Chromium on Android: 認識Chromium WebView

Android KitKat一項重要的更新就是WebView采用Chromium/Blink渲染引擎，本文簡要的敘述了新版WebView的主要特性、需要進一步改進的地方以及WebView的代碼結構等。

WebView前世今生

WebView是Android平臺上一個非常重要的系統組件，用于將一個顯示Web頁面的窗口部件view嵌入到應用程序，并提供了一組API接口允許開發者定制頁面加載和繪制的行為，比如響應頁面加載狀態的變化和彈出JavaScript對話框的請求等等。自Android 1.0發布以來，WebView被廣泛地使用在應用程序中，最典型的當屬Stock瀏覽器了，它就是基于WebView開發的一個瀏覽器程序。關于詳盡的文檔描述，請參看WebView的官方文檔。 

早期的WebView (在Android 4.4以前)是基于WebKit實現的，可以簡單理解為直接在WebKit代碼庫中增加一個分支，解決Android平臺特定的頁面渲染方式以及通過JNI接口將WebKit的功能橋接為Java層的API接口。在圖形方面，WebView和Android平臺一樣，采用的是Skia圖形庫，但沒有啟用硬件加速，渲染性能非常不好，這也是許多使用者經常抱怨的詬病之一。 

隨著Android 4.4 (KitKat) 平臺的發布，基于Chromium開源項目的WebView成為KitKat平臺的一大亮點。新版WebView采用了與Chrome瀏覽器相同的Blink渲染引擎，v8 JavaScript引擎，網絡庫以及內存分配器，在HTML5特性支持方面不僅與Chrome保持了更高的一致性，而且還彌補了舊版WebView在渲染性能方面的不足。Android平臺上所有使用WebView的應用程序都將無縫透明地受益于新版WebView的特性支持和性能提升。

目前，Android KitKat上的WebView是基于Chromium 30.0.0.0，而Chromium開源項目一直以6周一次的迭代周期在快速演進，Google官方并沒有給出一個明確的計劃什么時候以什么方式升級WebView組件，也許是通過GMS，但盡管如此，就目前的情形來看，新版WebView只能在Android 4.4系統上使用。這就意味著目前市面大量Android 4.3或以前的設備都不能使用新版的WebView，享用不到新版WebView引入的好處。為什么其他非4.4的設備上不能使用呢？原因主要是Chromium WebView必須與AOSP (Android Open Source Project) 源代碼一起才能編譯，不能單獨從Chromium的代碼庫中編譯一個可以獨立安裝的軟件包。

主要特性

• 支持更多的HTML5特性，例如Web Socket, Web Worker, FileSystem API, Page Visibility API, CSSfilter等等。html5test.com跑分結果為448分，與Chrome瀏覽器非常接近了。

• 添加了對遠程調試功能的支持。任何使用WebView的應用程序默認都開啟了遠程調試功能，通過USB線連接到開發主機上，在主機的Chrome瀏覽器中輸入chrome://inspect就可以直接在開發主機上直接調試WebView加載的頁面。開發者也可以調用 setWebContentsDebuggingEnabled開啟或關閉這個功能。這對廣大HTML5應用開發者絕對是一個福音。

• 更智能的內存管理策略。舊版WebView需要應用程序在系統內存不足的情況下，顯式地調用freeMemory方法來釋放WebView占用的內存資源，。而新版的 WebView中，freeMemory這個方法已經被標記為“deprecated”，也就是應用程序不需要自己去釋放內存，WebView的內部實現已經考慮了對系統低內存運行時的響應，一旦發現系統處于低內存的運行狀態，WebView會主動調整內存分配策略，盡可能釋放一些已占用的內存資源。

• 支持軟件渲染和硬件加速模式。Android應用程序可以在manifest文件中指定hardwareAccelerated的值表明是否啟動硬件加速，為了兼容早期使用WebView的應用程序，新版WebView同時支持軟件渲染和硬件渲染兩種模式。

不足之處

• 尚有一些重量級的HTML5特性沒有支持，比如WebGL，WebRTC，其中原因是WebGL對圖形顯卡的要求很高，而目前市面上每個廠商的硬件能力不盡相同，所有激進地開啟WebGL的支持可能會導致平臺的一致性問題，即同一個HTML5應用在不同的設備上行不一致，有的能跑，有的掛掉。

• 尚有一些輕量級但實用的HTML5 API還不支持。典型的有兩個，一個是全屏Fullscreen API，另外一個是Network Information API.

• Canvas 2D沒有開啟硬件加速模式。Canvas2D的性能和Chrome瀏覽器還是有一定差距，從代碼注釋來看，是因為skia庫中硬件加速的Canvas 2D后端Ganesh可能會導致WebView崩潰。

• 硬件加速渲染模式下所有對GPU的操作都發生在主線程中。UI主線程實在是太忙，如果能和Chrome一樣，專門為GPU操作創建一個線程，性能還可得到進一步提升。

更新：最新的Chromium WebView，已經添加了WebGL，WebRTC以及加速Canvas 2D的支持了。

代碼結構

確切地說，在AOSP中WebView是由三部分代碼組成：

• Chromium代碼：包含在external/chromium_org目錄中，其中android_webview/目錄包含了WebView的內部實現代碼和對應的Java類包；

• Java橋接代碼：包含在framework/webview/java目錄中，提供了基于Chromium的WebViewProvider實現類WebViewChromium，這個類將被Android系統動態加載后作為android.webkit.WebView的內部實現；

• Android平臺支持代碼：這部分代碼量少但至關重要。在硬件加速模式下，WebView必須能夠直接訪問Android系統的顯存以及對HardwareCanvas執行GL操作，而訪問顯存和對HardwareCanvas的操作沒有相應的SDK或NDK的支持，只能直接調用AOSP代碼。這也是前面提到的WebView必須和AOSP一起編譯的原因。

從AOSP中編譯WebView

如果編譯一個完整版的WebView，需要先要下載整個AOSP的代碼，運行source build/envsetup.sh和lunch <target>命令后，進入framework/webview目錄執行mm –j8編譯WebView模塊，最后在out目前將會得到libchromiumwebview.so和libwebkit_plat_support.so兩個動態鏈接庫，將這兩個so文件拷貝到目標設備的/system/lib目錄下，重啟設備后就可以使用你自己編譯的WebView了。

 從Chromium中編譯WebView

實際上，也從直接從Chromium代碼庫中編譯WebView，但這個WebView并不是一個完整的WebView。前面說到，WebView還包括了Android平臺支撐代碼，而Chromium代碼庫并沒有包含這部分代碼，所以編譯出來的WebView只有純軟件的渲染模式。因此，它對幫助驗證一個WebView功能性方面的問題還有有用的，對于優化渲染性能只能從AOSP編譯了。

根據chromium.org官方文檔，下載chromium代碼庫，配置好環境后運行：

$ . build/android/envsetup.sh
$ android_gyp
$ ninja –C out/Release android_webview_apk

編譯成功后，在out/Release/apks目錄中會有一個名為AndroidWebView.apk的文件生成，它是一個Shell程序，提供了一個簡單的UI，方便開發者驗證WebView的核心功能，但AndroieWebView.apk并沒有直接使用android.webkit.WebView，而是基于WebView的核心類AwContents實現的，查看manifest文件你會發現它將android:hardwareAccelerated設置為false了，也就是說應用程序沒有開啟硬件加速，相應地WebView也只是工作在軟件渲染模式下。如果強制把android:hardwareAccelerated設置為true，這個Shell程序則不能正常顯示網頁了，這是意料之中的，硬件加速渲染模式必須要與AOSP一起編譯才會有。

參考資源

[1] WebView SDK，http://developer.android.com/reference/android/webkit/WebView.html

[2] Web程序的遷移，http://developer.android.com/guide/webapps/migrating.html

[3] WebView for Android, https://developers.google.com/chrome/mobile/docs/webview

[4] 遠程調試 for Android, https://developers.google.com/chrome-developer-tools/docs/remote-debugging

[5] Android上編譯Chromium, https://code.google.com/p/chromium/wiki/AndroidBuildInstructions