知识的领域是无限的,我们的学习也是无限期的。这篇文章主要讲述手把手教你构建 Android WebView 的缓存机制 &
资源预加载方案相关的知识,希望能为你提供帮助。
前言
- 由于
H5
具备 开发周期短、灵活性好 的特点, 所以现在android App
大多嵌入了Android Webview
组件进行Hybrid
开发 - 但我知道你一定在烦恼
Android Webview
的性能问题, 特别突出的是: 加载速度慢 & 消耗流量 - 今天,
我将针对
Android Webview
的性能问题, 提出一些有效解决方案。
文章图片
1. Android WebView 存在什么性能问题?
Android WebView
里H5
页面加载速度慢- 耗费流量
1.1 H5 页面加载速度慢
文章图片
下面会详细介绍:
1.1.1 渲染速度慢 前端
H5
页面渲染的速度取决于 两个方面:
Js
解析效率
Js
本身的解析过程复杂、解析速度不快 & 前端页面涉及较多JS
代码文件, 所以叠加起来会导致Js
解析效率非常低- 手机硬件设备的性能
由于Android
机型碎片化, 这导致手机硬件设备的性能不可控, 而大多数的Android手机硬件设备无法达到很好很好的硬件性能
1.1.2 页面资源加载缓慢
H5
页面从服务器获得,
并存储在 Android
手机内存里:
H5
页面一般会比较多- 每加载一个
H5
页面, 都会产生较多网络请求:html
主URL
自身的请求;HTML
外部引用的JS、CSS
、字体文件, 图片也是一个独立的HTTP
请求
H5
页面资源加载缓慢总结: H5页面加载速度慢的原因: 渲染速度慢 & 页面资源加载缓慢 导致。
1.2 耗费流量
- 每次使用
H5
页面时, 用户都需要重新加载Android WebView
的H5
页面 - 每加载一个
H5
页面, 都会产生较多网络请求( 上面提到) - 每一个请求都串行的, 这么多请求串起来, 这导致消耗的流量也会越多
- 综上所述,
产生
Android WebView
性能问题主要原因是:
文章图片
- 上述问题导致了
Android WebView
的H5
页面体验 与 原生Native
存在较大差距。
Android WebView
的性能问题,
我提出了3种解决方案:
- 前端
H5
的缓存机制(WebView
自带) - 资源预加载
- 资源拦截
2.1 前端
H5
的缓存机制- 定义
缓存, 即离线存储
- 这意味着
H5
网页 加载后会存储在缓存区域, 在无网络连接时也可访问WebView
的本质 = 在Android
中嵌入H5
页面, 所以,Android WebView
自带的缓存机制其实就是H5
页面的缓存机制Android WebView
除了新的File System
缓存机制还不支持, 其他都支持。
- 作用
- 离线浏览:
用户可在没有网络连接时进行
H5
页面访问 - 提高页面加载速度 & 减少流量消耗: 直接使用已缓存的资源, 不需要重新加载
- 离线浏览:
用户可在没有网络连接时进行
- 具体应用
此处讲解主要讲解 前端H5
的缓存机制 的缓存机制 & 缓存模式 :
a. 缓存机制: 如何将加载过的网页数据保存到本地
b. 缓存模式: 加载网页时如何读取之前保存到本地的网页缓存
前者是保存, 后者是读取, 请注意区别2.1.1 缓存机制
Android WebView
自带的缓存机制有5种:- 浏览器 缓存机制
Application Cache
缓存机制Dom Storage
缓存机制Web SQL Database
缓存机制Indexed Database
缓存机制File System
缓存机制(H5
页面新加入的缓存机制, 虽然Android WebView
暂时不支持, 但会进行简单介绍)
1. 浏览器缓存机制 a. 原理
- 根据
HTTP
协议头里的Cache-Control
( 或Expires
) 和Last-Modified
( 或Etag
) 等字段来控制文件缓存的机制 - 下面详细介绍
Cache-Control
、Expires
、Last-Modified
&Etag
四个字段
Cache-Control
: 用于控制文件在本地缓存有效时长
如服务器回包:Cache-Control:max-age= 600
, 则表示文件在本地应该缓存, 且有效时长是600秒( 从发出请求算起) 。在接下来600秒内, 如果有请求这个资源, 浏览器不会发出 HTTP 请求, 而是直接使用本地缓存的文件。
Expires
: 与Cache-Control
功能相同, 即控制缓存的有效时间
Expires
是HTTP1.0
标准中的字段, Cache-Control 是HTTP1.1
标准中新加的字段- 当这两个字段同时出现时,
Cache-Control
优先级较高
Last-Modified
: 标识文件在服务器上的最新更新时间
下次请求时, 如果文件缓存过期, 浏览器通过 If-Modified-Since 字段带上这个时间, 发送给服务器, 由服务器比较时间戳来判断文件是否有修改。如果没有修改, 服务器返回304告诉浏览器继续使用缓存; 如果有修改, 则返回200, 同时返回最新的文件。
Etag
: 功能同Last-Modified
, 即标识文件在服务器上的最新更新时间。
常见用法是:
- 不同的是,
Etag
的取值是一个对文件进行标识的特征字串。- 在向服务器查询文件是否有更新时, 浏览器通过
If-None-Match
字段把特征字串发送给服务器, 由服务器和文件最新特征字串进行匹配, 来判断文件是否有更新: 没有更新回包304, 有更新回包200Etag
和Last-Modified
可根据需求使用一个或两个同时使用。两个同时使用时, 只要满足基中一个条件, 就认为文件没有更新。
Cache-Control
与Last-Modified
一起使用;Expires
与Etag
一起使用;
特别注意: 浏览器缓存机制 是 浏览器内核的机制, 一般都是标准的实现
【手把手教你构建 Android WebView 的缓存机制 & 资源预加载方案】即b. 特点Cache-Control
、Last-Modified
、Expires
、Etag
都是标准实现, 你不需要操心
- 优点:
支持
Http
协议层 - 不足: 缓存文件需要首次加载后才会产生; 浏览器缓存的存储空间有限, 缓存有被清除的可能; 缓存的文件没有校验。
对于解决以上问题, 可以参考手 Q 的离线包c. 应用场景 静态资源文件的存储, 如
JS、CSS
、字体、图片等。d. 具体实现
Android Webview
会将缓存的文件记录及文件内容会存在当前 app 的 data 目录中。
Android WebView
内置自动实现,
即不需要设置即实现2. Application Cache 缓存机制 a. 原理
Android
4.4后的WebView
浏览器版本内核:Chrome
- 浏览器缓存机制 是 浏览器内核的机制, 一般都是标准的实现
- 以文件为单位进行缓存, 且文件有一定更新机制( 类似于浏览器缓存机制)
AppCache
原理有两个关键点: manifest 属性和 manifest 文件。
<
!DOCTYPE html>
<
html manifest=
"
demo_html.appcache"
>
// HTML 在头中通过 manifest 属性引用 manifest 文件
// manifest 文件:
就是上面以 appcache 结尾的文件,
是一个普通文件文件,
列出了需要缓存的文件
// 浏览器在首次加载 HTML 文件时,
会解析 manifest 属性,
并读取 manifest 文件,
获取 Section:
CACHE MANIFEST 下要缓存的文件列表,
再对文件缓存
<
body>
...
<
/body>
<
/html>
// 原理说明如下:
// AppCache 在首次加载生成后,
也有更新机制。被缓存的文件如果要更新,
需要更新 manifest 文件
// 因为浏览器在下次加载时,
除了会默认使用缓存外,
还会在后台检查 manifest 文件有没有修改(
byte by byte)
发现有修改,
就会重新获取 manifest 文件,
对 Section:
CACHE MANIFEST 下文件列表检查更新
// manifest 文件与缓存文件的检查更新也遵守浏览器缓存机制
// 如用户手动清了 AppCache 缓存,
下次加载时,
浏览器会重新生成缓存,
也可算是一种缓存的更新
// AppCache 的缓存文件,
与浏览器的缓存文件分开存储的,
因为 AppCache 在本地有 5MB(
分 HOST)
的空间限制
b. 特点 方便构建
Web App
的缓存专门为c. 应用场景 存储静态文件( 如Web App
离线使用而开发的缓存机制
JS
、CSS
、字体文件)
d. 具体实现
- 应用场景 同 浏览器缓存机制
- 但AppCache 是对 浏览器缓存机制 的补充, 不是替代。
// 通过设置WebView的settings来实现
WebSettings settings =
getSettings();
String cacheDirPath =
context.getFilesDir().getAbsolutePath()+
"
cache/"
;
settings.setAppCachePath(cacheDirPath);
// 1. 设置缓存路径settings.setAppCacheMaxSize(20*1024*1024);
// 2. 设置缓存大小settings.setAppCacheEnabled(true);
// 3. 开启Application Cache存储机制// 特别注意
// 每个 Application 只调用一次 WebSettings.setAppCachePath() 和
WebSettings.setAppCacheMaxSize()
3. Dom Storage 缓存机制 a. 原理
- 通过存储字符串的
Key - Value
对来提供
b. 特点DOM Storage
分为sessionStorage
&localStorage
; 二者使用方法基本相同, 区别在于作用范围不同:
a.sessionStorage
: 具备临时性, 即存储与页面相关的数据, 它在页面关闭后无法使用
b.localStorage
: 具备持久性, 即保存的数据在页面关闭后也可以使用。
- 存储空间大( 5MB) : 存储空间对于不同浏览器不同, 如Cookies 才 4KB
- 存储安全、便捷:
Dom Storage
存储的数据在本地, 不需要经常和服务器进行交互
不像c. 应用场景 存储临时、简单的数据Cookies
每次请求一次页面, 都会向服务器发送网络请求
d. 具体实现
- 代替 **将 不需要让服务器知道的信息 存储到
cookies
**的这种传统方法Dom Storage
机制类似于Android
的SharedPreference
机制
// 通过设置 `
WebView`
的`
Settings`
类实现
WebSettings settings =
getSettings();
settings.setDomStorageEnabled(true);
// 开启DOM storage
4. Web SQL Database 缓存机制 a. 原理 基于
SQL
的数据库存储机制b. 特点 充分利用数据库的优势, 可方便对数据进行增加、删除、修改、查询
c. 应用场景 存储适合数据库的结构化数据
d. 具体实现
// 通过设置WebView的settings实现
WebSettings settings =
getSettings();
String cacheDirPath =
context.getFilesDir().getAbsolutePath()+
"
cache/"
;
settings.setDatabasePath(cacheDirPath);
// 设置缓存路径settings.setDatabaseEnabled(true);
// 开启 数据库存储机制
特别说明
- 根据官方说明,
Web SQL Database
存储机制不再推荐使用( 不再维护) - 取而代之的是
IndexedDB
缓存机制, 下面会详细介绍
NoSQL
数据库,
通过存储字符串的 Key - Value
对来提供类似于b. 特点Dom Storage 存储机制
的key-value
存储方式
文章图片
c. 应用场景 存储 复杂、数据量大的结构化数据
d. 具体实现:
// 通过设置WebView的settings实现
WebSettings settings =
getSettings();
settings.setjavascriptEnabled(true);
// 只需设置支持JS就自动打开IndexedDB存储机制
// Android 在4.4开始加入对 IndexedDB 的支持,
只需打开允许 JS 执行的开关就好了。
6 . File System a. 原理
- 为
H5
页面的数据 提供一个虚拟的文件系统
- 可进行文件( 夹) 的创建、读、写、删除、遍历等操作, 就像
Native App
访问本地文件系统一样- 虚拟的文件系统是运行在沙盒中
- 不同
WebApp
的虚拟文件系统是互相隔离的, 虚拟文件系统与本地文件系统也是互相隔离的。
- 虚拟文件系统提供了两种类型的存储空间:
临时 &
持久性:
- 临时的存储空间: 由浏览器自动分配, 但可能被浏览器回收
- 持久性的存储空间: 需要显式申请; 自己管理( 浏览器不会回收, 也不会清除内容) ; 存储空间大小通过配额管理, 首次申请时会一个初始的配额, 配额用完需要再次申请。
- 可存储数据体积较大的二进制数据
- 可预加载资源文件
- 可直接编辑文件
d. 具体使用 由于
File System
是 H5
新加入的缓存机制,
所以Android WebView
暂时不支持缓存机制汇总
文章图片
使用建议
- 综合上述缓存机制的分析, 我们可以根据 需求场景的不同( 缓存不同类型的数据场景) 从而选择不同的缓存机制( 组合使用)
- 以下是缓存机制的使用建议:
文章图片
2.1.2 缓存模式
- 定义
缓存模式是一种 当加载H5
网页时 该如何读取之前保存到本地缓存
从而进行使用 的方式
即告诉Android WebView
什么时候去读缓存, 以哪种方式去读缓存
Android WebView
自带的缓存模式有4种:
// 缓存模式说明:
// LOAD_CACHE_ONLY: 不使用网络,
只读取本地缓存数据
// LOAD_NO_CACHE: 不使用缓存,
只从网络获取数据.
// LOAD_DEFAULT: (
默认)
根据cache-control决定是否从网络上取数据。
// LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK,
只要本地有,
无论是否过期,
或者no-cache,
都使用缓存中的数据。
- 具体使用
WebView.getSettings().setCacheMode(WebSettings.LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK);
// 设置参数即可
2.2 资源预加载
- 定义
提早加载将需使用的H5页面, 即 提前构建缓存
使用时直接取过来用而不用在需要时才去加载
- 具体实现
预加载WebView
对象 & 预加载H5
资源
- 此处主要分为2方面: 首次使用的WebView对象 & 后续使用的WebView对象
- 具体如下图
文章图片
2.2.2 预加载H5资源
- 原理
- 在应用启动、初始化第一个
WebView
对象时, 直接开始网络请求加载H5
页面 - 后续需打开这些H5页面时就直接从该本地对象中获取
a. 从而 事先加载常用的H5页面资源( 加载后就有缓存了)
b. 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:
- 具体实现
在Android
的BaseApplication
里初始化一个WebView
对象( 用于加载常用的H5页面资源) ; 当需使用这些页面时再从BaseApplication里取过来直接使用
对于Android WebView的首页建议使用这种方案, 能有效提高首页加载的效率
2.3 自身构建缓存
为了有效解决
Android WebView
的性能问题,
除了使用 Android WebView
自身的缓存机制,
还可以自己针对某一需求场景构建缓存机制。2.3.1 需求场景
文章图片
2.3.2 实现步骤
- 事先将更新频率较低、常用 &
固定的
H5
静态资源 文件( 如JS
、CSS
文件、图片等) 放到本地 - 拦截
H5
页面的资源网络请求 并进行检测 - 如果检测到本地具有相同的静态资源 就 直接从本地读取进行替换 而 不发送该资源的网络请求 到 服务器获取
文章图片
2.3.3 具体实现 重写
WebViewClient
的 shouldInterceptRequest
方法,
当向服务器访问这些静态资源时进行拦截,
检测到是相同的资源则用本地资源代替// 假设现在需要拦截一个图片的资源并用本地资源进行替代mWebview.setWebViewClient(new WebViewClient() {
// 重写 WebViewClient的shouldInterceptRequest (
)
// API 21 以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
// API 21 以上用shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request)
// 下面会详细说明// API 21 以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
@
Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, String url) {// 步骤1:判断拦截资源的条件,
即判断url里的图片资源的文件名
if (url.contains("
logo.gif"
)) {
// 假设网页里该图片资源的地址为:
http://abc.com/imgage/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gifInputStream is =
null;
// 步骤2:创建一个输入流try {
is =
getApplicationContext().getAssets().open("
images/abc.png"
);
// 步骤3:获得需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// a. 先在app/src/main下创建一个assets文件夹
// b. 在assets文件夹里再创建一个images文件夹
// c. 在images文件夹放上需要替换的资源(
此处替换的是abc.png图片)
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}// 步骤4:替换资源
WebResourceResponse response =
new WebResourceResponse("
image/png"
,
"
utf-8"
, is);
// 参数1:
http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:
编码类型
// 参数3:
存放着替换资源的输入流(
上面创建的那个)
return response;
}return super.shouldInterceptRequest(view, url);
}// API 21 以上用shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request)
@
TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
@
Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request) {// 步骤1:判断拦截资源的条件,
即判断url里的图片资源的文件名
if (request.getUrl().toString().contains("
logo.gif"
)) {
// 假设网页里该图片资源的地址为:
http://abc.com/imgage/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gifInputStream is =
null;
// 步骤2:创建一个输入流try {
is =
getApplicationContext().getAssets().open("
images/abc.png"
);
// 步骤3:获得需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// a. 先在app/src/main下创建一个assets文件夹
// b. 在assets文件夹里再创建一个images文件夹
// c. 在images文件夹放上需要替换的资源(
此处替换的是abc.png图片} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}// 步骤4:替换资源
WebResourceResponse response =
new WebResourceResponse("
image/png"
,
"
utf-8"
, is);
// 参数1:
http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:
编码类型
// 参数3:
存放着替换资源的输入流(
上面创建的那个)
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, request);
}});
}
2.3.5 具体实例 下面我将通过 替换主页面(
http:// ip.cn/
)
中的一个图片(
http:// s.ip-cdn.com/img/logo.gif
)
来对静态资源拦截 进行说明。为了更好的表现效果, 我将替换的图片换成别的图片
文章图片
文章图片
具体步骤 & 代码如下 **步骤1: **定义
WebView
布局activity_main.xml
<
?xml version=
"
1.0"
encoding=
"
utf-8"
?>
<
RelativeLayout xmlns:android=
"
http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools=
"
http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width=
"
match_parent"
android:layout_height=
"
match_parent"
android:paddingBottom=
"
@
dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft=
"
@
dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight=
"
@
dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop=
"
@
dimen/activity_vertical_margin"
tools:context=
"
scut.carson_ho.webview_interceptrequest.MainActivity"
>
<
WebView
android:id=
"
@
+
id/webview"
android:layout_width=
"
match_parent"
android:layout_height=
"
match_parent"
/>
<
/RelativeLayout>
**步骤2: **进行资源的拦截、检测 & 替换( 详细请看注释)
MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {WebView mWebview;
@
Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mWebview =
(WebView) findViewById(R.id.webview);
// 创建WebView对象mWebview.getSettings().setJavaScriptEnabled(true);
// 支持与JS交互mWebview.loadUrl("
http://ip.cn/"
);
// 加载需要显示的网页mWebview.setWebViewClient(new WebViewClient() {// 复写shouldInterceptRequest
//API21以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
@
Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, String url) {// 步骤1:判断拦截资源的条件,
即判断url里的图片资源的文件名
// 此处网页里图片的url为:http://s.ip-cdn.com/img/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gifif (url.contains("
logo.gif"
)) {InputStream is =
null;
// 步骤2:创建一个输入流try {
is =
getApplicationContext().getAssets().open("
images/error.png"
);
// 步骤3:打开需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// 在app/src/main下创建一个assets文件夹
// assets文件夹里再创建一个images文件夹,放一个error.png的图片} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步骤4:替换资源WebResourceResponse response =
new WebResourceResponse("
image/png"
,
"
utf-8"
, is);
// 参数1:http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:编码类型
// 参数3:替换资源的输入流System.out.println("
旧API"
);
return response;
}return super.shouldInterceptRequest(view, url);
}// API21以上用shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request)
@
TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
@
Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request) {// 步骤1:判断拦截资源的条件,
即判断url里的图片资源的文件名
// 此处图片的url为:http://s.ip-cdn.com/img/logo.gif
// 图片的资源文件名为:logo.gif
if (request.getUrl().toString().contains("
logo.gif"
)) {InputStream is =
null;
// 步骤2:创建一个输入流try {
is =
getApplicationContext().getAssets().open("
images/error.png"
);
// 步骤3:打开需要替换的资源(存放在assets文件夹里)
// 在app/src/main下创建一个assets文件夹
// assets文件夹里再创建一个images文件夹,放一个error.png的图片} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//步骤4:替换资源WebResourceResponse response =
new WebResourceResponse("
image/png"
,
"
utf-8"
, is);
// 参数1:
http请求里该图片的Content-Type,此处图片为image/png
// 参数2:
编码类型
// 参数3:
存放着替换资源的输入流(
上面创建的那个)
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, request);
}});
}
}
步骤3: 加入网络权限
Manifest.xml
<
uses-permission android:name=
"
android.permission.INTERNET"
/>
Demo地址 Carson_Ho的Github地址: https://github.com/Carson-Ho/WebView_InterceptRequest
特别注意 关于上述放到本地的静态资源也是可以更新的:
- 发布新版本安装更新
- 增量更新:
在用户处于
WIFI
环境时让服务器推送到本地
很多著名的这种缓存机制的好处App
( 如微信) 就是采用小范围更新本地资源的
- 有效解决
H5
页面静态资源 加载速度慢 & 流量消耗多的问题
- 开发成本低
- 没有改变前端
H5
的任何代码, 不需要为 APP 做定制化的东西 - 该方法只是更好地加快
H5
加载速度, 哪怕失效, 也不会对H5
页面产生其他负面影响
- 没有改变前端
- 同样能获得相应的
cookie
发送的网络请求会直接带上先前用户操作所留下的cookie
而都能够留下来, 因为我们没有更改资源的 URL 地址
- 本文主要 对
Android WebView
的性能问题 & 解决方案 进行了全面介绍
- 我相信你还会需要下面关于
Adroid WebView
的文章
Android开发: 最全面、最易懂的Webview详解
最全面总结 Android WebView与 JS 的交互方式
你不知道的 Android WebView 使用漏洞
- 接下来我会继续讲解其他安卓开发的知识,
有兴趣可以继续关注Carson_Ho的安卓开发笔记!
!
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