导语 | QQ音乐 Android 客户端的 Web 页面日均 PV 达到千万量级，然而页面的打开耗时与 Native 页面相距甚远，需要系统性优化。本文将介绍 QQ 音乐 Android 客户端在进行 Web 页面通用性能优化过程中的问题、思路、方案和效果，并尝试对跨端场景的常见瓶颈和对策进行归纳。文章作者：关岳，QQ音乐客户端开发工程师。作为一款注重于内容运营的应用程序，QQ 音乐 Android 客户端的 Web 页面日均 PV 达到千万量级，评论页、MV 页等核心页面均有 Web 页面参与，或完全由 Web 实现。客户端内 Web 页面的打开耗时与 Native 页面相距甚远，需要系统性优化。然而，现有的前端和跨端优化方案，存在一定局限性。1. 前端优化的局限
针对 Web 页面的耗时优化，在优化思路、方案、服务、工具链等方面都已经建设得非常详细。然而，在客户端内 Web 页面这一场景，纯前端优化存在以下两个局限：从客户端角度，除了思考优化 WebView 初始化耗时之外，还可以从 “扩展前端生命周期” 的角度出发，思考优化方案。2. 跨端优化的局限
现有跨端优化方案，包括离线包、VasSonic 等，为了达到最好的优化效果，均需要前端终端共同参与改造。这导致存量页面的逻辑改造增加，对线上页面不够友好，引入额外的成本和风险。在前端开发资源不足时，这些优化的开展存在一定难度。从减少前端开发工作量的角度来看，需要思考更具通用性、前端感知更小的优化方案。3. 目标
基于本次优化的背景，本次优化提出以下两方面的目标：增强通用性、减少前端改造成本。在展开优化思路和实施的同时，需要建立衡量优化效果的性能指标。1. 客户端现有性能指标数据
接下来基于客户端内 Web 页面加载过程，描述客户端现有性能指标代表的时机。（1）客户端 WebView 回调
基于 Android WebView 的过程监控回调和页面框架能力，可以实现的性能监控包括：其中，onMainFrameFinished 取第一个非主请求 (HTML) 的资源被拦截的时机。对于绝大多数页面来说，此时已经完成主请求 (HTML) 的下载，并已经开始解析；可以粗略代表主请求流程结束。
（2）W3C Performance Timing
与客户端回调相比，W3C Performance Timing 提供了更细致的加载过程信息，但是不包含 WebView 开始初始化的时间点。下图中仅列出部分：2. 各端单独采集的局限
（1）前端采集的局限
- 无法独立获取 WebView 开始初始化的时间点。
（2）客户端采集的局限
SSR (服务端渲染) 和 CSR (客户端渲染)，页面内容可消费的时间点不一致。- CSR 页面需在前端页面框架加载后再展示数据，内容请求完成并上屏，发生在页面加载完成之后
- SSR 页面的首次内容上屏可携带首屏数据，因此在页面加载完成之前，页面内容已经可以被消费
客户端回调时机不够完整或过于“苛刻”，测不准“页面内容可消费”的时间点。通过追溯客户端 onPageFinished 的回调时机，发现对应的 Blink 代码要求必须满足：页面解析完毕、 没有正在下载的资源等条件。按照这个标准，一旦存在某个图片一直处在加载中，但页面框架的其他内容均已处理完毕，onPageFinished 回调也会等待图片加载完成才回调，与实际上的 “页面内容可消费” 时间点存在差异。3. 指标设计方案
（1）前端侧
前端自行完成结束时间点的设置，并从客户端获取 WebView 初始化时间点，统计上报打开耗时。- 前端通过手动埋点或监听 DOM 节点数变更，获取加载完成时间点。
- 前端统计时调用客户端提供 JSAPI，获取以 WebView 初始化时间点作为起点的耗时。
（2）客户端侧
作为一个补充方案，客户端可以通过 JavaScript 注入获取上述 W3C Performance Timing 中的 domInteractive 时间点，作为结束时间点。
- 前端
domInteractive 时，已完成所有页面展示必需资源的请求和处理 - 可以衡量SSR(服务端渲染) 页面的可消费耗时，和CSR(客户端渲染)页面的首帧耗时
webView.evaluateJavascript( script = “(function(){return performance.timing.domInteractive;})();”, callback = { value -> responseEndDuration = value.toLong() - getOnCreateTimestamp() } )
虽然 WebKit 负责维护 Performance Timing 的值，但是 WebView 并未提供接口获取上述时间点的值。
1. 优化方案概述
基于客户端内 Web 页面的加载流程，从 “WebView 初始化耗时优化”、“资源加载耗时优化”、“逻辑处理耗时优化” 三个方面，提出了 5 个优化项。各优化项在 Web 页面加载过程中的生效时机如下：2. 优化手段说明
（1）WebView 初始化
经过前期分析，WebView 初始化耗时本身的耗时压缩空间比较有限。因此优化手段主要以初始化逻辑前置为主。例如，“WebView 实例池” 通过在应用位于后台、主线程卡顿影响不明显的时机进行 WebView 预初始化，置换启动 Web 页面时的初始化耗时。（2）客户端自建缓存
为了实现前述各项资源加载优化，客户端需要独立于 WebView 的缓存机制，自建一个资源缓存。自建缓存参考客户端常用的三级缓存机制，基于 WebView 的强生命周期，设计了 “冷-热缓存循环” 的缓存生命周期。例如，在 WebView 初始化的同时，自建缓存把页面需要的资源从文件系统加载到内存；向 WebView 资源拦截回调输入字节流时，自建缓存一定从内存缓存中输出，输出完毕后即可立即从内存缓存中被清除。这一机制可以使内存缓存的淘汰更积极，字节流在内存中停留的时间更短，减少内存占用。（3）公共资源内联
在完成公共资源池开发后，页面打开耗时出现了负优化的情况。经过分析，确定与资源拦截回调的性能瓶颈有关。因此，为了减少资源拦截回调的性能影响，从减少拦截次数的角度，引入了公共资源内联优化。- 公共资源加载到热缓存后，转换为对应的 HTML 节点
- 主请求并行加载完成后，直接在主请求字节流中替换其对应的外联节点；替换后的新字节流返回 WebView
引入公共资源内联后，基本抵消了资源拦截回调的性能影响，页面加载耗时提升 3.2%。3. 优化效果
- 加载耗时降低 26.2% (1932ms → 1426ms)
基于在 WebView 场景下的优化过程，推及跨端场景可能存在的类似问题，本文尝试给出一些跨端场景中可能的性能瓶颈及应对方式。1. 前终端通信通道效能不足，考虑 “少次多量”
跨平台方案 (WebView、React Native 等) 普遍存在前终端通信通道效能不足的问题。- 通信线程多为单线程，甚至需要在主线程发起或处理通信
因此，当在跨端场景出现大数据量传递时，需要优先考虑当前通信通道的可用性。在需要传递数据总量无法压缩的情况下，如果通道允许，尽量减少传递次数，增加单次传递的数据量。
2. 扩展生命周期
前端生命周期有限。客户端可以利用在前端生命周期以外的时间，进行适当的资源前置和逻辑前置，降低页面加载耗时。例如上述优化中的 “公共资源池”、“主请求并行加载” 等，体现了扩展生命周期的思想。除此之外，微信小程序的双线程模型[1]通过引入 JSCore，增加前端代码的可执行时长，并通过离线包等手段帮助前端扩展生命周期。3. 精简 / 前置公共库代码
如果前端页面共用公共库，随着前端业务的复杂化，公共库的自然膨胀，可能会放大脚本解析与执行的耗时。针对 Web 页面，可以通过精简基础库的方式，减少无关代码的执行；针对 React Native 页面，可以通过进行分包和实例预加载，让更多基础库代码在页面加载前执行，从而降低页面启动时执行的代码量，减少耗时。本文基于客户端内 Web 页面的加载特点，针对 WebView 初始化、资源加载和逻辑处理现状中的问题和瓶颈，设计并实施了 5 个优化项，优化效果比较明显。并且尝试对跨端场景的瓶颈与对策进行归纳，尝试为后续跨端场景的优化工作提供思路。未来，团队还将进一步丰富客户端与前端的协同性能监控，并允许前端通过更精细化的方式启动客户端 Web 页面框架。远期，还将尝试探索 CGI 前置、引入 JSCore 等手段，进一步提升特定场景下的 Web 页面加载耗时。[1] 微信小程序的双线程模型：
https://developers.weixin.qq.com/ebook?action=get_post_info&docid=0000286f908988db00866b85f5640a
