - 下面详细介绍
Cache-Control
、Expires
、Last-Modified
&Etag
四个字段
Cache-Control
:用于控制文件在本地缓存有效时长
如服务器回包:
Cache-Control:max-age=600
,则表示文件在本地应该缓存,且有效时长是600秒(从发出请求算起)。在接下来600秒内,如果有请求这个资源,浏览器不会发出 HTTP 请求,而是直接使用本地缓存的文件。
Expires
:与Cache-Control
功能相同,即控制缓存的有效时间
Expires
是HTTP1.0
标准中的字段,Cache-Control 是HTTP1.1
标准中新加的字段- 当这两个字段同时出现时,
Cache-Control
优先级较高
Last-Modified
:标识文件在服务器上的最新更新时间
下次请求时,如果文件缓存过期,浏览器通过 If-Modified-Since 字段带上这个时间,发送给服务器,由服务器比较时间戳来判断文件是否有修改。如果没有修改,服务器返回304告诉浏览器继续使用缓存;如果有修改,则返回200,同时返回最新的文件。
Etag
:功能同Last-Modified
,即标识文件在服务器上的最新更新时间。
- 不同的是,
Etag
的取值是一个对文件进行标识的特征字串。- 在向服务器查询文件是否有更新时,浏览器通过
If-None-Match
字段把特征字串发送给服务器,由服务器和文件最新特征字串进行匹配,来判断文件是否有更新:没有更新回包304,有更新回包200Etag
和Last-Modified
可根据需求使用一个或两个同时使用。两个同时使用时,只要满足基中一个条件,就认为文件没有更新。
常见用法是:
Cache-Control
与Last-Modified
一起使用;Expires
与Etag
一起使用;
即一个用于控制缓存有效时间,一个用于在缓存失效后,向服务查询是否有更新
特别注意:浏览器缓存机制 是 浏览器内核的机制,一般都是标准的实现
即
Cache-Control
、Last-Modified
、Expires
、Etag
都是标准实现,你不需要操心
b. 特点
- 优点:支持
Http
协议层 - 不足:缓存文件需要首次加载后才会产生;浏览器缓存的存储空间有限,缓存有被清除的可能;缓存的文件没有校验。
对于解决以上问题,可以参考手 Q 的离线包
c. 应用场景
静态资源文件的存储,如JS、CSS
、字体、图片等。
Android Webview
会将缓存的文件记录及文件内容会存在当前 app 的 data 目录中。
d. 具体实现
Android WebView
内置自动实现,即不需要设置即实现
Android
4.4后的WebView
浏览器版本内核:Chrome
- 浏览器缓存机制 是 浏览器内核的机制,一般都是标准的实现
2. Application Cache 缓存机制
a. 原理
- 以文件为单位进行缓存,且文件有一定更新机制(类似于浏览器缓存机制)
AppCache
原理有两个关键点:manifest 属性和 manifest 文件。
<!DOCTYPE html>
<html manifest="demo_html.appcache">
// HTML 在头中通过 manifest 属性引用 manifest 文件
// manifest 文件:就是上面以 appcache 结尾的文件,是一个普通文件文件,列出了需要缓存的文件
// 浏览器在首次加载 HTML 文件时,会解析 manifest 属性,并读取 manifest 文件,获取 Section:CACHE MANIFEST 下要缓存的文件列表,再对文件缓存
<body>
...
</body>
</html>
// 原理说明如下:
// AppCache 在首次加载生成后,也有更新机制。被缓存的文件如果要更新,需要更新 manifest 文件
// 因为浏览器在下次加载时,除了会默认使用缓存外,还会在后台检查 manifest 文件有没有修改(byte by byte)
发现有修改,就会重新获取 manifest 文件,对 Section:CACHE MANIFEST 下文件列表检查更新
// manifest 文件与缓存文件的检查更新也遵守浏览器缓存机制
// 如用户手动清了 AppCache 缓存,下次加载时,浏览器会重新生成缓存,也可算是一种缓存的更新
// AppCache 的缓存文件,与浏览器的缓存文件分开存储的,因为 AppCache 在本地有 5MB(分 HOST)的空间限制
b. 特点
方便构建Web App
的缓存
专门为
Web App
离线使用而开发的缓存机制
c. 应用场景
存储静态文件(如JS
、CSS
、字体文件)
- 应用场景 同 浏览器缓存机制
- 但AppCache 是对 浏览器缓存机制 的补充,不是替代。
d. 具体实现
// 通过设置WebView的settings来实现
WebSettings settings = getSettings();
String cacheDirPath = context.getFilesDir().getAbsolutePath()+"cache/";
settings.setAppCachePath(cacheDirPath);
// 1. 设置缓存路径
settings.setAppCacheMaxSize(20*1024*1024);
// 2. 设置缓存大小
settings.setAppCacheEnabled(true);
// 3. 开启Application Cache存储机制
// 特别注意
// 每个 Application 只调用一次 WebSettings.setAppCachePath() 和
WebSettings.setAppCacheMaxSize()
3. Dom Storage 缓存机制
a. 原理
- 通过存储字符串的
Key - Value
对来提供
DOM Storage
分为sessionStorage
&localStorage
; 二者使用方法基本相同,区别在于作用范围不同:
a.sessionStorage
:具备临时性,即存储与页面相关的数据,它在页面关闭后无法使用
b.localStorage
:具备持久性,即保存的数据在页面关闭后也可以使用。
b. 特点
- 存储空间大( 5MB):存储空间对于不同浏览器不同,如Cookies 才 4KB
- 存储安全、便捷:
Dom Storage
存储的数据在本地,不需要经常和服务器进行交互
不像
Cookies
每次请求一次页面,都会向服务器发送网络请求
c. 应用场景
存储临时、简单的数据
- 代替 **将 不需要让服务器知道的信息 存储到
cookies
**的这种传统方法Dom Storage
机制类似于Android
的SharedPreference
机制
d. 具体实现
// 通过设置 `WebView`的`Settings`类实现
WebSettings settings = getSettings();
settings.setDomStorageEnabled(true);
// 开启DOM storage
4. Web SQL Database 缓存机制
a. 原理
基于 SQL
的数据库存储机制
b. 特点
充分利用数据库的优势,可方便对数据进行增加、删除、修改、查询
c. 应用场景
存储适合数据库的结构化数据
d. 具体实现
// 通过设置WebView的settings实现
WebSettings settings = getSettings();
String cacheDirPath = context.getFilesDir().getAbsolutePath()+"cache/";
settings.setDatabasePath(cacheDirPath);
// 设置缓存路径
settings.setDatabaseEnabled(true);
// 开启 数据库存储机制
特别说明
- 根据官方说明,
Web SQL Database
存储机制不再推荐使用(不再维护) - 取而代之的是
IndexedDB
缓存机制,下面会详细介绍
5. IndexedDB 缓存机制
a. 原理
属于 NoSQL
数据库,通过存储字符串的 Key - Value
对来提供
类似于
Dom Storage 存储机制
的key-value
存储方式
b. 特点
c. 应用场景
存储 复杂、数据量大的结构化数据
d. 具体实现:
// 通过设置WebView的settings实现
WebSettings settings = getSettings();
settings.setJavaScriptEnabled(true);
// 只需设置支持JS就自动打开IndexedDB存储机制
// Android 在4.4开始加入对 IndexedDB 的支持,只需打开允许 JS 执行的开关就好了。
6 . File System
a. 原理
- 为
H5
页面的数据 提供一个虚拟的文件系统
- 可进行文件(夹)的创建、读、写、删除、遍历等操作,就像
Native App
访问本地文件系统一样- 虚拟的文件系统是运行在沙盒中
- 不同
WebApp
的虚拟文件系统是互相隔离的,虚拟文件系统与本地文件系统也是互相隔离的。
- 虚拟文件系统提供了两种类型的存储空间:临时 & 持久性:
- 临时的存储空间:由浏览器自动分配,但可能被浏览器回收
- 持久性的存储空间:需要显式申请;自己管理(浏览器不会回收,也不会清除内容);存储空间大小通过配额管理,首次申请时会一个初始的配额,配额用完需要再次申请。
b. 特点
- 可存储数据体积较大的二进制数据
- 可预加载资源文件
- 可直接编辑文件
c. 应用场景
通过文件系统 管理数据
d. 具体使用
由于 File System
是 H5
新加入的缓存机制,所以Android WebView
暂时不支持
缓存机制汇总
使用建议
- 综合上述缓存机制的分析,我们可以根据 需求场景的不同(缓存不同类型的数据场景) 从而选择不同的缓存机制(组合使用)
- 以下是缓存机制的使用建议:
2.1.2 缓存模式
- 定义
缓存模式是一种 当加载H5
网页时 该如何读取之前保存到本地缓存
从而进行使用 的方式
即告诉
Android WebView
什么时候去读缓存,以哪种方式去读缓存
Android WebView
自带的缓存模式有4种:
// 缓存模式说明:
// LOAD_CACHE_ONLY: 不使用网络,只读取本地缓存数据
// LOAD_NO_CACHE: 不使用缓存,只从网络获取数据.
// LOAD_DEFAULT: (默认)根据cache-control决定是否从网络上取数据。
// LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK,只要本地有,无论是否过期,或者no-cache,都使用缓存中的数据。
- 具体使用
WebView.getSettings().setCacheMode(WebSettings.LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK);
// 设置参数即可
2.2 资源预加载
- 定义
提早加载将需使用的H5页面,即 提前构建缓存
使用时直接取过来用而不用在需要时才去加载
- 具体实现
预加载WebView
对象 & 预加载H5
资源
2.2.1 预加载WebView对象
- 此处主要分为2方面:首次使用的WebView对象 & 后续使用的WebView对象
- 具体如下图
2.2.2 预加载H5资源
- 原理
- 在应用启动、初始化第一个
WebView
对象时,直接开始网络请求加载H5
页面 - 后续需打开这些H5页面时就直接从该本地对象中获取
a. 从而 事先加载常用的H5页面资源(加载后就有缓存了)
b. 此方法虽然不能减小WebView初始化时间,但数据请求和WebView初始化可以并行进行,总体的页面加载时间就缩短了;缩短总体的页面加载时间:
- 具体实现
在Android
的BaseApplication
里初始化一个WebView
对象(用于加载常用的H5页面资源);当需使用这些页面时再从BaseApplication里取过来直接使用
2.2.3 应用场景
对于Android WebView的首页建议使用这种方案,能有效提高首页加载的效率
2.3 自身构建缓存
为了有效解决 Android WebView
的性能问题,除了使用 Android WebView
自身的缓存机制,还可以自己针对某一需求场景构建缓存机制。
2.3.1 需求场景
2.3.2 实现步骤
- 事先将更新频率较低、常用 & 固定的
H5
静态资源 文件(如JS
、CSS
文件、图片等) 放到本地 - 拦截
H5
页面的资源网络请求 并进行检测 - 如果检测到本地具有相同的静态资源 就 直接从本地读取进行替换 而 不发送该资源的网络请求 到 服务器获取
2.3.3 具体实现
重写WebViewClient
的 shouldInterceptRequest
方法,当向服务器访问这些静态资源时进行拦截,检测到是相同的资源则用本地资源代替
// 假设现在需要拦截一个图片的资源并用本地资源进行替代
mWebview.setWebViewClient(new WebViewClient() {
// 重写 WebViewClient 的 shouldInterceptRequest ()
// API 21 以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
// API 21 以上用shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request)
// 下面会详细说明
// API 21 以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
@Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, String url) {
// 步骤1:判断拦截资源的条件,即判断url里的图片资源的文件名
if (url.contains("logo.gif")) {
// 假设网页里该图片资源的地址为:http://abc.com/imgage/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gif
InputStream is = null;
// 步骤2:创建一个输入流
try {
is =getApplicationContext().getAssets().open("images/abc.png");
// 步骤3:获得需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// a. 先在app/src/main下创建一个assets文件夹
// b. 在assets文件夹里再创建一个images文件夹
// c. 在images文件夹放上需要替换的资源(此处替换的是abc.png图片)
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步骤4:替换资源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 参数1:http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:编码类型
// 参数3:存放着替换资源的输入流(上面创建的那个)
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, url);
}
// API 21 以上用shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request)
@TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
@Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request) {
// 步骤1:判断拦截资源的条件,即判断url里的图片资源的文件名
if (request.getUrl().toString().contains("logo.gif")) {
// 假设网页里该图片资源的地址为:http://abc.com/imgage/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gif
InputStream is = null;
// 步骤2:创建一个输入流
try {
is = getApplicationContext().getAssets().open("images/abc.png");
// 步骤3:获得需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// a. 先在app/src/main下创建一个assets文件夹
// b. 在assets文件夹里再创建一个images文件夹
// c. 在images文件夹放上需要替换的资源(此处替换的是abc.png图片
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步骤4:替换资源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 参数1:http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:编码类型
// 参数3:存放着替换资源的输入流(上面创建的那个)
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, request);
}
});
}
2.3.5 具体实例
下面我将通过 替换主页面(http:// ip.cn/
)中的一个图片(http:// s.ip-cdn.com/img/logo.gif
) 来对静态资源拦截 进行说明。
为了更好的表现效果,我将替换的图片换成别的图片
具体步骤 & 代码如下
步骤1:定义WebView
布局
activity_main.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context="scut.carson_ho.webview_interceptrequest.MainActivity">
<WebView
android:id="@+id/webview"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent" />
</RelativeLayout>
步骤2:进行资源的拦截、检测 & 替换(详细请看注释)
MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
WebView mWebview;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mWebview = (WebView) findViewById(R.id.webview);
// 创建WebView对象
mWebview.getSettings().setJavaScriptEnabled(true);
// 支持与JS交互
mWebview.loadUrl("http://ip.cn/");
// 加载需要显示的网页
mWebview.setWebViewClient(new WebViewClient() {
// 复写shouldInterceptRequest
//API21以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
@Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, String url) {
// 步骤1:判断拦截资源的条件,即判断url里的图片资源的文件名
// 此处网页里图片的url为:http://s.ip-cdn.com/img/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gif
if (url.contains("logo.gif")) {
InputStream is = null;
// 步骤2:创建一个输入流
try {
is =getApplicationContext().getAssets().open("images/error.png");
// 步骤3:打开需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// 在app/src/main下创建一个assets文件夹
// assets文件夹里再创建一个images文件夹,放一个error.png的图片
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步骤4:替换资源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 参数1:http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:编码类型
// 参数3:替换资源的输入流
System.out.println("旧API");
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, url);
}
// API21以上用shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request)
@TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
@Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request) {
// 步骤1:判断拦截资源的条件,即判断url里的图片资源的文件名
// 此处图片的url为:http://s.ip-cdn.com/img/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gif
if (request.getUrl().toString().contains("logo.gif")) {
InputStream is = null;
// 步骤2:创建一个输入流
try {
is = getApplicationContext().getAssets().open("images/error.png");
// 步骤3:打开需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// 在app/src/main下创建一个assets文件夹
// assets文件夹里再创建一个images文件夹,放一个error.png的图片
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//步骤4:替换资源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 参数1:http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:编码类型
// 参数3:存放着替换资源的输入流(上面创建的那个)
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, request);
}
});