iOS hybrid App 的實(shí)現(xiàn)原理及性能監(jiān)測(cè)

作者董一凡自述：作為一名寫(xiě)了十年代碼的程序員，目前我最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域是移動(dòng)平臺(tái)的客戶(hù)端開(kāi)發(fā)，在移動(dòng)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)時(shí)間超過(guò)七年，前前后后涉獵過(guò)很多個(gè)平臺(tái)。隨著大部分移動(dòng)平臺(tái)自己走向死亡，現(xiàn)在我也主要專(zhuān)注在了iOS和Android兩大移動(dòng)平臺(tái)，偶爾也會(huì)客串下Windows這個(gè)不知道是移動(dòng)還是桌面的平臺(tái)。 十年前，我剛?cè)胄械臅r(shí)候，曾經(jīng)認(rèn)為自己將會(huì)永遠(yuǎn)做一個(gè)C++程序員，于是花了大量時(shí)間在C++上?，F(xiàn)在C++也是我工作所用的主力語(yǔ)言之一，工作之外也會(huì)偶爾寫(xiě)點(diǎn)什么娛樂(lè)一下。 寫(xiě)了一些年程序后，終于意識(shí)到了之前定位的狹隘，于是開(kāi)始廣泛的學(xué)習(xí)各種技術(shù)，各種各樣的語(yǔ)言也學(xué)了很多，值得慶幸的是，幾年折騰下來(lái)，我一直也沒(méi)有對(duì)寫(xiě)代碼這件事感到厭倦，于是我又認(rèn)為自己將會(huì)永遠(yuǎn)把開(kāi)發(fā)做下去。 現(xiàn)在，我也覺(jué)得開(kāi)發(fā)是一個(gè)可以終身做下去的事業(yè)，不過(guò)除了事業(yè)我還想追求更多的東西，從這些年的經(jīng)歷來(lái)看，其中貫穿始終的就是在不停的學(xué)習(xí)，想明白這一點(diǎn)后，我開(kāi)始除技術(shù)之外更廣領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，比如日語(yǔ)，畫(huà)畫(huà)，設(shè)計(jì)，鋼琴等等，給自己的定位也變成了在今后作為一名終身學(xué)習(xí)者。

一 iOS hybrid App 簡(jiǎn)單介紹

大家應(yīng)該多少都知道，iOS 設(shè)備上有兩種入口，一是通過(guò) App Strore 下載一個(gè)個(gè)的 App，另一個(gè)是用系統(tǒng)瀏覽器去訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)頁(yè)。前者我們一般稱(chēng)為原生應(yīng)用，后者就是傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)頁(yè)。兩者各有特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一個(gè)原生應(yīng)用，一般是使用 Apple 給我們提供的開(kāi)發(fā)工具和 Cocoa 框架。優(yōu)勢(shì)就是可以利用到系統(tǒng)的所有特性，做出很酷的特性而不損失任何的性能，而缺點(diǎn)就是每次 App 提供新功能都必須重新打包 App，提交給 Apple 進(jìn)行審核，通過(guò)以后再上架 App Store，最后用戶(hù)再升級(jí)，平均需要兩周的時(shí)間。相反，寫(xiě)一個(gè)網(wǎng)頁(yè)則完全沒(méi)有這個(gè)限制，服務(wù)器做一次升級(jí)，用戶(hù)通過(guò)瀏覽器再訪(fǎng)問(wèn)，就是最新的了，而寫(xiě)網(wǎng)頁(yè)的缺點(diǎn)則是受到很大的限制，很多系統(tǒng)特性是無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)的，而且性能往往不高，以至于很難實(shí)現(xiàn)一些很酷的效果。

鑒于原生應(yīng)用和網(wǎng)頁(yè)各有優(yōu)勢(shì)，所以就衍生出了一種介于兩者之間的開(kāi)發(fā)方式--混合應(yīng)用（hybrid App）。其特點(diǎn)是在原生應(yīng)用中嵌入一個(gè)瀏覽器組件，然后通過(guò)某種方式，讓原生代碼和網(wǎng)頁(yè)能夠雙向通訊，結(jié)果就是可以在需要原生功能的時(shí)候使用原生功能，而適合放在網(wǎng)頁(yè)端的部分就放在服務(wù)器上。某種程度上利用到了兩者的優(yōu)勢(shì)。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是，由于網(wǎng)頁(yè)技術(shù)在 iOS 和 Android 上是一樣的，所以網(wǎng)頁(yè)的這部分也就天然可以跨平臺(tái)了。

二 如何實(shí)現(xiàn) hybrid App

實(shí)現(xiàn)一個(gè) hybrid App 最簡(jiǎn)單的方法就是使用 Apache Cordova 開(kāi)源框架。Cordova 已經(jīng)幫你做好了所有的網(wǎng)頁(yè)和原生應(yīng)用之間的橋接工作，你需要做的就是根據(jù)他的文檔去寫(xiě)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)頁(yè)代碼和原生代碼就行了。具體請(qǐng)參考官方網(wǎng)站

可惜的是，我們總有些場(chǎng)景無(wú)法使用 Cordava，比如我曾經(jīng)的一個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目主要是要提供一個(gè) SDK ，SDK 本身要使用 hybrid 的技術(shù)。但是 SDK 的用戶(hù)可能也會(huì)用到 Cordova，有些情況下，兩者用的 Cordova 為不同版本，正好無(wú)法兼容。于是就需要自己去實(shí)現(xiàn) hybrid App 的底層了。

三 iOS hybrid App 的底層實(shí)現(xiàn)

1. 原生代碼調(diào)用網(wǎng)頁(yè)中的 JavaScript 函數(shù)

假設(shè)我們的網(wǎng)頁(yè)中有如下代碼

[scripttype=text/javascript]functionmyFunc(){returnTextfromweb}[/script]

原生代碼可以用如下方式調(diào)用 myFunc()

NSString*result=[self.webViewstringByEvaluatingJavaScriptFromString:@myFunc()];

在這里 result 就等于 Text from web

2. 網(wǎng)頁(yè)中的 JavaScript 調(diào)用系統(tǒng)的原生代碼

這一步比上邊的要復(fù)雜一些，iOS 不像 Android 可以直接給網(wǎng)頁(yè)中的 JavaScript 函數(shù)注入一個(gè)原生代碼的接口。這里我們會(huì)用一個(gè)比較曲折的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

假設(shè) Objective-C 的類(lèi)里有一個(gè)方法

-(void)nativeFunction:(NSString*)args{}

JavaScript 里我們用下邊的方法來(lái)最終調(diào)用到上邊這個(gè)方法

window.JSBridge.callFunction(callNativeFunction,somedata);

在我們的頁(yè)面里，是沒(méi)有 JSBridge.callFunction 存在的，這一步我們要在原生代碼端注入。

在 webView 的 delegate 的 - (void)webViewDidFinishLoad:(UIWebView *)webView 里我們用下邊的方式注入 JavaScript

NSString*js=@(function(){window.JSBridge={};window.JSBridge.callFunction=function(functionName,args){varurl=bridge-js://invoke?;varcallInfo={};callInfo.functionname=functionName;if(args){callInfo.args=args;}url+=JSON.stringify(callInfo);varrootElm=document.documentElement;variFrame=document.createElement(IFRAME);iFrame.setAttribute(src,url);rootElm.appendChild(iFrame);iFrame.parentNode.removeChild(iFrame);};returntrue;})();;[webViewstringByEvaluatingJavaScriptFromString:js];

簡(jiǎn)單解釋一下，首先我們?cè)? window 里創(chuàng)建一個(gè)叫 JSBridge 的對(duì)象，然后在里邊定義一個(gè)方法 callFunction，這個(gè)方法的作用是把兩個(gè)參數(shù)打包為 JSON 字符串，然后附帶到我們自定義的 URL bridge-js://invoke? 后邊，最后用 IFRAME 的方式來(lái)加載這個(gè) URL

這么做的原因是，當(dāng)加載 IFRAME 的時(shí)候，就會(huì)調(diào)用 webView 的 delegate 的 - (BOOL)webView:(UIWebView *)webView shouldStartLoadWithRequest:(NSURLRequest *)request navigationType:(UIWebViewNavigationType)navigationType 方法，其中 request 就是我們剛才自定義的那個(gè) URL，在這個(gè)方法里我們做如下處理

NSURL*url=[requestURL];NSString*urlStr=url.absoluteString;return[selfprocessURL:urlStr];

processURL 函數(shù)如下

-(BOOL)processURL:(NSString*)url{NSString*urlStr=[NSStringstringWithString:url];NSString*protocolPrefix=@bridge-js://invoke?;if([[urlStrlowercaseString]hasPrefix:protocolPrefix]){urlStr=[urlStrsubstringFromIndex:protocolPrefix.length];urlStr=[urlStrstringByReplacingPercentEscapesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];NSError*jsonError;NSDictionary*callInfo=[NSJSONSerializationJSONObjectWithData:[urlStrdataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]options:kNilOptionserror:jsonError];NSString*functionName=[callInfoobjectForKey:@functionname];NSString*args=[callInfoobjectForKey:@args];if([functionNameisEqualToString:@callNativeFunction]){[selfnativeFunction:args];}returnNO;}returnYES;}

從 bridge-js://invoke? 這個(gè)自定義的 URL 里邊把附帶在后邊 JSON 字符串解析出來(lái)，然后判斷 functionname key 的值如果是 callNativeFunction 那么就去調(diào)用原生方法 nativeFunction, 如果需要實(shí)現(xiàn)更多的方法調(diào)用，只要添加這個(gè)映射關(guān)系就行了。

至此，JavaScript 和 Objective-C 代碼的雙向調(diào)用就都實(shí)現(xiàn)了。

四 性能監(jiān)測(cè)

Hybrid 和原生應(yīng)用之間的爭(zhēng)論一直以來(lái)都不少，其核心問(wèn)題其實(shí)就是如何平衡開(kāi)發(fā)成本和用戶(hù)體驗(yàn)之間的關(guān)系。Hybrid的開(kāi)發(fā)成本一般來(lái)說(shuō)要低于原生應(yīng)用，然后其體驗(yàn)總是要差一些。為了讓 Hybrid 的用戶(hù)體驗(yàn)?zāi)芨赡艿慕咏鷳?yīng)用，性能監(jiān)測(cè)就顯的更為重要了。

影響 App 使用體驗(yàn)一般來(lái)講有兩個(gè)主要方面

第一方面是 UI 的響應(yīng)速度，UI 的流暢與否給用戶(hù)的體驗(yàn)是非常不一樣的。對(duì)這方面的性能監(jiān)測(cè)，一般的做法就是在主要的交互函數(shù)里打上時(shí)間戳，而對(duì)于系統(tǒng)的 View，也可以采用 Method Swizzle 的方法對(duì)所有的系統(tǒng)函數(shù)的調(diào)用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

二是網(wǎng)絡(luò)，而由于現(xiàn)在的大部分 App 都多少有了網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，所以網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求速度也會(huì)很大程度上影響用戶(hù)體驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題在 Hybrid App 就體現(xiàn)的更明顯。Hybrid App 總是會(huì)去加載服務(wù)器端的頁(yè)面，在頁(yè)面加載出來(lái)之前，很可能整個(gè)手機(jī)屏幕是空白的，如果空白時(shí)間太長(zhǎng)，將是一個(gè)很糟糕的事情，所以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)請(qǐng)求網(wǎng)頁(yè)的時(shí)間，以及頁(yè)面的加載速度就非常有必要了。針對(duì) webView，建議在它的 delegate 的幾個(gè)方法里打上時(shí)間戳，以此來(lái)統(tǒng)計(jì)頁(yè)面請(qǐng)求和加載的時(shí)間。

總之實(shí)現(xiàn)起來(lái)，并不是一個(gè)非常復(fù)雜的工作。然而性能監(jiān)測(cè)的工作，實(shí)現(xiàn)只是其中的一個(gè)方面，由于用戶(hù)的使用習(xí)慣，實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境各種問(wèn)題，性能監(jiān)測(cè)并不是在開(kāi)發(fā)階段監(jiān)測(cè)一下就算完了的，一般來(lái)說(shuō)，總是得把監(jiān)測(cè)工作部署到最終用戶(hù)的手機(jī)上去的，如果是一個(gè)用戶(hù)量不小的 App，那么如何把收集到的大量數(shù)據(jù)很好的統(tǒng)計(jì)顯示出來(lái)，這完全是另一回事了，把這事做好，要牽扯到很多的數(shù)據(jù)組織，前端展示的工作，實(shí)際的實(shí)施絕對(duì)不是個(gè)簡(jiǎn)單的工作。

所幸，現(xiàn)在已經(jīng)有很多公司幫我們完成了這個(gè)工作，比如 New Relic，App dynamics，Compuware，聽(tīng)云等。這次我們就以聽(tīng)云為例，看看他們是怎么來(lái)做性能監(jiān)測(cè)這件事的。

五 聽(tīng)云探針（iOS App版）的使用

聽(tīng)云對(duì) App 的性能監(jiān)測(cè)使用起來(lái)還是比較簡(jiǎn)單的，簡(jiǎn)單步驟如下

申請(qǐng)完聽(tīng)云的賬戶(hù)后，在添加 App 的地方填寫(xiě)相關(guān)信息

之后就會(huì)得到一個(gè)唯一的 App Key

然后下載聽(tīng)云的 iOS SDK 的 Framework，拷貝到項(xiàng)目中，注意添加以下 4 個(gè)額外的系統(tǒng)庫(kù)

• CoreTelephony.framework

• Security.framework

• SystemConfiguration.framework

• libz.dylib

然后在 App 的 pch 文件中包含聽(tīng)云 App 探針的頭文件

#import

最后將 main.m 中加入

[NBSAppAgentstartWithAppID:App_Key];

代碼一般為下邊的樣子

intmain(intargc,char*argv[]){@autoreleasepool{[NBSAppAgentstartWithAppID:App_Key];returnUIApplicationMain(argc,argv,nil,NSStringFromClass([AppDelegateclass]));}}

這樣整個(gè)集成工作就完成了。啟動(dòng) App，如果在 Log 日志中有如下內(nèi)容顯示就表示代碼集成成功

NBSAppAgent2.2.2.1---->start!SuccesstoconnecttoNBSSERVER

六 聽(tīng)云監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)觀(guān)察

1. 匯總數(shù)據(jù)

登錄到聽(tīng)云的后臺(tái)管理頁(yè)面，首先我們可以看到匯總的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，圖表的效果還是不錯(cuò)的，鼠標(biāo)放到每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)上會(huì)顯示詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

總體看來(lái)，分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是應(yīng)用交互性能，這類(lèi)主要是監(jiān)測(cè) UI 響應(yīng)情況，會(huì)給出 view 加載，以及 layout 的時(shí)間匯總。如果發(fā)現(xiàn)某一項(xiàng)參數(shù)出現(xiàn)異常，那也許就是需要重構(gòu) UI 的信號(hào)了。另一類(lèi)是網(wǎng)絡(luò)性能，包含網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間等。

2. Web View

重要的東西最先講，這個(gè)部分是聽(tīng)云目前最有特色的部分（好像是首家這么做的，目前還沒(méi)在其他的類(lèi)似服務(wù)里看到這個(gè)功能）。通常我們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)的時(shí)候，給出的是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的情況，這在瀏覽器里邊來(lái)說(shuō)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求其實(shí)也就是頁(yè)面的請(qǐng)求，兩者沒(méi)有區(qū)別。而到了 App 里，同樣是 http 請(qǐng)求，有可能是來(lái)自 web service 的調(diào)用，也可能是來(lái)自 web view 加載頁(yè)面。而后者正好是我們講的 Hybrid App 的主要實(shí)現(xiàn)方式。聽(tīng)云的這個(gè)條目就是完全只給出 web view 所進(jìn)行的請(qǐng)求情況，換句話(huà)說(shuō)，這是我們用來(lái)監(jiān)測(cè) Hybrid App 網(wǎng)絡(luò)性能的最好數(shù)據(jù)。

（1）HTTP請(qǐng)求

這里有所有 web view 所加載的頁(yè)面的匯總數(shù)據(jù)。

（2）頁(yè)面加載

聽(tīng)云除了給出網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)據(jù)，這里還很貼心的給出了頁(yè)面加載的匯總數(shù)據(jù)，要知道現(xiàn)在的網(wǎng)頁(yè)是有可能非常復(fù)雜，包含很多頁(yè)面元素的，在桌面端問(wèn)題也許不明顯，但在移動(dòng)端，太復(fù)雜的效果也許會(huì)大大的拖慢加載速度，影響用戶(hù)體驗(yàn)。根據(jù)這里給出的頁(yè)面加載數(shù)據(jù)，就可以有針對(duì)性的去優(yōu)化網(wǎng)頁(yè)了。

3. 網(wǎng)絡(luò)

這個(gè)條目主要是 App 的所有網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。

（1）拓補(bǔ)圖

這主要是一個(gè)分類(lèi)匯總的數(shù)據(jù)，可以分別查看是自己的 App 所以及第三方服務(wù)所發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的匯總數(shù)據(jù)。

（2）HTTP請(qǐng)求

顧名思義，這里是所有 http 請(qǐng)求的詳細(xì)數(shù)據(jù)，分別顯示了響應(yīng)最慢的主機(jī)，以及吞吐量最高的主機(jī)。

（3）地域

這個(gè)條目比較有意思，用顏色的方式標(biāo)示出了世界各國(guó)的平均響應(yīng)時(shí)間，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的國(guó)家還可以繼續(xù)進(jìn)入到下一級(jí)，最后可以進(jìn)入到詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析頁(yè)面。

（4）組合分析

這個(gè)頁(yè)面在中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下是非常有用的，它可以根據(jù)運(yùn)營(yíng)商，地域，接入方式來(lái)給出匯總數(shù)據(jù)。要知道中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境非常復(fù)雜，不同運(yùn)營(yíng)商之間，甚至同一運(yùn)營(yíng)商在不同的地區(qū)網(wǎng)絡(luò)互通情況會(huì)相差非常大。有了這里的數(shù)據(jù)，就可以有針對(duì)性的去部署服務(wù)器，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。

4. 交互

進(jìn)入交互分析具體項(xiàng)

在這里我們可以詳細(xì)的看到 ViewController 以及 View 的每一個(gè)系統(tǒng)函數(shù)的調(diào)用時(shí)間，通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)就可以非常好的分析是哪個(gè)一個(gè) ViewController 出了問(wèn)題，對(duì)應(yīng)的去重構(gòu)就可以了。

交互分析下邊的幾項(xiàng)是通過(guò)一定的條件來(lái)看 UI 交互的具體數(shù)據(jù)，可以通過(guò)版本進(jìn)行過(guò)濾，這樣就可以方便的過(guò)濾掉已經(jīng)把問(wèn)題修改掉了的版本。還可以通過(guò)操作系統(tǒng)（iOS/Android）和設(shè)備來(lái)看各自的交互響應(yīng)的數(shù)據(jù)。

5. 其他

除了性能分析，聽(tīng)云的數(shù)據(jù)里也有常見(jiàn)的崩潰數(shù)據(jù)，活躍數(shù)以及事件監(jiān)測(cè)等。這里就不詳細(xì)展開(kāi)了

七 總結(jié)

Hybrid App 在某些特定場(chǎng)景是非常有用的，然而也確實(shí)有它的局限性，特別是對(duì)交互要求很高的地方，使用它是不太合適，畢竟它還是基于網(wǎng)頁(yè)技術(shù)。不過(guò)html5在移動(dòng)端的發(fā)展也非常迅速，也許會(huì)有更好的未來(lái)也說(shuō)不定。總之掌握這個(gè)技術(shù)是不會(huì)錯(cuò)的。另外由于網(wǎng)頁(yè)端很可能會(huì)成為我們性能瓶頸，所以要時(shí)時(shí)注意測(cè)試相關(guān)部分的性能表現(xiàn)，也建議使用一些應(yīng)用性能監(jiān)測(cè)的第三方服務(wù)。這樣能夠更好的定位產(chǎn)品環(huán)境的問(wèn)題。