Android | Tangram动态页面之路（七）硬核的Virtualview

哈利迪
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何为Virtualview，简单来说，就是通过xml来描述视图，然后压缩成二进制格式，客户端通过解析并渲染成原生view或交由Canvas绘制的过程。

系列文章：

  1. 需求背景
  2. Tangram和vlayout介绍
  3. Tangram的使用
  4. vlayout原理
  5. Tangram原理
  6. json模板和数据分离

GitHub地址：

本文基于最新源码分析。

VirtualView

需求背景一文介绍了模块化搭建页面的由来，那有没有想过这样一种场景，有天产品灵光一闪，想要不发版把上图下文换成上文下图，又或者想要在每个图片右上角加个双11大促角标来营造氛围，由于客户端只预埋了上图下文的样式（以下简称cell），即ImageTextView，所以只能延期到下一班车，

很显然，即便我们根据当下的业务抽象了一些常用的Cell，比如上图下文、纯文本、单图等，而且还支持了一些通用的属性配置如文本大小颜色等，也无法满足多变的业务需求，也即cell不够用了，我们要有线上生产cell并下发的能力。所以，VirtualView诞生了。

VirtualView的核心思想是，编写xml样式文件，编译压缩成二进制文件，下发到客户端，客户端解析，转成native view，或者用canvas绘制。引用官方的一张图片，

因此，当UI有细节变动时，只需要修改xml，然后编译好下发给客户端替换即可。不过，我们的生产环境用的是另外一套基于flexbox-layout的方案而非VirtualView，本文是站在学习的角度进行调研。

框架名字积木和七巧板，可见，相似的业务场景，衍生出了相似的技术方案。

VirtualView很赞的两点是，他的二进制压缩和实时预览，接下来进行详细分析。

二进制压缩

通过 XML 编写的业务组件，如果直接加载解析，会有几个问题：一是原始文件相对较大，因为 XML 里会有冗余信息，如空格、换行、还有重复出现的字符串等，文件体积比较大；二是解析 XML 会有一定开销，相对于二进制数据直接解析，XML 解析会比较重，例如节点遍历、属性访问等都显得有些臃肿。通过提前将 XML 模板处理成二进制格式，可以将繁重的解析工作从客户端运行时中剥离出来，而通过将一些重复的资源做合并处理并建立索引，可以减少冗余信息，减少模板文件大小，通常情况下，处理成二进制格式的模板比原始模板可减少 50% - 60% 的大小。

引用自苹果核 - VirtualView Android实现详解（一）—— 文件格式与模板编译

先来看一个简单的xml样式文件，直接把他下发到客户端存在两个问题，一是冗余字符引起的带宽浪费，二是客户端解析耗时和内存，在用户手机内存吃紧时，面对一个样式繁多的RecyclerView时，即便存在复用机制也可能因解析引起oom（来自电商的痛），往往需要在编译期就把xml转成view类，

<VHLayout xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
          xsi:noNamespaceSchemaLocation="../../vv.xsd"
          orientation="V"
          layoutWidth="match_parent"
          layoutHeight="200"
          background="#11000000">

  <NText text="${text}"
         textSize="30"
         textColor="@{${items[0].info.textColor} ? ${items[1].subItems[0].info.textColor} : ${items[2].subItems[0].info.textColor}}"
         background="#fffff0"
         layoutWidth="match_parent"
         layoutHeight="200"
         gravity="h_center|v_center" />

</VHLayout>

连Android自带的XmlPullParser解析都足够重了，那我们能不能避开这个思路呢？来看看VirtualView的思路，首先看到virtualview_tools工程，在virtualview_tools/compiler-tools/RealtimePreview/config.properties文件中，

// 把内置支持的view映射成int，1000以内
VIEW_ID_FrameLayout=1
VIEW_ID_NImage=9
VIEW_ID_VImage=10
// 1000以上给外部自定义的view
VIEW_ID_TotalContainer=1010

// 定义枚举映射，即xml里写的row、row-reverse也会被转成int
flexDirection=Enum<row:0,row-reverse:1,column:2,column-reverse:3>
orientation=Enum<H:1,V:0>

// 定义一些属性值的类型
borderWidth=Float
itemWidth=Number

在进行类型的简化后，约定一种数据格式，每一块分别展示什么信息，如下，

比如，开头有版本区，后面有组件区、组件长度区、字符串区、字符串长度区、表达式区、表达式长度区...这有点像JVM校验解析字节码的过程。一些资源的映射处理，如下，

  • 颜色：转换成4字节整型颜色值，格式 AARRGGBB；
  • 枚举：按照预定义的整数转换，比如 gravity 的类型，orientation 的类型；
  • 字符串：以 hashCode 值作为它的序列化后整数，并在字符串资源区建立以 hashCode 为索引的列表，在解析的时候从中获取原始的字符串值；
  • 逻辑表达式：与字符串的处理类似；
  • 数字：直接转换成 4 字节的整型或者浮点型，并支持带单位的类型；

引用自苹果核 - VirtualView Android实现详解（一）—— 文件格式与模板编译

字符串用hashCode值为索引的列表方案，可以节省重复字符串的空间，表达式是用来绑定动态数据如${text}。

得到二进制数据，

把二进制数据下发到客户端，在Virtualview-Android工程中，可以看到一个BinaryLoader类，

//BinaryLoader.java

//二进制数据，转成byte数组进行读取
public int loadFromBuffer(byte[] buf, boolean override) {
    CodeReader reader = new CodeReader();

    reader.setCode(buf);
    reader.seekBy(Common.TAG.length());

    // check version
    int majorVersion = reader.readShort();  //读取主版本号
    int minorVersion = reader.readShort();  //读取副版本号
    int patchVersion = reader.readShort();  //读取修订版本号
    reader.setPatchVersion(patchVersion);

    int uiStartPos = reader.readInt();  //读取UI开始位置
    reader.seekBy(4);

    int strStartPos = reader.readInt();  //读取字符串开始位置
    reader.seekBy(4);

    int exprCodeStartPos = reader.readInt();  //读取表达式开始位置
    reader.seekBy(4);
}

这样，把xml样式文件压缩成二进制文件，既节省了带宽，又免去了客户端比较重的XmlPullParser解析，真是快乐Double~

原生控件和虚拟控件

VirtualView翻译成中文就是虚拟视图，因为他里边有个虚拟控件的概念。可以看到它里边有些控件有两份，分别是V和N开头的，如VImage和NImage、VText和NText，

V开头指的是Virtual View虚拟视图，即不需要实际的ImageView或TextView，而是在一个Container（如ViewGroup）内，直接拿他的画布canvas进行内容绘制，如drawText或drawBitmap等操作；

N开头指的是Native View即原生视图，需要实际的ImageView或TextView来承载。

看下截图更直观，

Virtual View：

Native View：

虚拟视图跟原生视图相比会更轻量，当然具体还得结合业务使用，目前支持两种视图的混用，这样就需要去避免一个问题，虚拟视图画在宿主上作为”背景“，原生视图放在宿主上有可能会遮挡虚拟视图。

实时预览

安装fswatch监听文件修改，

brew install fswatch

安装qrencode生成二维码（可选），

brew install qrencode

在virtualview_tools项目中virtualview_tools/compiler-tools/RealtimePreview目录下，执行./run.sh启动服务器，手机和电脑连同一网络，手机运行Virtualview-Android项目（记得把HttpUtil类中的ip地址改成电脑的ip），进入模板实时预览，可以加载服务器下发的HelloWorld，点进去就可以看样式了，

接着修改文件保存，fswatch监听到修改，触发服务器重新编译HelloWorld，

合并结果data.json如下，

{
    "templates": [  //样式：xml -> 二进制 -> Base64.encode ，客户端拿到后decode回二进制进行解析
        "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"
    ], 
    "data": {  //数据
        "text": "Hello World!"
    }
}

可见实时预览时，服务端把二进制数据进行了Base64编码（真实的业务场景也可以参考），客户端点击Refresh按钮重新加载http://127.0.0.1:7788/helloworld/data.json，在PreviewActivity中，

//PreviewActivity.java
//获取网络数据data.json
PreviewData previewData = new Gson().fromJson(string, PreviewData.class);
//取出templates字段
loadTemplates(previewData.templates);

//进行Base64解码，然后读取二进制数据进行解析
sViewManager.loadBinBufferSync(Base64.decode(temp, Base64.DEFAULT));

在VirtualView的加持下，Tangram的动态能力得到进一步提升，实现了线上生产cell并下发替换。

一些案例

Tangram：

官方show-case、

内部Lego：

参考文章

本文使用 mdnice 排版

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