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HTML5、Web引擎与跨平台移动App开发

helloworld 发表于 2年前  | 评论(0 )| 阅读次数(1182 )|   0 人收藏此文章,   我要收藏

移动端跨平台应用开发是个有趣的话题。纵观该领域目前各个开发商提供的多种方案,大致可以分为三大类:

  1. 基于HTML5的方案。该方案以PhoneGap/Cordova为代表。其基本思路是针对HTML5标准目前功能上的不足,补充定义了一套比较实用的API(比如硬件访问/系统交互等),然后基于平台上自带的Web引擎(比如iOS的UIWebview等),通过扩展机制实现了这些API,在此基础上再提供一套应用打包部署系统。Intel的XDK也属于此类方案。

  2. 将Native API映射封装成统一语言的API的方案。该方案以TitaniumXamarin为代表,其中Titanium提供JavaScript API,Xamarin提供C# API。这样的好处是可以较容易达到和Native API类似的能力,编程模型/方式也和原生应用相似。

     
  3. 有行业针对性的HTML5 API方案。比如Ludei的CocoonJS就 是一个比较有意思的方案,它设计了一套专门针对2D/3D游戏开发的API(支持iOS和Android)。可以认为它是HTML5图形操作的子集 (Canvas +WebGL),再加上一些扩展的API比如硬件访问能力/广告/应用内购买/社交网络整合等,以实现一个完整的游戏引擎。

本文重点介绍基于HTML5的方案相比其他方案的优缺点,如何实现更好的效果,以及目前的一些进展。

HTML5方案的特点

原生API映射的方案,如Titanium、Xamarin,其优点在于功能和性能与原生系统比较接近。但是,由于不同系统原生API设计上还是会 有不少差异,API的映射还是需要不少的权衡取舍。同时,由于这些API是这些厂商自定义的,谈不上什么标准,相应的开发资源(程序库/技术支持/社区等 等)也相对有限。

而另一方面,标准化、开发资源的丰富则是HTML5方案最大的优点,同时第三方的HTML5框架工具比如PhoneGap/Cordova也极大促 进了HTML5应用的发展,它们提供了方便的跨平台应用打包/发布服务、实用的API、灵活的扩展机制、以及积累下来的丰富的第三方API实现。而上游的 W3C一旦开始支持一些新的API,PhoneGap/Cordova也可以很快沿用这些标准的API将相关能力开放出去。

HTML5方案的主要不足则在于功能和性能方面,这主要是因为HTML5应用的能力严重依赖于系统自带的Web引擎:iOS的UIWebview、 Android的Webview等,此类组件的HTML5能力相比Safari for iOS、Chrome for Android都要差一截。另外在Android平台上,由于系统碎片化比较严重,不同Android版本的Webview的HTML5能力也有较大差 异,导致相应的HTML5应用一致性难以保证。

好消息是,现在已经出现一些第三方的Web引擎以提供比系统默认的Webview更好的功能和性能,而PhoneGap/Cordova也正在改进 架构以便引入这些更好的第三方Web引擎。另外对于Tizen、Firefox OS这样本身就是HTML5 Runtime加上扩展API的系统而言,HTML5应用是一等公民,在功能拓展方面相比iOS、Android上会增强不少。

而第三种方案,CocoonJS的优点是专注于2D/3D游戏开发,画图性能很好,比如同时画1000个精灵也能达到60FPS,这是绝大多数的浏 览器/通用的HTML5引擎目前还做不到的。这个方案的缺点在于,由于它的画图操作简化了很多路经,它无法做到和HTML5 DOM元素的互操作,而且它的HTML5能力也只是一个子集,功能比较受限。目前CocoonJS针对Android也引入了另外一种模式 Webview+作为补充,Webview+基于Chromium的内核加上Cordova API的支持以实现更通用的HTML5能力。

总的来说,HTML5应用的能力很大程度上依赖于Web引擎的能力。因此,无论是移动操作系统开发商还是开发工具的开发商,都持续在Web引擎的方向投入了更多的努力。

Web引擎

Web引擎目前大致可分为三种方式:

  1. 浏览器,比如Safari/Chrome/UC Browser等;
  2. 系统自带的Webview组件,比如上面提到的iOS UIWebview和Android Webview
  3. 专门的Web Engine,比如Intel的开源项目Crosswalk、Ludei的Webview+

浏览器方式很容易理解,一个HTML5应用就是一个Web页面,用户通过浏览器打开一个URL,然后进入浏览器的全屏模式/App模式进行操作,或 者是通过点击一个事先创建好的快捷方式打开应用。这种方式的性能取决于浏览器本身对HTML5的支持情况,一般来说要优于Webview组件的方式,但是 问题在于不同的浏览器有差异,而且通过浏览器运行HTML5较难做到类似原生应用的体验(应用切换/权限管理/系统资源访问/整合等)以及丰富的API支 持。

Webview组件方式的一般用法是以Hybrid的方式发布HTML5应用,即上述提到的PhoneGap/Cordova方案所采用的方式。其问题已经在上面提到过,主要是Webview组件本身对HTML5的支持能力不足。

专门的Web引擎可以有较好的HTML5功能和性能支持,同时有较好一致性,类似原生应用的系统整合也可以做得较好。这种方式的缺点则在于开发者需 要将Web引擎与应用程序一起打包,生成的应用大小会更大,因此有的Web引擎(如Crosswalk)也提供了一种“共享模式”,让多个应用可以共享一 个Web引擎,仅当应用第一次启动并且发现系统还没有相应Web引擎时才提示用户下载安装。

目前的发展趋势是:通过PhoneGap/Cordova方式得到丰富的API支持,通过专门开发的Web引擎去提升HTML5的能力。

Crosswalk和Ludei的Webview+在概念上比较类似。Webview+是闭源的,目前还不好评估;Crosswalk由我所在的团 队开发,是开源的(BSD许可协议),基于Chromium内核,着重于对HTML5功能和性能的支持,发布周期为六周一次,支持Cordova API。

目前Crosswalk正式支持的移动操作系统包括Android和Tizen,在Android 4.0及以上的系统中使用Crosswalk的Web应用程序体验和原生应用没有区别。该引擎现在已经成为众多知名HTML5平台和应用的推荐引擎,包括Google Mobile Chrome AppIntel XDKFamo.usConstruct2等 等,未来的Cordova 4.0也计划集成该Web引擎。不过比较遗憾的是,由于iOS的限制(iOS不允许应用使用使用除iOS UIWebView之外第三方的JIT--即时编译引擎),目前Crosswalk也没有办法提供直接的支持,但这也许会随着HTML5更广泛的进入移动 市场而发生改变。

总结

现在的HTML5 App(加上API扩展)已经可以胜任很多事了,比如教育类应用,休闲游戏等等。不过对于那些实时性要求比较高的、计算量大的(比如涉及大量的元素绘制, 或并行计算等)、复杂的3D游戏,多人在线游戏/应用等还有不少差距。另外,工具方面,如何能够更高效的调试/开发/性能内存调优 HTML5应用也是另外一个需要提高的地方。不过,这些方面也在不断的演进。相信不久的将来,HTML5终会成为主流移动开发平台。

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