【Android高级工程师系统学习视频】百度APP-Android-H5首屏优化实践

百度App自2016年上半年尝试Feed流业务形态，至2017年下半年，历经10个版本的迭代，基本完成了产品形态的初步探索。在整个Feed流形态的闭环中，新闻详情页（文中称为落地页）作为重要的组成部分，如果打开页面后，loading时间过长，会严重影响用户体验。因此我们针对落地页这种H5的首屏展现速度进行了长期优化，本文会详细阐述整个优化思路和技术细节

二、方法论

通过分析用户反馈，发现当时的落地页从点击到首屏展现平均需要3s的时间，每次用户兴致勃勃的想要浏览感兴趣的文章时，却因为过长的loading时间，而不耐烦的选择了back。为了提升用户体验，我们进行了以下工作：

通过用户反馈、QA测试等多种渠道，发现落地页首屏加载慢问题
定义首屏性能指标（首屏含图，以图片加载为准；首屏无图，以文字渲染结束为准）
NA、内核、H5三方针对自己加载H5的流程进行划分并埋点上报
统计侧根据三端上报的数据产出平均值、80分位值的性能报表
分析性能报表，找到不合理的耗时点，并进行优化
以AB实验方式，对比优化前后的性能报表数据，产出优化效果，同时评估用户体验等相关指标
按照长期优化的方式，不断分析定位性能瓶颈点并优化，以AB实验方式评估效果，最终达到我们的落地页秒开目标

三、Hybrid方案简述及性能瓶颈

（一）方案简述

优化之前，我们与业内大多数的App一样，在落地页的技术选型中，为了满足跨平台和动态性的要求，采用了Hybrid这种比较成熟的方案。Hybrid，顾名思义，即混合开发，也就是半原生半Web的方式。页面中的复杂交互功能采用端能力的方式，调用原生API来实现。成本低，灵活性较好，适合偏信息展示类的H5场景

下面用一张图来表示百度App中Hybrid的实现机制和加载流程

（二）性能瓶颈

为了分析Hybrid方案首屏展现较慢的原因，找到具体的性能瓶颈，客户端和前端分别针对各自加载过程中的关键节点进行埋点统计，并借由性能监控平台日志进行展示，下图是截取的某一天全网用户的落地页首屏展现速度80分位数据

各阶段性能点可以按Hybrid加载流程进行划分，可以看到，从点击到首屏展现，大致需要2600ms，其中初始化NA组件需要350ms，Hybrid初始化需要170ms，前端H5执行JS获取正文并渲染需要1400ms，完成图片加载和渲染需要700ms的时间

我们具体分析下四个阶段的性能损耗主要发生在哪些地方： 1) 初始化NA组件从点击到落地页框架初始化完成，主要工作为初始化WebView，尤其是第一次进入（WebView首次创建耗时均值为500ms）

Hybrid初始化

这个阶段的工作主要包含两部分，一个是根据调起协议中传入的相关参数，校验解压下发到本地的Hybrid模板，大致需要100ms的时间；此外，WebView.loadUrl执行后，会触发对Hybrid模板头部和Body的解析

正文加载&渲染

执行到这个阶段，内核已经完成了对Hybrid模板头部和body的解析，此时需要加载解析页面所需的JS文件，并通过JS调用端能力发起对正文数据的请求，客户端从Server拿到数据后，用JsCallback的方式回传给前端，前端需要对客户端传来的JSON格式的正文数据进行解析，并构造DOM结构，进而触发内核的渲染流程；此过程中，涉及到对JS的请求，加载、解析、执行等一系列步骤，并且存在端能力调用、JSON解析、构造DOM等操作，较为耗时

图片加载

第（3）步中，前端获取到的正文数据包含落地页的图片地址集，在完成正文的渲染后，需要前端再次执行图片请求的端能力，客户端这边接收到图片地址集后按顺序请求服务器，完成下载后，客户端会调用一次IO将文件写入缓存，同时将对应图片的本地地址回传给前端，最终通过内核再发起一次IO操作获取到图片数据流，进行渲染；

总体来看，图片渲染的时间依赖前端的解析效率、端能力执行效率、下载速度、IO速度等因素

通过分析，延伸出对Hybrid方案的一些思考：

渲染为什么这么慢
图片请求能否提前
串行逻辑是否可以改为并行
WebView初始化时间是否还可以优化

四、百度App落地页优化方案

（一）CloudHybrid

基于之前对Hybrid性能的分析，我们内部孵化了一个叫做CloudHybrid的项目，用来解决落地页首屏展现慢的痛点；一句话来形容CloudHybrid方案，就是采用后端直出+预取+拦截的方式，简化页面渲染流程，提前化&并行化网络请求逻辑，进而提升H5首屏速度

1.后端直出-快速渲染首屏

a. 页面静态直出

对于Hybrid方案来说，端上预置和加载的html文件只是一个模板文件，内部包含一些简单的JS和CSS文件，端上加载HTML后，需要执行JS通过端能力从Server异步请求正文数据，得到数据后，还需要解析JSON，构造DOM，应用CSS样式等一系列耗时的步骤，最终才能由内核进行渲染上屏；为了提升首屏展示速度，可以利用后端渲染技术(smarty)对正文数据和前端代码进行整合，直出首屏内容，直出后的html文件包含首屏展现所需的内容和样式，内核可以直接渲染；首屏外的内容（包括相关推荐、广告等）可以在内核渲染完首屏后，执行JS，并利用preact进行异步渲染

百度APP直出方案：

对于客户端来说，从CDN中拉取到的html都是已经在server渲染好首屏的，这样的内容无需二次加工，展现速度可以大大提升，仅直出一点，手百Feed落地页的首屏性能数据就从2600ms优化到2000ms以内

b. 动态信息回填

为了保证首屏渲染结果的准确性，除了在server侧对正文内容和前端代码进行整合外，还需要一些影响页面渲染的客户端状态信息，例如首图地址、字体大小、夜间模式等这里我们采用动态回填的方式，前端会在直出的html中定义一系列特殊字符，用来占位；客户端在loadUrl之前，会利用正则匹配的方式，查找这些占位字符，并按照协议映射成端信息；经过客户端回填处理后的html内容，已经具备了展现首屏的所有条件

c. 动画间渲染

先看下优化前后效果：

优化前-图1

优化后-图2

正常来说，直出后的页面展现速度已经很快了；但在实际开发中，你可能会遇到即使自己的数据加载速度再快，仍然会出现Activity切换过程中无法渲染H5页面的问题（可以通过开发者模式放慢动画时间来验证），产生视觉上的白屏现象（如上面图1）我们通过研究源码发现，系统处理view绘制的时候，有一个属性setDrawDuringWindowsAnimating，从命名可以看出来，这个属性是用来控制window做动画的过程中是否可以正常绘制，而恰好在Android 4.2到Android N之间，系统为了组件切换的流程性考虑，该字段为false，我们可以利用反射的方式去手动修改这个属性，改进后的效果见上面图2

/**

让 activity transition 动画过程中可以正常渲染页面
/
private void setDrawDuringWindowsAnimating(View view) {
if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.M
|| Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR1) {
// 1 android n以上 & android 4.1以下不存在此问题，无须处理
return;
}
// 4.2不存在setDrawDuringWindowsAnimating，需要特殊处理
if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR1) {
handleDispatchDoneAnimating(view);
return;
}
try {
// 4.3及以上，反射setDrawDuringWindowsAnimating来实现动画过程中渲染
ViewParent rootParent = view.getRootView().getParent();
Method method = rootParent.getClass()
.getDeclaredMethod(“se
tDrawDuringWindowsAnimating”, boolean.class);
method.setAccessible(true);
method.invoke(rootParent, true);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/*
android4.2可以反射handleDispatchDoneAnimating来解决
*/
private void handleDispatchDoneAnimating(View paramView) {
try {
ViewParent localViewParent = paramView.getRootView().getParent();
Class localClass = localViewParent.getClass();
Method localMethod = localClass.getDeclaredMethod(“handleDispatchDoneAnimating”);
localMethod.setAccessible(true);
localMethod.invoke(localViewParent);
} catch (Exception localException) {
localException.printStackTrace();
}
}

2.智能预取-提前化网络请求

经过直出的改造之后，为了更快的渲染首屏，减少过程中涉及到的网络请求耗时，我们可以按照一定的策略和时机，提前从CDN中请求部分落地页html，缓存到本地，这样当用户点击查看新闻时，只需从缓存中加载即可

手百预取服务架构图

目前手百预取服务支撑着图文、图集、视频、广告等多个业务方，根据业务场景的不同，触发时机可以自定义，也可以遵循我们默认的刷新、滑停、点击等时机，此外，我们会对预取内容进行优先级排序（根据资源类型、触发时机），会动态的根据当前手机状态信息进行并发控制和流量控制，在一些降级场景中，server还可以通过云控的方式来控制是否预取以及预取的数量

3.通用拦截-缓存共享、请求并行

在落地页中，除了文本外，图片也是重要的组成部分。直出解决了文字展现的速度问题，但图片的加载渲染速度仍不理想，尤其是首屏中带有图片的文章，其首图的渲染速度才是真正的首屏时间点传统Hybrid方案，前端页面通过端能力调用NA图片下载能力来缓存和渲染图片，虽然实现了客户端和前端图片缓存的共享，但由于JS执行时机较晚，且多次端能力调用存在效率问题，导致图片渲染延后

初步改进方案：为了提升图片加载速度，减少JS调用耗时，改为纯H5请求图片，速度虽然有所提升，但是客户端和前端缓存无法共享，当点击图片调起NA图片查看器时，无法做到沉浸式效果，且仍需重复下载一次图片，造成流量浪费终极方案：借由内核的shouldInterceptRequest回调，拦截落地页图片请求，由客户端调用NA图片下载框架进行下载，并以管道方式填充到内核的WebResourceResponse中

此方案在满足图片渲染速度的同时，解耦了客户端和前端代码，客户端充当server角色，对图片进行请求和缓存控制，保证前端和客户端可以共用图片缓存，改造后的方案，非首图展现流程，页面不卡顿，首屏80分位值缩短80ms~150ms

效果如下：

优化前Hybrid方案

优化后通用拦截方案

4.整体方案流程

非首图展现流程，页面不卡顿，首屏80分位值缩短80ms~150ms

效果如下：

优化前Hybrid方案

[外链图片转存中…(img-twaTZasH-1642753243931)]

优化后通用拦截方案

[外链图片转存中…(img-kDmAqQjM-1642753243931)]

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二、方法论