在App开发中，内嵌WebView始终占有着一席之地。它能以较低的成本实现Android、iOS和Web的复用，也可以冠冕堂皇的突破苹果对热更新的封锁。
然而便利性的同时，WebView的性能体验却备受质疑，导致很多客户端中需要动态更新等页面时不得不采用其他方案。 以发展的眼光来看，功能的动态加载以及三端的融合将会是大趋势。 那么如何克服WebView固有的问题呢？ 我们将从性能、内存消耗、体验、安全几个维度，来系统的分析客户端默认WebView的问题，以及对应的优化方案。 性能 对于WebView的性能，给人最直观的莫过于：打开速度比native慢。 是的，当我们打开一个WebView页面，页面往往会慢吞吞的loading很久，若干秒后才出现你所需要看到的页面。 这是为什么呢？ 对于一个普通用户来讲，打开一个WebView通常会经历以下几个阶段： 交互无反馈 到达新的页面，页面白屏 页面基本框架出现，但是没有数据；页面处于loading状态 出现所需的数据 如果从程序上观察，WebView启动过程大概分为以下几个阶段： WebView启动时间 如何缩短这些过程的时间，就成了优化WebView性能的关键。 接下来我们逐一分析各个阶段的耗时情况，以及需要注意的优化点。 WebView初始化 当App首次打开时，默认是并不初始化浏览器内核的； 只有当创建WebView实例的时候，才会创建WebView的基础框架。 所以与浏览器不同，App中打开WebView的第一步并不是建立连接，而是启动浏览器内核。 我们来分析一下这段耗时到底需要多久。 分析 针对WebView的初始化时间，我们可以定义两个指标： 首次初始化时间： 客户端冷启动后，第一次打开WebView， 从开始创建WebView到开始建立网络连接之间的时间。 二次初始化时间： 在打开过WebView后，退出WebView， 再重新打开WebView， 从 开始创建WebView到开始建立网络连接之间的时间。 测试数据： 测试系统1： iOS模拟器，Titans 10.0.7 测试系统2： OPPO R829T Android 4.2.2 测试方式：测试10次取平均值 测试App：美团外卖 单位：ms 首次初始化时间 二次初始化时间 iOS（UIWebView） 306.56 76.43 iOS（WKWebView） 763.26 457.25 Android 192.79 * 142.53 *Android外卖客户端启动后会在后台开启WebView进程，故并不是完全新建WebView时间。 这意味着什么呢？ 作为前端工程师，统计了无数次的页面打开时间，都是以网络连接开始作为起点的。 很遗憾的通知您：WebView中用户体验到的打开时间需要再增加70~700ms。 于是我们找到了“为什么WebView总是很慢”的原因之一： 在浏览器中，我们输入地址时（甚至在之前），浏览器就可以开始加载页面。 而在客户端中，客户端需要先花费时间初始化WebView完成后，才开始加载。 而这段时间，由于WebView还不存在，所有后续的过程是完全阻塞的。可以这样形容WebView初始化过程： WebView启动过程 那么有哪些解决办法呢？ 怎么优化 由于这段过程发生在native的代码中，单纯靠前端代码是无法优化的； 大部分的方案都是前端和客户端协作完成，以下是几个业界采用过的方案。 全局WebView 方法： 在客户端刚启动时，就初始化一个 全局的WebView 待用，并隐藏； 当用户 访问了 WebView时，直接使用这个 WebView 加载对应网页，并展示。 这种方法可以比较 有效的减少WebView在App中的首次打开时间。 当用户访问页面时，不需要初始化WebView的时间。 当然这也带来了一些问题，包括： 额外的内存消耗。 页面间跳转需要清空上一个页面的痕迹，更容易内存泄露。 【参考东软专利 - 加载网页的方法及装置 CN106250434A】 客户端代理数据请求 方法： 在客户端初始化WebView的同时，直接由native开始网络请求数据； 当页面初始化完成后，向native获取其代理请求的数据。 此方法虽然不能减小WebView初始化时间，但 数据请求 和 WebView初始化 可以 并行进行，总体的页面加载时间就缩短了；缩短总体的页面加载时间： 【参考腾讯分享：70%以上业务由H5开发，手机QQ Hybrid 的架构如何优化演进？】 还有其他各种优化的方式，不再一一列举，总结起来都是围绕两点： 在使用前 预先初始化 好WebView，从而减小耗时。 在初始化的同时，通过Native来完成一些网络请求等过程，使得WebView初始化 不是完全的 阻塞后续过程。 建立连接/服务器处理 在页面请求的数据返回之前，主要有以下过程耗费时间。 DNS connection 服务器处理 分析 以下为美团中活动页面的链接时间统计： 统计： 美团的活动页面 内容值： n%分位值（ms） DNS connection 获取首字节 50% 1.3 71 172 90% 60 360 541 优化 这些时间都是发生在 网页加载之前，但这并不意味着无法优化，有以下几种方法。 DNS采用和客户端API相同的域名 DNS会在系统级别进行缓存， 对于WebView的地址，如果使用的域名与native的API相同， 则可以直接使用缓存的DNS 而不用再发起请求图片。 以美团为例，美团的客户端请求域名主要位于api.meituan.com，然而内嵌的WebView主要位于 i.meituan.com。 当我们初次打开App时： 客户端首次打开都会请求api.meituan.com，其DNS将会被系统缓存。 然而当打开WebView的时候，由于请求了不同的域名，需要重新获取i.meituan.com的IP。 根据上面的统计，至少10%的用户打开WebView时耗费了60ms在DNS上面， 如果WebView的域名与App的API域名统一，则可以让WebView的DNS时间全部达到1.3ms的量级。 静态资源同理，最好与客户端的资源域名保持一致。 同步渲染采用chunk编码 同步渲染时如果后端请求时间过长，可以考虑采用chunk编码，将数据放在最后，并优先将静态内容flush。 对于传统的后端渲染页面，往往都是使用的【浏览器】--> 【Web API】 --> 【业务 API】的加载模式， 其中后端时间就指的是Web API的处理时间了。在这里Web API一般有两个作用： 确定静态资源的版本。 根据用户的请求，去业务API获取数据。 而一般确定静态资源的版本往往是直接读取代码版本，基本无耗时；而主要的后端时间都花费在了业务API请求上面。 那么怎么优化利用这段时间呢？ 在HTTP协议中，我们可以在header中设置 transfer-encoding:chunked 使得页面可以分块输出。如果合理设计页面， 让head部分都是确定的静态资源版本相关内容，而body部分是业务数据相关内容，那么我们可以在用户请求的时候， 首先将Web API可以确定的部分先输出给浏览器，然后等API完全获取后，再将API数据传输给浏览器。 下图可以直观的看出分chunk输出和一起输出的区别： 分chunk加载 如果采用普通方式输出页面，则页面会在服务器请求完所有API并处理完成后开始传输。浏览器要在后端所有API都加载完成后才能开始解析。 如果采用chunk-encoding: chunked，并优先将页面的静态部分输出；然后处理API请求，并最终返回页面，可以让后端的API请求和前端的资源加载同时进行。 两者的总共后端时间并没有区别，但是可以提升首字节速度，从而让前端加载资源和后端加载API不互相阻塞。 页面框架渲染 页面在解析到足够多的节点，且所有CSS都加载完成后进行首屏渲染。 在此之前，页面保持白屏；在页面完全下载并解析完成之前，页面处于不完整展示状态。 分析 我们以一个美团的活动页面作为样例： 测试页面：http://i.meituan.com/firework/meituanxianshifengqiang 在Mac上面，模拟4G情况 页面样式： 页面 测试得到的时间耗费如下： 表1 阶段 时间 大小 备注 DOM下载 58ms 29.5 KB 4G网络 DOM解析 12.5ms 198 KB 根据估算，在手机上慢2~5倍不等 CSS请求+下载 58ms 11.7 KB 4G网络（包含链接时间，CDN） CSS解析 2.89ms 54.1 KB 根据估算，在手机上慢2~5倍不等 渲染 23ms 1361节点 根据估算，在手机上慢2~5倍不等 绘制 4.1ms 根据估算，在手机上慢2~5倍不等 合成 0.23ms GPU处理 同时，对HTML的加载时间进行分析，可以得到如下时间点。 表2 指标 时间 计算方法 HTML加载完成时间 218 performance.timing.responseEnd - performance.timing.fetchStart HTML解析完成时间 330 performance.timing.domInteractive - performance.timing.fetchStart 这意味着什么呢？ 对于表1 可以看到，随着在网络优良的情况下，Dom的解析所占耗时比例还是不算低的，对于低端机器更甚。 Layout时间也是首屏前耗时的大头，据猜测这与页面使用了rem作为单位有关（待进一步分析）。 对于表2，我们可以发现一个问题 一般来说HTML在开始接收到返回数据的时候就开始解析HTML并构建DOM树。如果没有JS（JavaScript）阻塞的话一般会相继完成。 然而，在这里时间相差了90ms……也就是说，解析被阻塞了。 进一步分析可以发现，页面的header部分有这样的代码： ..... <link href="//ms0.meituan.net/css/eve.9d9eee71.css" rel="stylesheet" οnlοad="MT.pageData.eveTime=Date.now()"/> <script> window.fk = function (callback) { require(['util/native/risk.js'], function (risk) { risk.getFk(callback); }); } </script> </head> .... 通常情况下，上面代码的link部分和script部分如果单独出现，都不会阻塞页面的解析： CSS不会阻止页面继续向下继续。 内联的JS很快执行完成，然后继续解析文档。 然而，当这两部分同时出现的时候，问题就来了。 CSS加载阻塞了下面的一段内联JS的执行，而被阻塞的内联JS则阻塞了HTML的解析。 通常情况下，CSS不会阻塞HTML的解析，但如果CSS后面有JS， 则会阻塞JS的执行直到CSS加载完成（即便JS是内联的脚本），从而间接阻塞HTML的解析。 优化 在页面框架加载这一部分，能够优化的点参照雅虎14条就够了；但注意不要犯错，一个小小的 内联JS放错位置 也会让性能下降很多。 CSS的加载 会在HTML解析 到CSS的标签时开始，所以CSS的标签要尽量靠前。 但是，CSS链接下面不能有 任何的JS标签（ 包括很简单的内联JS），否则会阻塞HTML的解析。 如果必须要在头部增加内联脚本， 一定要放在CSS标签之前。 ??? CSS带来的阻塞解析 JS加载 对于大型的网站来说，在此我们先提出几个问题： 将全部JS代码打成一个包，造成首次执行代码过大怎么办？ 将JS以细粒度打包，造成请求过多怎么办？ 将JS按 "基础库" + "页面代码" 分别打包，要怎么界定什么是基础代码，什么是页面代码；不同页面用的基础代码不一致怎么办？ 单一文件的少量代码改的是否会导致缓存失效？ 代码模块间有动态依赖，怎样合并请求。 关于这些问题的解决方案数量可能会比问题还多，而它们也各有优劣。 具体分析太过复杂，鉴于篇幅原因在这里不做具体分析了。 您可以期待我们的后续计划：BPM（浏览器包管理）。 JS解析、编译、执行 在PC互联网时代，人们似乎都快忘记了 JS的解析和执行 还需要消耗时间。 确实，在几年前网速还在用kb衡量的时代里，JS的解析时间在整个页面的打开时间里只能算是九牛一毛。 然而，随着网速越来越快， 而 CPU的速度反而没有提升（从PC到手机），JS的时间开销就成为问题了。 解析执行js的速度 依赖好的cpu 那么JS的编译和解析，在当今的页面上要消耗多少时间呢？ 分析 我们用以下方式来检验JS代码的解析/编译和执行时间： <script> window.t1 = performance.now() </script> <script> window.test = function () { // test code } </script> <script> window.t2 = performance.now() test(); window.t3 = performance.now(); alert("编译耗时：" + (t2 - t1)); alert("执行耗时：" + (t3 - t2)); </script> 将测试代码放入 【test code】 位置，然后在手机中执行； 在t1~t2期间，JS代码仅仅声明了一个函数，主要时间会集中在 解析和编译过程； 在t2~t3时间段内，执行test时时间主要为代码的执行时间 在首次启动客户端后，打开WebView的测试页面，我们可以得到如下的结果： vue在安卓下还是要100多毫秒去执行, 虽然只是react 2/5 测试系统： iPhone6 iOS 10.2.1 测试系统： OPPO R829T Android 4.2.2 内容值： 编译时间（ms）/执行时间（ms） 系统 Zepto.js Vue.js React.js + ReactDOM.js iOS 5.2 / 8 12.8 / 16.1 13.7 / 43.3 Android 13 / 40 43 / 127 26 / 353 当保持客户端进行不关闭情况下， 关闭WebView并重新 访问测试页面，再次测试得到如下结果： 系统 Zepto.js Vue.js React.js + ReactDom.js iOS 0.9 / 1.9 5 / 7.4 3.5 / 23 Android 5 / 9 17 / 12 25 / 60 执行时间指的是框架代码加载的页面的初始化时间，没有任何业务的调用。 这意味着什么 经过测试可以得出以下结论： 偏重的框架，例如React，仅仅初始化的时间就会达到50ms ~ 350ms，这在对性能敏感的业务中时比较不利的。 在App的启动周期内，统一域名下的代码会 被缓存编辑 和 初始化结果，重复调用性能较好。 所以，在移动浏览器上，JS的解析和执行时间 并不是不可忽略的。 在低端安卓机上，（框架的初始化+异步数据请求+业务代码执行）会远高于几KB网络请求时间； 高性能的Web网站需要仔细斟酌前端渲染带来的性能问题。 优化 高性能要求页面还是需要后端渲染。 React还是太重了，面向用户写系统需要谨慎考虑。 JS代码的编译和执行会有缓存，同 一个 App中 网页 尽量统一框架。 WebView性能优化总结 一个加载网页的过程中，native、网络、后端处理、CPU都会参与，各自都有必要的工作和依赖关系； 让他们相互并行处理而不是相互阻塞才可以让网页加载更快： WebView初始化慢，可以在初始化同时先请求数据，让后端和网络不要闲着。 后端处理慢，可以让服务器分trunk输出，在后端计算的同时前端也加载网络静态资源。 脚本执行慢，就让脚本在最后运行，不阻塞页面解析。 同时，合理的预加载、预缓存可以让加载速度的瓶颈更小。 WebView初始化慢，就随时初始化好一个WebView待用。 DNS和链接慢，想办法复用客户端使用的域名和链接。 脚本执行慢，可以把框架代码拆分出来，在请求页面之前就执行好。 WebView内存消耗 分析 为了测试WebView会消耗多少内存，我们设计了如下的测试方案： 客户端启动后，记录消耗的内存。 打开空页面，记录内存的上涨。 退出。 打开空页面，记录内存上涨。 spring: application: name: register-center server: port: 8761 eureka: client: serviceUrl: defaultZone: www.michenggw.com http://www.ysyl157.com local.register.com:8761/eureka/,http://www.mcyllpt.com local.register.com:8762/eureka/ # 添加新的Eureka Server register-with-eureka: true fetch-registry: false registry-fetch-interval-seconds: 5 instance: lease-expiration-duration-in-seconds: 15 lease-renewal-interval-in-seconds: 5 prefer-ip-address: true instance-id: ${spring.yongshiyule178.com application.name}:${server.port} server: enable-self-preservation: false eviction-interval-timer-in-ms: 3000 退出。 打开加载了代码的页面，记录内存的额外增加。 得到如下测试结果： 测试系统： iOS模拟器，Titans 10.0.7 测试系统： OPPO R829T Android 4.2.2 测试方式：测试10次取平均值 首次打开增加内存 二次打开增加内存 加载KNB+VUE+灵犀 iOS UIWebView 31.1M 5.52M 2M iOS WKWebView 1.95M 1.6M 2M Android 32.2M 6.62M 1.7M WKWebView的内存消耗相比其他低了一个数量级，在此方面相当占优。 UIWebView和Android的WebView在首次初始化时都要消耗大量内存，之后每次新建WebView会额外增加一些。 UIWebView的内存占用不会在关闭WebView时主动回收，每次新开WebView都会消耗额外内存。 相比于性能，对于内存的优化可以做的还是比较有限的。 WKWebView的内存占用优势比较大（代价是初始化比较慢）。 页面内代码消耗的内存相比与WebView系统的内存消耗相比可以说是很低。 WebView体验 除了打开的速度，WebView通常体验也没有native的实现更好，我们可以找到以下几个例子： 长按选择 在WebView中，长按文字会使得WebView默认开始选择文字；长按链接会弹出提示是否在新页面打开。 解决方法：可以通过给body增加CSS来禁止这些默认规则。 点击延迟 在WebView中，click通常会有大约300ms的延迟（同时包括链接的点击，表单的提交，控件的交互等任何用户点击行为）。 唯一的例外是设置的meta：viewpoint为禁止缩放的Chrome（然而并不是Android默认的浏览器）。 解决方法：使用fastclick一般可以解决这个问题。 页面滑动期间不渲染/执行 在很多需求中会有一些吸顶的元素，例如导航条，购买按钮等；当页面滚动超出元素高度后，元素吸附在屏幕顶部。 这个功能在PC和native中都能够实现，然而在WebView中却成了难题： 在页面滚动期间，Scroll Event不触发 不仅如此，WebView在滚动期间还有各种限定： setTimeout和setInterval不触发。 GIF动画不播放。 很多回调会延迟到页面停止滚动之后。 background-position: fixed不支持。 这些限制让WebView在滚动期间很难有较好的体验。 这些限制大部分是不可突破的，但至少对于吸顶功能还是可以做一些支持： 解决方法： 在iOS上，使用position: sticky可以做到元素吸顶。 在Android上，监听touchmove事件可以在滑动期间做元素的position切换（惯性运动期间就无效了）。 crash 通常WebView并不能直接接触到底层的API，因此比较稳定；但仍然有使用不当造成整个App崩溃的情况。 目前发现的案例包括： 使用过大的图片（2M） 不正常使用WebGL WebView安全 WebView被运营商劫持、注入问题 由于WebView加载的页面代码是从服务器动态获取的，这些代码将会很容易被中间环节所窃取或者修改，其中最主要的问题出自地方运营商（浙江尤其明显）和一些WiFi。 我们监测到的问题包括： 无视通信规则强制缓存页面。 header被篡改。 页面被注入广告。 页面被重定向。 页面被重定向并重新iframe到新页面，框架嵌入广告。 HTTPS请求被拦截。 DNS劫持。 这些问题轻则影响用户体验，重则泄露数据，或影响公司信誉。 针对页面注入的行为，有一些解决方案： 使用CSP（Content Security Policy） CSP可以有效的拦截页面中的非白名单资源，而且兼容性较好。在美团移动版的使用中，能够阻止大部分的页面内容注入。 但在使用中还是存在以下问题： 由于业务的需要，通常inline脚本还是在白名单中，会导致完全依赖内联的页面代码注入可以通过检测。 如果注入的内容是纯HTML+CSS的内容，则CSP无能为力。 无法解决页面被劫持的问题。 会带来额外的一些维护成本。 总体来说CSP是一个行之有效的防注入方案，但是如果对于安全要求更高的网站，这些还不够。 HTTPS HTTPS可以防止页面被劫持或者注入，然而其副作用也是明显的，网络传输的性能和成功率都会下降， 而且HTTPS的页面会要求页面内所有引用的资源也是HTTPS的，对于大型网站其迁移成本并不算低。 HTTPS的一个问题在于：一旦底层想要篡改或者劫持，会导致整个链接失效，页面无法展示。 这会带来一个问题：本来页面只是会被注入广告，而且广告会被CSP拦截，而采用了HTTPS后，整个网页由于受到劫持完全无法展示。 对于安全要求不高的静态页面，就需要权衡HTTPS带来的利与弊了。 App使用Socket代理请求 如果HTTP请求容易被拦截，那么让App将其转换为一个Socket请求，并代理WebView的访问也是一个办法。 通常不法运营商或者WiFi都只能拦截HTTP（S）请求，对于自定义的包内容则无法拦截，因此可以基本解决注入和劫持的问题。 Socket代理请求也存在问题。 首先，使用客户端代理的页面HTML请求将丧失边下载边解析的能力； 根据前面所述，浏览器在HTML收到部分内容后就立刻开始解析，并加载解析出来的外链、图片等，执行内联的脚本 ……而目前WebView对外并没有暴露这种流式的HTML接口，只能由客户端完全下载好HTML后，注入到WebView中。因此其性能将会受到影响。 其次，其技术问题也是较多的，例如对跳转的处理，对缓存的处理，对CDN的处理等等……稍不留神就会埋下若干大坑。 此外还有一些其他的办法，例如页面的MD5检测，页面静态页打包下载等等方式，具体如何选择还要根据具体的场景抉择。 客户端内打开第三方WebView 一般来说，客户端内的WebView都是可以通过客户端的某个schema打开的，而要打开页面的URL很多都并不写在客户端内，而是可以由URL中的参数传递过去的。 那么，一旦此URL可以通过外界输入自定义，那么就有可能在客户端内部打开一个外部的网页。 例：作案过程 某个App有个WebView，打开的schema为 appxx://web?url={weburl}。 App中有个扫码的功能，可以扫描某个二维码并打开对应的schema链接。 某个坏人制作了一个二维码并张贴到街上，内容符合 ： appxx://web?url={some_hack_weburl}。 用户扫码打开了some_hack_weburl。 如果some_hack_weburl是一个高仿的登录页面，那么用户将会很可能将用户名密码提交到其他网站。 解决方法：在内嵌的WebView中应该限制允许打开的WebView的域名，并设置运行访问的白名单。或者当用户打开外部链接前给用户强烈而明显的提示。 发展 在一个客户端内，native目前主要功能是提供高效而基础的功能；内部的WebView则添加一些性能体验要求不高但动态化要求高的能力。 提高客户端的动态能力，或者提高WebView的性能，都是提升App功能覆盖的方式。 而目前的各种框架，ReactNative、Week包括微信小程序，都是这个趋势的尝试。 随着技术的发展，WebView的性能、体验和安全问题也将会逐渐的改善，在App中占有越来越多比重的同时，也将会为App开拓新的能力，为用户带来更优质的体验。