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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 WebviewChromium for Webview备注
HTML5278434http://html5test.com/
远程调试不支持支持Android 4.4及以上支持
内存占用相差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!

Android 5.0 Lollipop WebView

Lollipop 版本中WebView的内核实现采用Chromium 37版本,这个版本带来更多的安全性和稳定性。这个版本解决Android 4.4版本网页当中请求访问打开本地文件选择器问题,引入新的回调接口,onShowFileChooser方法,需要此功能的可以在5.0上接上这个回 调接口,并实现功能。另外这个版本提供安全许可给用户选择,当网页需要访问特殊资源时,会通知我们的应用程序,请求允许,回调接口为 onPermissionRequest。之前我们也提到这个版本使得WebView默认支持WebAudio,WebGL,WebRTC等标准。
另 外Google Android 还将webview做为一个能动态更新的app,能不更新Android版本情况下,更新WebView内核。Android 5.0 Webview默认提供减少内存占用支持,并且智能选择需要绘制的HTML document部门来提供性能。 当然开发者可以在自己应用程序需要时关闭这个选项(enableSlowWholeDocumentDraw)。

参考资料:

https://source.android.com/ Android 4.0—5.0

http://developer.android.com/reference/android/webkit/WebView.html

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