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Android Virtualview：淘宝、天猫 又一个动态化、高性能的UI框架力作

陶征
2023-12-01

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BhuAMnIh-1636293637117)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e362d4a05?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

3. 实现原理

3.1 核心思路

根据Tangram v1.0中 出现的问题：UI组件无法动态更新 & 加载性能低，VirtualView的具体解决方案如下

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-U8UPf22q-1636293637157)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e38d9afa3?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

3.2 实现方案

  • 根据其原理，VirtualView的实现方案是：虚拟化开发
  • 虚拟化开发的本质：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YNuxmpBD-1636293637158)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e3a9e3fb1?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

之所以称为虚拟化，是因为Canvas绘制的视图不存在一一对应的实体View

3.3 总结

从上可知，VirtualView的创新在于：

  1. 通过 XML 模板实现组件的动态性
  2. 通过 虚拟化技术（本质 = Canvas）开发组件，提升了组件的渲染性能

4. 工作流程

  • 在了解了VirtualView的本质原理 & 整体架构后
  • 下面，我将开始讲解VirtualView的工作流程

4.1 流程概述

  • 根据上述方案，VirtualView的工作流程分为3大部分：创建UI组件、创建界面模板 & 客户端加载界面
  • 具体如下

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ww9LlCKH-1636293637159)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e3a790a91?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

4.2 流程详细分析

下面我将对每个流程的原理 & 过程详细分析

流程1：创建UI组件

  • 具体描述 根据业务需求，创建所需要的UI组件

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0ijZ3n4t-1636293637160)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e3c3ba078?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

有2种创建方式：使用框架内置（封装好）的UI组件 / 自定义

1.1 使用框架内置（封装好）的UI组件

  • 即 可直接使用封装好的UI组件而不需自身创建
  • 具体如下（含组件基础属性）

注： a. 自定义组件应继承基础组件 b. 系统封装UI组件的原理 同 “自定义UI组件，下面将具体讲解

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HSgrIFyG-1636293637161)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e622e4a99?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

###1.2 自定义UI组件 若框架内置的UI组件无法满足需求，则开发者可自定义UI组件

  • 自定义流程 VirtualView抽象 & 封装了 Canvas绘制视图的流程，使得开发者只需按指定的接口协议实现1个组件的绘制逻辑：测量、绘制 & 绘制，即能实现在宿主容器通过 Canvas 直接绘制 UI内容，从而创建虚拟化组件

即 上述则是虚拟化创建组件的过程

  • 具体过程
  1. 实现基础组件需遵循一个接口的规范：定义了渲染过程中所需的3个流程：测量尺寸阶段、布局阶段 & 绘制阶段

a. 定义这3个阶段是为了符合Android系统的使用，即View绘制的三大流程：measure过程、layout过程、draw过程。若不了解，请看文章 （2）自定义View Measure过程 - 最易懂的自定义View原理系列 （3）自定义View Layout过程 - 最易懂的自定义View原理系列 （4）自定义View Draw过程- 最易懂的自定义View原理系列 b. 在 iOS 平台下也需按照本方案的规范去处理

  1. 这3个过程具体如下：（与Android View绘制的三大流程相似）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iaSySCRz-1636293637161)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e62883774?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

不论是虚拟 / 原生组件，都采用上述模型 & 流程定义 a. 对于虚拟组件：在这些接口里实现相关逻辑 / 通过封装原生组件实现 b. 对于原生组件：在这些接口的实现里 调用原生组件的对应逻辑 结论：可混合使用虚拟控件 & 实体控件

至此，对于宿主的布局容器来说，包装在内部的组件不分虚拟化 / 原生，暴露在外的接口相同，只要将宿主容器像普通的 View 一样添加到的视图界面上，就可在后续的渲染过程中显示出来。

  • 特别注意 此处即可解释 为何渲染性能高：因虚拟组件使用得越多，View个数就越少，即层级越扁平

如下所示的组件： a. 普通的原生开发：2层（宿主容器层 + 图片组件层） b. 虚拟化开发：采用虚拟化开发后，最终呈现的 View层级只有一个宿主容器（实际上，图片组件被绘制在Canvas里了）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8uQAdEif-1636293637162)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e667aec4e?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

1.3 总结

创建UI组件有2种方式：

  1. 直接使用框架内置的UI组件
  2. 自定义组件：通过封装好的Canvas流程，按照指定接口协议实现绘制逻辑 / 封装原生组件

流程2：创建界面模板 & 下发

  • 该步骤包括多个步骤：创建XML界面模板、编译成二进制数据、下发等
  • 具体如下

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-q0vZPzLK-1636293637163)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e781f2e75?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

2.1 创建XML界面模板

  • 具体描述 根据业务需求，使用XML编写模板

注：需使用专门的工具virtualview_tools编写，其 使用说明见文章virtualview_tools使用指南

  • 此方式类似：Android 平台上通过 XML 搭建界面的方式
  • 区别在于：
  1. 脱离了平台限制，即一套模板可同时在Android、iOS上使用
  2. 运行时动态加载 XML 模板数据，动态更新界面结构

// 引用的组件通过流程1中获取
// 动态数据通过表达式从 JSON 数据里获取

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>




// JSON数据
{
“style”: {
“text-align”: “h_center”,
“font-size”: “20”,
“color”: “#FF5000”
},
“title”: “超高性 99.9% 的用户觉得很快”,
“logoUrl”: “https://gw.alicdn.com/tfs/TB1yGIdkb_I8KJjy1XaXXbsxpXa-72-72.png”
}

2.2 编译成二进制数据

2.2.1 具体描述

使用专门的工具virtualview_tools将编写好的XML界面模板编译成二进制数据，编译后的文件的后缀名是.out

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KM5O3zFl-1636293637163)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e77440d0f?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

使用说明见文章virtualview_tools使用指南

注：为什么通过 XML 编写的业务组件 不直接在客户端里运行使用，而是先进行一次二进制序列化操作？

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dDcbmJTW-1636293637164)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e85ac1b64?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

2.2.2 二进制文件描述

借鉴了 Android 系统编译模板文件的思路，格式 & 描述具体如下

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-huvJiNRW-1636293637165)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e8816f883?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

2.2.2 编译流程

  • 一个业务组件对应着一份 XML 模板 = 单独编译成二进制数据

编译数据 含除内置字符串资源外 它依赖的所有字符串、表达式资源

  • 编译规则 编译时，模板里涉及的资源包括颜色值、各种枚举、基础组件的类型等都会被序列化映射成整数；不能序列化成整数的资源如字符串，就分配一个索引 Id 指向它 & 将它们单独存储到一块区域里
  1. 原因：当模板在线发布、字符串有变动的情况下，能够不影响原来的字符串资源索引；否则若按照带有顺序约定的协议来分配资源索引，很容易在模板变更时 同一索引值在变更前后指向的资源内容是不一样，影响稳定性和动态性
  2. 序列化的规则如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1kgjMR54-1636293637165)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e8f61d85a?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 编译流程

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jR5kbtkc-1636293637166)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e9b28e415?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

2.3 模板数据 下发到客户端

即 客户端获取编译后的二进制数据

获取有2种路径:

  1. 直接将编译后的模板打包到客户端里，开发者通过代码加载
  2. 框架先发布到模板管理后台，客户端在线更新到模板数据（即实现了动态更新）

流程3：客户端加载界面

  • 客户端获取到编译后的界面模板后，进行加载 & 解析，最终渲染出视图界面
  • 步骤流程如下图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZFA1WD1v-1636293637166)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547eb1e0f7a9?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

3.1 解析模板数据

  • 具体描述 客户端获得编译后的模板数据（二进制数据）后，立即 进行解析
  1. 如校验版本号，合法性，读取头信息等
  2. 客户端渲染组件 从解析 编译后的模板数据开始
  • 流程解析 解析过程 = 二进制编译的逆过程

但解析流程只负责提取原始数据 & 组织格式，并无构建出组件对象

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YSYaakG7-1636293637167)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e9e35786f?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

3.2 加载组件视图

  • 具体描述 当用户传入一个模板名称，框架内部就会根据名称去之前解析XML界面模板的数据里找到 与此名称匹配的模板数据，然后加载 & 创建出真正的组件

  • 流程解析

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oHOp8gxU-1636293637167)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547eb4f0b63f?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

3.3 绑定业务数据

  • 具体描述 开发者在组件属性里可通过 表达式 指定使用哪个数据字段，即将业务数据绑定到组件上

因业务数据是动态的，故从模板创建的组件不含业务数据

  • 流程解析 在创建组件的过程中，当解析属性碰到表达式时，会将该属性的key、表达式值、所属的基础组件等关系存储起来，等真实数据到达后再通过 表达式里的定义 访问数据 & 将真实值设置给组件的属性，即将真实的数据绑定到基础组件的属性上
  1. 通过表达式解析、访问得到的属性值，会缓存起来，当原始数据引用不变时，每次访问都会获取到缓存值
  2. 此处接收的数据是 JSON 格式

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xVrYBheD-1636293637168)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547ebe073f01?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

4.3 总结

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XaauJPJ0-1636293637168)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547ec5c9849a?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

5. 整体架构设计

  • 根据上述方案 & 工作流程，VirtualView的整体框架分为2部分：核心功能模块（5个模块） + 配套工具 & 服务。具体如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-voCHWzph-1636293637168)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547ec7d29af3?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 下面，我将对每部分进行详细分析

模块1：加载模块

  • 示意图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aFoExRnY-1636293637169)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547ee3701f85?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 说明

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NwM9XPk5-1636293637169)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547eec506745?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

模块2：构造模块

  • 示意图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kpgAvpyi-1636293637170)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547ef5002df5?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 说明

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-e2PHCAJg-1636293637170)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547ef596cca8?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

此处详细分析 基础组件模型 & 虚拟组件

a. 基础组件模型

含基础组件 & 基础属性，具体如下

注：自定义的基础组件应继承基础定义 & 扩展

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gtzsty22-1636293637171)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547e622e4a99?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

模块3：辅助模块

  • 示意图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bfktgFw9-1636293637171)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f1f689914?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 说明

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-F59ODEJS-1636293637172)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f2cff9dec?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 特别注意：引入用户数据绑定的表达式的原因 开发业务组件时，基础属性 / 样式不能在模板里直接写死，而是需从数据里动态获取

/**

  • 访问数据属性的表达式
  • 语法说明
  •   a. 以 “${” 开头、以 “}” 结束

  •   b. 对于Map，通过“.”操作符访问

  •   c. 对于 Array  /  List，通过 “[]” 操作符访问
  • 示例如下
    */

${benefitImgUrl}；
${data[0].benefitImgUrl}；

/**

  • 条件表达式
  • 作用：根据数据中某个字段 来设置值的属性
  • 语法说明
  •   a. 以 “@{” 开头、以 “}” 结束，

  •   b. 中间部分 = 表达式的具体内容：  条件表达式 ? 结果表达式[1] : 结果表达式[2]

  •       注：1. 当条件表达式成立的时，使用结果表达式[1]，否则使用结果表达式[2]

  •          2. 条件表达式支持布尔类型、字符串类型、JSONObject、JSONArray

  •   c. 对于 Array  /  List，通过 “[]” 操作符访问
  • 示例如下
    */
    @{${logoUrl} ? visible : invisible };

模块4：管理模块

  • 示意图

![示意图](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/2

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4/161c547f2defb2a6?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)

  • 说明

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HmugEM2g-1636293637172)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f4cfec89e?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

模块5：更新模块

  • 示意图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-B6zWXe1B-1636293637172)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f4cee88da?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 说明

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BrXSF68K-1636293637173)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f53e2701b?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

配套使用的工具 & 服务

  • 示意图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WwPFuEbw-1636293637173)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f5726ecbe?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

  • 说明

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-K2sbnNmy-1636293637174)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f7852fa97?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

总结

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-E8mjiXTD-1636293637174)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/2/24/161c547f7e1f7623?imageView2/0/w/1280/h/960/ignore-error/1)]

6. 使用教程

  • 根据上述工作流程，其使用流程同样分为3步：创建UI组件、创建界面模板 & 客户端加载界面
  • 下面，我将根据上述3个步骤进行详细解析

6.1 创建UI组件

从一文可知，创建UI组件有2种方式：

  1. 直接使用框架内置的UI组件
  2. 自定义组件：通过封装好的Canvas流程，按照指定接口协议实现绘制逻辑 / 封装原生组件

此处为方便讲解，直接使用框架内置的UI组件

6.2 创建界面模板

此步骤包括：创建XML界面模板、编译成二进制数据、模板下发

6.2.1 创建XML界面模板

根据业务需求，使用XML编写模板

注：需使用专门的工具virtualview_tools编写，其 使用说明见文章virtualview_tools使用指南

  • 示例布局

/**

  • 使用说明：
  • 1. 控件引用：通过XML引用控件为方便讲解，XML内引用的VHLayout、NImage、NText 都是框架内置的控件：2个横向线性布局；每个布局 = 1个图 + 1个文本

从一文可知，创建UI组件有2种方式：

  1. 直接使用框架内置的UI组件
  2. 自定义组件：通过封装好的Canvas流程，按照指定接口协议实现绘制逻辑 / 封装原生组件

此处为方便讲解，直接使用框架内置的UI组件

6.2 创建界面模板

此步骤包括：创建XML界面模板、编译成二进制数据、模板下发

6.2.1 创建XML界面模板

根据业务需求，使用XML编写模板

注：需使用专门的工具virtualview_tools编写，其 使用说明见文章virtualview_tools使用指南

  • 示例布局

/**

  • 使用说明：
  • 1. 控件引用：通过XML引用控件为方便讲解，XML内引用的VHLayout、NImage、NText 都是框架内置的控件：2个横向线性布局；每个布局 = 1个图 + 1个文本
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