Android中WebView加载速度优化

Posted 汤米粥

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Android中WebView加载速度优化相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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。
目录


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
下面会详细介绍。

1.1 H5 页面加载速度慢


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
总结:上述两个原因 导致 H5页面的渲染速度慢。

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
每一个请求都串行的,这么多请求串起来,这导致 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
1.3 总结
综上所述,产生Android WebView性能问题主要原因是:


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。
2. 解决方案
针对上述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
下面我将详细介绍。

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
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)
下面将详细介绍每种缓存机制。

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。
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200
Etag 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。
常见用法是:

Cache-Control与 Last-Modified 一起使用;
Expires与 Etag一起使用;
即一个用于控制缓存有效时间,一个用于在缓存失效后,向服务查询是否有更新

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

即Cache-Control、 Last-Modified 、 Expires、 Etag都是标准实现,你不需要操心

b. 特点

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。

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。
d. 具体实现

Android WebView内置自动实现,即不需要设置即实现

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


2. Application Cache 缓存机制
a. 原理

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>

b. 特点

方便构建Web App的缓存

专门为 Web App离线使用而开发的缓存机制

c. 应用场景

存储静态文件(如JS、CSS、字体文件)

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。
d. 具体实现

        // 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
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。

b. 特点

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 Cookies每次请求一次页面,都会向服务器发送网络请求

c. 应用场景

存储临时、简单的数据

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
d. 具体实现

        // 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
5. IndexedDB 缓存机制
a. 原理

属于 NoSQL 数据库,通过存储字符串的 Key - Value 对来提供

类似于 Dom Storage 存储机制 的key-value存储方式

b. 特点

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。
b. 特点

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
c. 应用场景

通过文件系统 管理数据

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


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:


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
2.2.1 预加载WebView对象
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


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
2.2.3 应用场景
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

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


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.gif
 
                    InputStream 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.gif
 
                    InputStream 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

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.gif
 
                if (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"/>
1
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App(如微信)就是采用小范围更新本地资源的

这种缓存机制的好处
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
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

3. 总结
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!!!!


 


 

以上是关于Android中WebView加载速度优化的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

最近排查android webview https的发热耗电和加载速度慢问题解决

如何有效提升WebView的加载速度

Android WebView开发问题及优化汇总

Android WebView资源文件,如js和css文件缓存

android webview加载太慢怎么解决

微信x5webview接入实战