【技术干货】移动端跨平台技术发展

简介: 移动端跨平台技术一直在寻求研发效率动态性与性能体验间的平衡,本文归纳总结Hybrid技术、React Native技术、Flutter、小程序的技术演进与未来趋势。

跨平台背景


跨平台解决的问题

  纵观跨端技术发展史,想象一根线段,左边是 H5,代表研发效率与动态性;右边是 Native,代表高性能与体验,这几年技术演进的过程,就是通过不断在两个端点间找寻更好平衡的过程,方案无绝对的好坏,而更多是看业务场景诉求,没有银弹,未来这些方案也将在很长一段时间内和平相处,共同构建起大前端的边界与生态。

跨平台分类

按照技术原理,主要可分为如下三类。

  • H5(HTML5)+ 原生 ( Cordova、 Ionic、小程序)。
  • Javascript 开发 + 原生渲染 ( React Native、Weex、快应用)。
  • 自绘渲染(原生、 Flutter)。


跨平台方案汇总


跨平台开发趋势

跨平台技术演进过程


全球跨平台开发技术变化(2019-2020)

主要有以下几点

  • React Native仍是目前最普遍的跨平台开发技术。
  • Flutter是唯一增长的技术,也是开发者最喜爱的技术。随着2021年发布2.0版本,会有更多的开发者选择Flutter。
  • Cordova/Ionic/PhoneGap三个是同一个技术,技术经历了多年,仍是H5+原生开发的最优选择。

19/20 全球移动开发者跨端解决方案使用率,数据来源statista

"Most Popular Technology - Other Frameworks" category in the Stack Overflow Survey 2021.


Other Frameworks and Libraries” category in the Stack Overflow Survey 2021.


三方SDK跨平台支持

常用的三方SDK官方对跨平台的支持情况,三方公司的实际动作,也预示着未来的技术趋势。


Native(Android/iOS)

H5

Flutter

React Native

微信小程序

支付宝小程序

cordova

uni-app

其他

环信

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y


友盟

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

极光

Y

Y

Y

Y

Y

Y

HBuilder、C、weex

高德地图

Y

Y

Y

Y

Y

微信支付/分享/登陆

Y

Y

Y

支付宝支付

Y

Y

Y

QQ登陆

Y

Y

阿里云推流

Y


阿里云播放器

Y

Y

Y

二维码zxing

Y

C++

bugly

Y

百度移动统计

Y

Y

Y

mob

Y

Y

Y

Y


总计

13

8

6

3

5

5

2

3



阿里跨平台方向



Native跨平台主流技术

1. H5 Hybrid

这类方案最为直接,简单来说就是用网页来跨端。开发成本低、标准统一、生态繁荣上来说,H5 Hybrid 方案基本是不二之选。

优点:

  • 好上手,前端工程师可以直接开发
  • 前端成熟度高,生态丰富

APP不直接全用 Web,主要有以下2点原因:

  • 性能和体验上差:Web 标准在设计上不是 Design for Performance 的,导致很多地方难以进一步改善,例如 JS 执行和 Layout、渲染互斥无法并行,导致过长的 JS 执行任务会执行正常的渲染导致卡顿。
  • W3C 标准作为开放技术标准,历史包袱多,逻辑复杂


案例:Cordova、Ionic :

它们本质上都是使用 HTML、CSS 和 JavaScript 进行跨平台原生应用的开发。该方案说到底是在 iOS 和 Androd 上运行 Web 应用,它在Hybrid基础上优化了 web 跨端时代的两大痛点问题:

  • 性能,依靠容器能力,各类离线化、预装包、prefetch 方案大幅减少页面渲染所需加载资源数量,或提前加载时间,配合一些编码上的优化,在 2/3G 及 4G 时代早期把 Web 的秒开体验拉到了与 Native 一个数量级的水平;
  • 功能,通过 JSBridge 桥接的方式,规避了 Web 标准制定长流程,及与 Native 原生的割裂带来的底层能力缺失。

但也存在Hybrid已有的问题,比如:

  • JavaScript Context 和原生通信频繁,导致性能体验较差;
  • 页面逻辑由前端负责,组件也是前端渲染,也造成了性能短板;
  • 运行 JavaScript 的 WebView 内核在各平台上不统一;
  • 国内厂商对于系统的深度定制,导致内核碎片化。


适用场景

   Hybrid&WebView虽然很难满足部分场景对于性能和体验的极致要求,但是会是最稳定、长期存在且得到支持的方案。从开发效率和未来长期的维护演变来看,在能够满足性能体验要求的前提下,Web 方案仍然是最优先应该考虑的。同时,在 APP 的 WebView 容器上我们能做更多的工作,例如通过容器来提供一些端内的能力,结合 Native 能力实现的并行数据加载,页面保活等等。



2. React Native /Weex 类方案

这种方案主要思想是:开发者依然使用 Web 语言(如 React 框架或其他 DSL),但渲染基本交给原生平台处理通过 JSC(V8)链接 Web 生态与原生控件,结合 React/Vue 等框架,尝试在研发效率与性能体验间寻找更佳的平衡点,也为前端与无线的协同模式开辟了一条新的道路。

主要优势:

  • React/Vue生态圈整体发展成熟,社区力量大
  • 支持动态化
  • 比H5方案的运行效率高

它的主要问题:

  • 数据通信过程是异步的,通信成本很高,性能达不到Native的效果
  • Native 容器化本质上没有消灭一致性问题,而是把问题转移到了容器层解决,瓶颈依然存在;
  • 伴随业务需求的复杂化,每个新特性的支持都会带来容器复杂度的升高,进而影响到性能/体验/稳定性,更多的分层也带来了问题排查难度的提升;


3. Flutter

Flutter 要解决的问题和其他方案不同,完全不打算继续在 Web 生态上借力,从设计之初也并没有把 Web 生态考虑进去。相比于 RN 依赖 Native View 渲染,Flutter 则是自绘的组件,直接通过 Skia 绘制到屏幕上。Flutter 具备其他(主流)跨平台方案所不具备的技术优势,它是更底层,真正意义上的跨端,未来前景大好。

优点:

  • 性能高,使用自绘渲染引擎,是最接近原生体验的跨平台技术
  • 前景好,是Google下一代移动操作系统Fuchsia开发框架

缺点:

  • 作为后入场者,生态达到成熟的程度尚需时日
  • 学习dart语言有成本
  • 官方不支持动态化/混合栈,需要借助三方库实现



三种主流框架对比

对比维度

Apache Cordova

React Native

Flutter

背后支持

apple

facebook

google

开发语言

使用标准的html语言开发(HTML5, JavaScript and CSS3.),运行在特定平台的native wrappers上。

采用JS语言开发,基于React

Dart语言开发,Flutter runs in the Dart virtual machine, which features a just-in-time (JIT) execution engine.

支持平台

(依赖web view component的多平台支持) mobile – Android, iOS, Windows Phone; desktop – OS X, and Electron (which can be run on Windows, Linux, and OS X).但也导致跨平台或者跨设备的issue,需要特殊处理

Android and iOS

iOS and Android, web (beta), and desktop (technical preview)

学习门槛

low entry threshold(仅需要html,css,js知识)

基于React,对前端工程师更友好,学习曲线低

“everything is a widget” 的理念与react.js和component-based JS frameworks相似,对于熟悉这类开发工作的程序员有较浅的学习曲线Dart需要重新学习,但是与typescript类似

UI design

支持UI custom design

RN可以利用原生已有的优秀UIRN控件转换为对应平台原生控件的过程,IOS和Android存在一定的差异

UI在IOS和Android基本一致。支持Material, Cupertino or fully custom design.但是Material, Cupertino UI的细节调整,较难实现

组件

大多数能够找到,少部分需要原生定制开发

大多数能够找到,customized widgets需要自己实现,可以使用Dart开发或者在原有widgets上开发

performance and responsiveness

heavily loaded interfaces can lead to performance bottlenecks

有效率问题,RN的渲染机制是基于前端框架的考虑,复杂的UI渲染是需要依赖多个view叠加

使用高性能渲染引擎来绘 制 widget,有更好的可控性,native-like performance

与原生服务通信方式

在JavaScriptCore(js虚拟机)基础上,封装各平台的应用层接口,定义了 Javascript 和封装后的接口之间的通信协议。以RN的桥接方式和原生服务通信

Flutter在跟系统service通信时,通过 Skia 和各平台的底层图形库对接,同时提供丰富的基于 Skia 的控件,来实现跨平台的开发。

安装包

iOS空项目 3M左右,Android20M左右

iOS空项目 30M左右,Android空项目 7M左右

启动速度

与原生相差无几

较慢

是否支持热更新

支持

不支持

是否支持混编

支持

支持



小程序跨平台技术

   小程序的核心是商业模式,而非技术实现。它不为解决跨端问题而生,是一套为了能让三方也接入进来的一套解决方案。小程序技术面向三方能保障业务体验的底线,但小程序技术架构本身的限制导致业务无法去提升上限,所以会有人觉得小程序体验普遍很差。

   程序跨端方案大体分为编译时与运行时两类:

  • 编译时方案:比较知名的编译时方案是 Taro,大致的原理可以解释为将 JSX 编译到小程序的 WXML/WXSS/JS 上,而这类框架的实现原理其实并非真的是一个 React 或者类 React 框架,而是把看起来像是 JSX 的模板通过静态编译的方式翻译成小程序自身的模板。这样做的限制非常明显,小程序所采用的 WXML 却是一个表达能力非常受限的模板语言,我们不可能完成从一个通用编程语言到模板语言的编译。而静态编译类框架为了做到这一点,采取的方式就是限制开发者的写法,这一点直接导致了无穷尽的维护成本和严重受损的开发体验。
  • 运行时方案:remax通过 React Reconciler可以让运行在小程序容器中的 React 不去直接操作 DOM,而是把操作的数据通过 setData 传递给小程序的 View 层映射到最后的界面上。这种做法相对于小程序原生的渲染方式存在一定的性能损耗。


小程序技术框架对比

如何选择跨平台开发框架

跨平台的各个方案无绝对的好坏,而更多是看业务场景诉求,没有银弹,只有适用性。

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