你好,我是陈航。

今天,我会从跨平台开发方案的诞生背景、原理和发展历史的角度,和你聊聊这些常见的开发方案,以及针对不同的场景我们应该如何选择对应的方案。

浅述跨平台开发的背景

我们当下所处的移动互联网时代,以它独有的变革方式,带给我们快捷、经济、安全和方便,改变着生活的方方面面。而对于企业来说,移动应用已然成为各类手机终端上一张必备的产品名片。

在移动互联网的浪潮下,我们开发的应用要想取胜,开发效率和使用体验可以说是同等重要。但是,使用原生的方式来开发App,就要求我们必须针对iOS和Android这两个平台分别开发,这对于中小型团队来说就是隐患和额外的负担。

因为这样的话,我们不仅需要在不同的项目间尝试用不同的语言去实现同样的功能,还要承担由此带来的维护任务。如果还要继续向其他平台(比如Web、Mac或Windows)拓展的话,我们需要付出的成本和时间将成倍增长。而这,显然是难以接受的。于是,跨平台开发的概念顺势走进了我们的视野。

所以从本质上讲,跨平台开发是为了增加业务代码的复用率,减少因为要适配多个平台带来的工作量,从而降低开发成本。在提高业务专注度的同时,能够为用户提供一致的用户体验。用一个词来概括这些好处的话,就是“多快好省”。

“一次编码,到处运行”。二十多年前Java正是以跨平台特性的口号登场,击败了众多竞争对手。这个口号,意味着Java可以在任何平台上进行开发,然后编译成一段标准的字节码后,就可以运行在任何安装有Java虚拟机(JVM)的设备上。虽然现在跨平台已经不是Java的最大优势(而是它繁荣的生态),但不可否认它当年打着跨平台旗号横空出世确实势不可挡。

而对于移动端开发来讲,如果能实现“一套代码,多端运行”,这样的技术势必会引发新的生产力变革,在目前多终端时代的大环境下,可以为企业节省人力资源上,从而带来直接的经济效益。

伴随着移动端的诞生和繁荣,为了满足人们对开发效率和用户体验的不懈追求,各种跨平台的开发方案也如雨后春笋般涌现。除了React Native和Flutter之外,这几年还出现过许多其他的解决方案,接下来我将会为你一一分析这些方案。这样,你在选择适合自己的移动开发框架时,也就有章可循了。

在此,我特地强调一下,我在下文提到的跨平台开发方案,如果没有特殊说明的话,指的就是跨iOS和Android开发。

跨平台开发方案的三个时代

根据实现方式的不同,业内常见的观点是将主流的跨平台方案划分为三个时代。

接下来,我们先看一下目前使用最广泛的Web容器方案。

Web容器时代

Web时代的方案,主要采用的是原生应用内嵌浏览器控件WebView(iOS为UIWebView或WKWebView,Android为WebView)的方式进行HTML5页面渲染,并定义HTML5与原生代码交互协议,将部分原生系统能力暴露给HTML5,从而扩展HTML5的边界。这类交互协议,就是我们通常说的JS Bridge(桥)。

这种开发模式既有原生应用代码又有Web应用代码,因此又被称为Hybrid开发模式。由于HTML5代码只需要开发一次,就能同时在多个系统运行,因此大大降低了开发成本。

由于采用了Web开发技术,社区和资源非常丰富,开发效率也很高。但,一个完整HTML5页面的展示要经历浏览器控件的加载、解析和渲染三大过程,性能消耗要比原生开发增加N个数量级

接下来,我以加载过程为例,和你说明这个过程的复杂性。

  1. 浏览器控件加载HTML5页面的HTML主文档;
  2. 加载过程中遇到外部CSS文件,浏览器另外发出一个请求,来获取CSS文件;
  3. 遇到图片资源,浏览器也会另外发出一个请求,来获取图片资源。这是异步请求,并不会影响HTML文档的加载。
  4. 加载过程中遇到JavaScript文件,由于JavaScript代码可能会修改DOM树,因此HTML文档会挂起渲染(加载解析渲染同步)的线程,直到JavaScript文件加载解析并执行完毕,才可以恢复HTML文档的渲染线程。
  5. JavaScript代码中有用到CSS文件中的属性样式,于是阻塞,等待CSS加载完毕才能恢复执行。

而这,只是完成HTML5页面渲染的最基础的加载过程。加载、解析和渲染这三个过程在实际运行时又不是完全独立的,还会有交叉。也就是说,会存在一边加载,一边解析,一边渲染的现象。这,就使得页面的展示并不像想象中那么容易。

通过上面的分析你可以看出,一个HTML5页面的展示是多么得复杂!这和原生开发通过简单直接的创建控件,设置属性后即可完成页面渲染有非常大的差异。Web与原生在UI渲染与系统功能调用上各司其职,因此这个时代的框架在Web与原生系统间还有比较明显的、甚至肉眼可见的边界。

图1 Hybrid开发框架

我也曾碰到过很多人觉得跨平台开发不靠谱。但其实,Web容器方案是跨平台开发历史上最成功的例子。也正是因为它太成功了,以至于很多人都忽略了它也是跨平台方案之一。

泛Web容器时代

虽然Web容器方案具有生态繁荣、开发体验友好、生产效率高、跨平台兼容性强等优势,但它最大的问题在于承载着大量Web标准的Web容器过于笨重,以至于性能和体验都达不到与原生同样的水准,在复杂交互和动画上较难实现出优良的用户体验。

而在实际的产品功能研发中,我们通常只会用到Web标准中很小的一部分。面对这样的现实,我们很快就想到:能否对笨重的Web容器进行功能裁剪,在仅保留必要的Web标准和渲染能力的基础上,使得友好的开发体验与稳定的渲染性能保持一个平衡?

答案当然是可以。

泛Web容器时代的解决方案优化了Web容器时代的加载、解析和渲染这三大过程,把影响它们独立运行的Web标准进行了裁剪,以相对简单的方式支持了构建移动端页面必要的Web标准(如Flexbox等),也保证了便捷的前端开发体验;同时,这个时代的解决方案基本上完全放弃了浏览器控件渲染,而是采用原生自带的UI组件实现代替了核心的渲染引擎,仅保持必要的基本控件渲染能力,从而使得渲染过程更加简化,也保证了良好的渲染性能。

也就是说,在泛Web容器时代,我们仍然采用前端友好的JavaScript进行开发,整体加载、渲染机制大大简化,并且由原生接管绘制,即将原生系统作为渲染的后端,为依托于JavaScript虚拟机的JavaScript代码提供所需要的UI控件的实体。这,也是现在绝大部分跨平台框架的思路,而React Native和Weex就是其中的佼佼者。

图2 泛Web容器框架

为了追求性能体验的极致,并进一步维持方案的简单可扩展性,有些轻量级的跨平台方案甚至会完全抛弃Web标准、放弃JavaScript的动态执行能力而自创一套原生DSL,如天猫的VirtualView框架。从广义上来说,这些方案也是泛Web容器类方案。

自绘引擎时代

泛Web容器时代使用原生控件承载界面渲染,固然解决了不少性能问题,但同时也带来了新的问题。抛开框架本身需要处理大量平台相关的逻辑外,随着系统版本变化和API的变化,我们还需要处理不同平台的原生控件渲染能力差异,修复各类奇奇怪怪的Bug。始终需要Follow Native的思维方式,就使得泛Web容器框架的跨平台特性被大打折扣。

而这一时期的代表Flutter则开辟了一种全新的思路,即从头到尾重写一套跨平台的UI框架,包括渲染逻辑,甚至是开发语言。

图3 自绘引擎开发框架

通过这样的思路,Flutter可以尽可能地减少不同平台之间的差异, 同时保持和原生开发一样的高性能。所以说,Flutter成了三类跨平台移动开发方案中最灵活的那个,也成了目前最受业界关注的框架。

现在,我们已经弄明白了三类跨平台方案,那么我在开发应用的时候,到底应该如何选择最适合自己的框架呢?

我该选择哪一类跨平台开发方案?

从不同的角度来看,三个时代的跨平台框架代表们在开发效率、渲染性能、维护成本和社区生态上各有优劣,如下图所示:

图 4 主流跨平台框架对比

我们在做技术选型时,可以参考以上维度,从开发效率、技术栈、性能表现、维护成本和社区生态来进行综合考虑。比如,是否必须支持动态化?是只解决Android、iOS的跨端问题,还是要包括Web?对性能要求如何?对多端体验的绝对一致性和维护成本是否有强诉求?

从各个维度综合考量,React Native和Flutter无疑是最均衡的两种跨平台开发方案,而其他的方案或多或少都“偏科严重”。

那么问题来了,我究竟应该选择React Native还是Flutter呢?

在这里,我和你说一下我的建议吧。

对于知识学习来说,这两个应用层面的框架最好都学。学习的过程中最重要的是打好基础,深入理解框架的原理和设计思想,重点思考它们的API设计的取舍,发现它们的共性和差异。

Flutter作为后来者,也从React Native社区学习和借鉴了不少的优秀设计,很多概念两边都有对应,比如React Native的Component和Flutter的Widget、Flex布局思想、状态管理和函数式编程等等,这类的知识都是两个框架通用的技术。未来也许还会出现新的解决方案,老框架也会不断更新,只有掌握核心原理才能真正立于不败之地。

对于实际项目来说,这两个框架都已达到了大面积商业应用的标准。综合成熟度和生态,目前俩看React Native略胜Flutter。因此,如果是中短期项目的话,我建议使用React Native。但作为技术选型,我们要看得更远一些。Flutter的设计理念比较先进,解决方案也相对彻底,在渲染能力的一致性以及性能上,和React Native相比优势非常明显。

此外,Flutter的野心不仅仅是移动端。前段时间,Google团队已经完成了Hummingbird,即Flutter的Web的官方Demo,在桌面操作系统的探索上也取得了进展,未来大前端技术栈是否会由Flutter完成统一,值得期待。

小结

这就是今天分享的全部内容了。

在不同平台开发和维护同一个产品,所付出的成本一直以来一个令人头疼的问题,于是各类跨平台开发方案顺应而生。从Web容器时代到以React Native、Weex为代表的泛Web容器时代,最后再到以Flutter为代表的自绘引擎时代,这些优秀的跨平台开发框架们慢慢抹平了各个平台的差异,使得操作系统的边界变得越来越模糊。

与此同时,这个时代对开发者的要求也到达了一个新的阶段,拥抱大前端的时代已经向我们走来。在这个专栏里,我会假设你有一定的前端(Android、iOS或Web)开发基础。比如,你知道View是什么,路由是什么,如何实现一个基本页面布局等等。我会让希望迅速掌握Flutter开发的爱好者们,通过一种比较熟悉和友好的路径去学习Flutter相关的代码和程序,以及背后的原理和设计思想。

思考题

你有哪些跨平台开发框架的使用经历呢?

欢迎你在评论区给我留言分享你的经历和观点,我会在下一篇文章中等待你!感谢你的收听,也欢迎你把这篇文章分享给更多的朋友一起阅读。

评论