Android Virtualview：淘宝、天猫又开源了一个动态化、高性能的UI框架

转载于:https://www.jianshu.com/p/5bd7a210b800

前言

• 淘宝、天猫一直致力于解决 页面动态化的问题
• 在2017年的4月发布了v1.0解决方案：Tangram模型 及其对应的 Android库 vlayout，该解决方案在手机淘宝、天猫 Android版 内广泛使用

若还不了解Tangram模型 和 vlayout，具体请看文章

1. Android Tangram模型：连淘宝、天猫都在用的UI框架模型你一定要懂
2. Android开源库V - Layout：淘宝、天猫都在用的UI框架，赶紧用起来吧！

• 在同年的12月，阿里团队对此作了重大更新：发布了Tangram2.0版本，主要是补充了Android库VirtualView，也广泛应用于淘宝、天猫客户端
  
  

  示意图

• 今天，我将带大家全面了解Tangram 2.0版本的新成员：Virtualview

Virtualview的Github地址

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目录

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1. 为什么要向 Tangram模型 加入 VirtualView

即 为什么要更新 Tangram2.0版本

• 结论

1. 提升组件动态性，实现动态更新
2. 提升了组件的渲染性能

• 具体描述

  
  
  

  示意图

而上述解决方案的承载方案，则是 VirtualView

VirtualView的Github地址

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2. VirtualView介绍

• 简介

  
  
  

  示意图

• 特点

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3. 实现原理

3.1 核心思路

根据Tangram v1.0中 出现的问题：UI组件无法动态更新 & 加载性能低，VirtualView的具体解决方案如下

3.2 实现方案

• 根据其原理，VirtualView的实现方案是：虚拟化开发
• 虚拟化开发的本质：

之所以称为虚拟化，是因为Canvas绘制的视图不存在一一对应的实体View

3.3 总结

从上可知，VirtualView的创新在于：

1. 通过 XML 模板实现组件的动态性
2. 通过 虚拟化技术（本质 = Canvas）开发组件，提升了组件的渲染性能

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4. 工作流程

• 在了解了VirtualView的本质原理 & 整体架构后
• 下面，我将开始讲解VirtualView的工作流程

4.1 流程概述

• 根据上述方案，VirtualView的工作流程分为3大部分：创建UI组件、创建界面模板 & 客户端加载界面
• 具体如下

4.2 流程详细分析

下面我将对每个流程的原理 & 过程详细分析

流程1：创建UI组件

• 具体描述
  根据业务需求，创建所需要的UI组件

有2种创建方式：使用框架内置（封装好）的UI组件 / 自定义

1.1 使用框架内置（封装好）的UI组件

• 即 可直接使用封装好的UI组件而不需自身创建
• 具体如下（含组件基础属性）

注：
a. 自定义组件应继承基础组件
b. 系统封装UI组件的原理 同 “自定义UI组件，下面将具体讲解

1.2 自定义UI组件

若框架内置的UI组件无法满足需求，则开发者可自定义UI组件

• 自定义流程
  VirtualView抽象 & 封装了 Canvas绘制视图的流程，使得开发者只需按指定的接口协议实现1个组件的绘制逻辑：测量、绘制 & 绘制，即能实现在宿主容器通过 Canvas 直接绘制 UI内容，从而创建虚拟化组件

即 上述则是虚拟化创建组件的过程

• 具体过程

1. 实现基础组件需遵循一个接口的规范：定义了渲染过程中所需的3个流程：测量尺寸阶段、布局阶段 & 绘制阶段

a. 定义这3个阶段是为了符合Android系统的使用，即View绘制的三大流程：measure过程、layout过程、draw过程。若不了解，请看文章
（2）自定义View Measure过程 - 最易懂的自定义View原理系列
（3）自定义View Layout过程 - 最易懂的自定义View原理系列
（4）自定义View Draw过程- 最易懂的自定义View原理系列
b. 在 iOS 平台下也需按照本方案的规范去处理

2. 这3个过程具体如下：（与Android View绘制的三大流程相似）
   
   

   示意图

不论是虚拟 / 原生组件，都采用上述模型 & 流程定义
a. 对于虚拟组件：在这些接口里实现相关逻辑 / 通过封装原生组件实现
b. 对于原生组件：在这些接口的实现里 调用原生组件的对应逻辑
结论：可混合使用虚拟控件 & 实体控件

至此，对于宿主的布局容器来说，包装在内部的组件不分虚拟化 /
原生，暴露在外的接口相同，只要将宿主容器像普通的 View 一样添加到的视图界面上，就可在后续的渲染过程中显示出来。

• 特别注意
  此处即可解释 为何渲染性能高：因虚拟组件使用得越多，View个数就越少，即层级越扁平

如下所示的组件：
a. 普通的原生开发：2层（宿主容器层 + 图片组件层）
b. 虚拟化开发：采用虚拟化开发后，最终呈现的 View层级只有一个宿主容器（实际上，图片组件被绘制在Canvas里了）

1.3 总结

创建UI组件有2种方式：

1. 直接使用框架内置的UI组件
2. 自定义组件：通过封装好的Canvas流程，按照指定接口协议实现绘制逻辑 / 封装原生组件

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流程2：创建界面模板 & 下发

• 该步骤包括多个步骤：创建XML界面模板、编译成二进制数据、下发等
• 具体如下

2.1 创建XML界面模板

• 具体描述
  根据业务需求，使用XML编写模板

注：需使用专门的工具virtualview_tools编写，其
使用说明见文章virtualview_tools使用指南

• 此方式类似：Android 平台上通过 XML 搭建界面的方式
• 区别在于：
  1. 脱离了平台限制，即一套模板可同时在Android、iOS上使用
  2. 运行时动态加载 XML 模板数据，动态更新界面结构

// 引用的组件通过流程1中获取
// 动态数据通过表达式从 JSON 数据里获取<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<VHLayoutflag="flag_exposure|flag_clickable"orientation="H"layoutWidth="match_parent"layoutHeight="wrap_content"><NImageid="1"src="${logoUrl}"layoutMarginLeft="8"layoutMarginRight="8"layoutMarginTop="8"layoutMarginBottom="8"layoutWidth="32"layoutHeight="32"/><NTextid="2"text="${title}"layoutGravity="v_center"gravity="${style.text-align}"textSize="${style.font-size}"textColor="${style.color}"layoutWidth="match_parent"layoutHeight="wrap_content"/>
</VHLayout>// JSON数据
{"style": {"text-align": "h_center","font-size": "20","color": "#FF5000"},"title": "超高性 99.9% 的用户觉得很快","logoUrl": "https://gw.alicdn.com/tfs/TB1yGIdkb_I8KJjy1XaXXbsxpXa-72-72.png"
}

2.2 编译成二进制数据

2.2.1 具体描述

使用专门的工具virtualview_tools将编写好的XML界面模板编译成二进制数据，编译后的文件的后缀名是.out

使用说明见文章virtualview_tools使用指南

注：为什么通过 XML 编写的业务组件 不直接在客户端里运行使用，而是先进行一次二进制序列化操作？

2.2.2 二进制文件描述

借鉴了 Android 系统编译模板文件的思路，格式 & 描述具体如下

2.2.2 编译流程

• 一个业务组件对应着一份 XML 模板 = 单独编译成二进制数据

编译数据 含除内置字符串资源外 它依赖的所有字符串、表达式资源

• 编译规则
  编译时，模板里涉及的资源包括颜色值、各种枚举、基础组件的类型等都会被序列化映射成整数；不能序列化成整数的资源如字符串，就分配一个索引 Id 指向它 & 将它们单独存储到一块区域里

1. 原因：当模板在线发布、字符串有变动的情况下，能够不影响原来的字符串资源索引；否则若按照带有顺序约定的协议来分配资源索引，很容易在模板变更时 同一索引值在变更前后指向的资源内容是不一样，影响稳定性和动态性
2. 序列化的规则如下：

• 编译流程

2.3 模板数据 下发到客户端

即 客户端获取编译后的二进制数据

获取有2种路径:

1. 直接将编译后的模板打包到客户端里，开发者通过代码加载
2. 框架先发布到模板管理后台，客户端在线更新到模板数据（即实现了动态更新）

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流程3：客户端加载界面

• 客户端获取到编译后的界面模板后，进行加载 & 解析，最终渲染出视图界面
• 步骤流程如下图

3.1 解析模板数据

• 具体描述
  客户端获得编译后的模板数据（二进制数据）后，立即 进行解析

1. 如校验版本号，合法性，读取头信息等
2. 客户端渲染组件 从解析 编译后的模板数据开始

• 流程解析
  解析过程 = 二进制编译的逆过程

但解析流程只负责提取原始数据 & 组织格式，并无构建出组件对象

3.2 加载组件视图

• 具体描述
  当用户传入一个模板名称，框架内部就会根据名称去之前解析XML界面模板的数据里找到 与此名称匹配的模板数据，然后加载 & 创建出真正的组件

• 流程解析

3.3 绑定业务数据

• 具体描述
  开发者在组件属性里可通过 表达式 指定使用哪个数据字段，即将业务数据绑定到组件上

因业务数据是动态的，故从模板创建的组件不含业务数据

• 流程解析
  在创建组件的过程中，当解析属性碰到表达式时，会将该属性的key、表达式值、所属的基础组件等关系存储起来，等真实数据到达后再通过 表达式里的定义 访问数据 & 将真实值设置给组件的属性，即将真实的数据绑定到基础组件的属性上

1. 通过表达式解析、访问得到的属性值，会缓存起来，当原始数据引用不变时，每次访问都会获取到缓存值
2. 此处接收的数据是 JSON 格式

4.3 总结

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5. 整体架构设计

• 根据上述方案 & 工作流程，VirtualView的整体框架分为2部分：核心功能模块（5个模块） + 配套工具 & 服务。具体如下：

• 下面，我将对每部分进行详细分析

模块1：加载模块

• 示意图

  
  
  

  示意图

• 说明

  
  
  

  示意图

模块2：构造模块

• 示意图

  
  
  

  示意图

• 说明

  
  
  

  示意图

此处详细分析 基础组件模型 & 虚拟组件

a. 基础组件模型

含基础组件 & 基础属性，具体如下

注：自定义的基础组件应继承基础定义 & 扩展

模块3：辅助模块

• 示意图

  
  
  

  示意图

• 说明

  
  
  

  示意图

• 特别注意：引入用户数据绑定的表达式的原因
  开发业务组件时，基础属性 / 样式不能在模板里直接写死，而是需从数据里动态获取

/*** 访问数据属性的表达式* 语法说明*       a. 以 “${” 开头、以 “}” 结束*       b. 对于Map，通过“.”操作符访问*       c. 对于 Array  /  List，通过 “[]” 操作符访问* 示例如下*/${benefitImgUrl}；${data[0].benefitImgUrl}；/*** 条件表达式* 作用：根据数据中某个字段 来设置值的属性* 语法说明*       a. 以 “@{” 开头、以 “}” 结束，*       b. 中间部分 = 表达式的具体内容：  条件表达式 ? 结果表达式[1] : 结果表达式[2]*           注：1. 当条件表达式成立的时，使用结果表达式[1]，否则使用结果表达式[2]*              2. 条件表达式支持布尔类型、字符串类型、JSONObject、JSONArray*       c. 对于 Array  /  List，通过 “[]” 操作符访问* 示例如下*/@{${logoUrl} ? visible : invisible };

模块4：管理模块

• 示意图

  
  
  

  示意图

• 说明

  
  
  

  示意图

模块5：更新模块

• 示意图

  
  
  

  示意图

• 说明

  
  
  

  示意图

配套使用的工具 & 服务

• 示意图

  
  
  

  示意图

• 说明

  
  
  

  示意图

总结

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6. 使用教程

• 根据上述工作流程，其使用流程同样分为3步：创建UI组件、创建界面模板 & 客户端加载界面
• 下面，我将根据上述3个步骤进行详细解析

6.1 创建UI组件

从一文可知，创建UI组件有2种方式：

1. 直接使用框架内置的UI组件
2. 自定义组件：通过封装好的Canvas流程，按照指定接口协议实现绘制逻辑 / 封装原生组件

此处为方便讲解，直接使用框架内置的UI组件

6.2 创建界面模板

此步骤包括：创建XML界面模板、编译成二进制数据、模板下发

6.2.1 创建XML界面模板

根据业务需求，使用XML编写模板

注：需使用专门的工具virtualview_tools编写，其
使用说明见文章virtualview_tools使用指南

• 示例布局

/*** 使用说明：*     1. 控件引用：通过XML引用控件为方便讲解，XML内引用的VHLayout、NImage、NText 都是框架内置的控件：2个横向线性布局；每个布局 = 1个图 + 1个文本*     2. 属性设置：可写死 / 通过表达式绑定一个数据字段（JSON）引用* 布局说明：*     1. 引用的控件VHLayout、NImage、NText等都是框架内置的控件*     2. 整个布局 = 2个横向线性布局，每个布局 = 1个图 + 1个文本*/<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<VHLayoutflag="flag_exposure|flag_clickable"orientation="V"layoutWidth="match_parent"layoutHeight="wrap_content"><VHLayoutflag="flag_exposure|flag_clickable"orientation="H"layoutWidth="match_parent"layoutHeight="wrap_content"><NImageid="1"src="${logoUrl}"layoutMarginLeft="8"layoutMarginRight="8"layoutMarginTop="8"layoutMarginBottom="8"layoutWidth="32"layoutHeight="32"/><NTextid="2"text="${title}"layoutGravity="v_center"gravity="${style.text-align}"textSize="${style.font-size}"textColor="${style.color}"layoutWidth="match_parent"layoutHeight="wrap_content"/></VHLayout><VHLayoutflag="flag_exposure|flag_clickable"orientation="H"layoutWidth="match_parent"layoutHeight="wrap_content"><VImageid="1"src="${logoUrl}"layoutMarginLeft="8"layoutMarginRight="8"layoutMarginTop="8"layoutMarginBottom="8"layoutWidth="32"layoutHeight="32"/><VTextid="2"text="${title}"layoutGravity="v_center"gravity="${style.text-align}"textSize="${style.font-size}"textColor="${style.color}"layoutWidth="match_parent"layoutHeight="wrap_content"/></VHLayout>
</VHLayout>

• 属性数据来源：JSON

{"style": {"text-align": "h_center","font-size": "20","color": "#FF5000"},"title": "超高性 99.9% 的用户觉得很快","logoUrl": "https://gw.alicdn.com/tfs/TB1yGIdkb_I8KJjy1XaXXbsxpXa-72-72.png"
}

6.2.2 编译成二进制数据

使用专门的工具virtualview_tools将编写好的XML界面模板编译成二进制数据，编译后的文件的后缀名是.out

使用说明见文章virtualview_tools使用指南

6.2.3 模板下发到客户端

有2种路径:

1. 直接将编译后的模板打包到客户端里，开发者通过代码加载
2. 框架先发布到模板管理后台，客户端在线更新到模板数据（即实现了动态更新）

此处选择方式1

6.3 客户端解析 & 加载界面模板

具体使用如下

// 1. 初始化图片加载器VafContext.loadImageLoader(mContext.getApplicationContext());// 2. 初始化 ViewManager 对象ViewManager viewManager = vafContext.getViewManager();viewManager.init(mContext.getApplicationContext());// 3. 加载编译后的模板数据（二进制文件）// 方式1：直接加载二进制字节数组（推荐使用）viewManager.loadBinBufferSync(TMALLCOMPONENT1.BIN);viewManager.loadBinBufferSync(TMALLCOMPONENT2.BIN);// 方式2：通过二进制文件路径加载viewManager.loadBinFileSync(TMALLCOMPONENT1_PATH);viewManager.loadBinFileSync(TMALLCOMPONENT2_PATH);// 4. 注册事件处理器，如常用的点击、曝光处理vafContext.getEventManager().register(EventManager.TYPE_Click, new IEventProcessor() {@Overridepublic boolean process(EventData data) {//handle herereturn true;}});vafContext.getEventManager().register(EventManager.TYPE_Exposure, new IEventProcessor() {@Overridepublic boolean process(EventData data) {//handle herereturn true;}});// 5. 通过组件名参数 name 生成组件实例View container = vafContext.getContainerService().getContainer(name, true);mLinearLayout.addView(container);// 6. 为组件绑定真实的数据// 假若您在组件模板里写了数据绑定的表达式IContainer iContainer = (IContainer)container;JSONObject json = getJSONDataFromAsset(data);if (json != null) {iContainer.getVirtualView().setVData(json);}

• 测试结果

下图展示的“超高性 99.9% 的用户觉得很快”即为VirtualView的展示效果

至此，关于VirtualView的使用讲解完毕

更加详细使用，请参考文章VirtualView的使用文档

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7.VirtualView 的意义

对于个人的看法，VirtualView的补充其重大意义在于2个方面：对于 阿里Tangram 模型 & 整个原生开发技术（Android、iOS）

7.1 对于 Tangram 模型

VirtualView的解决的问题 在于：

1. 实现组件的动态性：可在端上绑定动态下发的 XML 界面模板 & 数据
2. 提升了组件的渲染性能：通过 虚拟化技术（本质 = Canvas）开发组件

7.2 对于整个原生开发技术（Android、iOS）

VirtualView的创新在于：解决了 原生开发中一直被诟病 而 常被叫喧会被 前端、RN技术取代的问题：

1. 开发周期长 & 成本大
   VirtualView 采用XML描述视图，XML界面模板具备跨平台使用的特性

2. 无法热更新
   VirtualView可在端上绑定动态下发的 XML 界面模板 & 数据，从而实现热更新

• 相比于前几年产品开发的一味求快，如今互联网行业发展暂缓、用户需求基本满足的情况下，更加 讲求的是用户体验

• 所以，实际上对比于 前端、RN技术在客户端的实现，VirtualView的优势或许会更明显：在解决了原生开发效率慢、周期长的前提下，保证了原生开发的优势：性能好

7.3 呼吁

• 虽然VirtualView 推动了原生开发的发展，但目前来说，VirtualView 还是存在不少问题
• 希望大家能一起在Github - alibaba - VirtualView 上进行完善，共同为开源事业做贡献吧！

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8. 总结

• 看完本文，你应该非常了解阿里出品的VirtualView 的使用 & 原理
• 关于Tangram的使用，建议看文章：

1. Android Tangram模型：连淘宝、天猫都在用的UI框架模型你一定要懂
2. Android开源库V - Layout：淘宝、天猫都在用的UI框架，赶紧用起来吧！

• 下面我将继续对 Android 其他优秀的开源库 进行详细分析，有兴趣可以继续关注Carson_Ho的安卓开发笔记

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参考文章：
https://juejin.im/post/5a2a7160f265da432c23c4ca
http://tangram.pingguohe.net/docs/virtualview/about-virtualview