Weex详解：灵活的移动端高性能动态化方案
原文地址：http://www.infoq.com/cn/articles/introducing-weex
在2016年4月份的QCon上，阿里巴巴资深总监，淘宝移动平台及新业务事业部、阿里百川负责人庄 卓然（花名南天）宣布阿里移动端跨平台开发框架Weex开始内测，并将于6月份开源。在QCon的第二天，阿里技术专家徐凯（花名鬼道）和阿里前端开发专 家赵锦江（花名勾股）向参会者做了《Weex——灵活的移动端高性能动态化方案》的演讲，对这一技术方案进行了详细的剖析。
以下为演讲内容的整理：
昨天南天宣布Weex启动开源内测，截至到今天中午，我们统计申请内测用户突破1400人，大家的热烈程度远远超过我们的设想，非常感谢大家支持。
在我们对移动开发最佳实践的思考中，我们认为移动开发的未来是更平衡的方案，一定是性能和动态性兼得。第二个，它一定是开放互联的，PC端一直也是这样的， 也是非常好的状态。我们觉得移动互联网将来肯定也是基于更大众化的技术体系，没有平台之间的隔阂，简单直接易用，这是我们最希望看到的。基于这些设想，我 们有了Weex方案。
Weex是从去年双十一的时候第一次在我们正式产品中使用，承载了双十一主会场的工作。有人会问，Weex是不是除了做主会场别的地方就比较吃力呢？从去年双十一到现在，包括我们自己的尝试和阿里内网做开源内测活动，大家也 贡献了很多内容，包括昨天Keynote演示的僵尸动画，扫雷、计算器都有，各种丰富场景的东西都可以通过Weex做出来，不仅仅是做主会场的技术方案。
对移动端开发模型的理解
我们谈谈Weex团队对移动端开发模型的理解。
今天绝大多数移动端APP是这样一个最佳实践，首先把移动端所有界面拆分成各个page，中间有一个路由的控制逻辑。同时我们需要移动端各种各样丰富的能力，通过API的形式提供给开发者。这是我们认为一个比较理想的开发模型。
从开发模型来讲，我们比较倾向于通过标准化的一些东西，包括HTML、CSS、JS这些前端非常快速易用好学的语法作为一个开发体验，提供给开发者。这里强 调一下，我们语法设计尊重了Web标准，包括核心源代码都是从Vue.js——一个非常优秀的MVVM前端框架来的。我们的开源内测同步在海外通过 Vue.js的Twitter等途径进行宣传，得到了非常热烈的反响，短短一天时间内，老外们的关注度和热情也是出乎我们的意料。有些人非常兴奋和激动， 想知道什么时候看到源代码，和我们联系，我们觉得也是值得高兴的一件事情。
Weex的组件化与DSL语法
Weex编写的页面天然的支持组件化，首先，我们的界面可以是一个组件化的，把一个复杂界面分成每个组件，刚才演示的都是简单的组件，每个组件都可以看成是一段 template，style，script，放到模型里，对应到界面的结构，样式细节，行为定义。在view里面我们倾向于把数据和视图当中需要展示和 需要有动态变化的部分做一个数据绑定，绑定之后我如果想更改界面的话，通过改变数据就可以做到。这是从model到view非常顺畅的控制逻辑和代码方 式，这也算是Weex上层语法设计的基础。如果大家做的界面比较复杂，可能有更多细节，或者做更多分解，我们需要从整体上对整个界面以模块为单位作为拆 解，对每个模块做定义，如果界面足够复杂，可以先拆成组件，再把每个组件具体内容进行定义。定义方式就是通过结构、样式和行为角度对它进行定义，通过有机 方式把这些组件结合起来，完成页面开发。
关键语法简述。首先看看template，大概有几个元素。它首先是virtual DOM tree展示，包括事件绑定，组件跟组件之间还可以嵌套，还可以有子元素，这是整体template结构。再往下是style，一方面可以把共用样式抽样 出来，另一方面可以让template结构更加清晰，不至于陷入到整个具体样式描述当中去。我们在这边会做一些收敛，我们只支持了单个class的 selector写法，主要从性能角度考虑。传统的css可以理解为是一个N对N的数据库，匹配过程非常复杂，性能也得不到非常好的保证，我们为了保证性 能，我们把selector约定在单个class，性能可以保证。
另外，我们的样式天然默认的就是scoped，大家可以放心定义各种各样的classname，不担心和其他组件相冲突，全局冲突是CSS“七宗罪”中的一个，其实这也是我们非常重视的，所以在实践上我们把它做到了scoped。
其他的，可以做一些展示的控制，比如if、repeat刚才演示中也提到了。刚才没有演示到的这个很特殊，append，在性能不是那么好的Android 下，界面加载过程用户是可感知的，不是一瞬间做到的。我们加这个值可以让你精细化展示界面的颗粒度，如果上层做了append等于tree的话，里面一系 列东西会做一次性的加载，这是从性能优化角度做的特殊设计。再是id，我们可以通过在这里面写id拿到这个值，把它当作参数传给API做处理。
我们现在已经支持的组件，除了刚才演示的div空白容器、图片、文本之外，我们还支持slider：一个性能比较好的滑块组件，还有list，性能上自动做内存管理和资源管理的组件，把性能和帧率各方面都做的比较好。还有input，输入框我们是最近才做的，也是刚支持的，可能还有试验性阶段的小东西。在这 个范围之外，业务方可在上层横向扩展，稍后会有具体介绍。这是template和style部分的介绍。
样式部分我们支持flexbox，非常灵活通用便捷的布局方式，有了flexbox，只要你的界面可以拆分成豆腐块的，都可以用flexbox来做，同时我 们还做了fixed和sticky这两个特殊的布局，sticky意思是如果有一个列表分类，比如联系人ABC字母滚到屏幕外，会停在最上面，那个效果就 是sticky，当你划走它就会跟着走，在各种手机应用当中是一个比较常见的东西。同样，更多的样式每个组件也可以自己定制，非常灵活。
从事件角度，click是基础事件，change在表单的值改变和滑快的第几帧改变时都会有，同时我们加入了appear和disappear，当我通过任意操作进入屏幕区域内，会触发appear事件，出来以后会触发disappear事件，非常适合用在一些lazyload之类的逻辑场景。这些事件也可以在各自组件中做横向扩展。
Script部分刚才例子也提到了，主要是viewmodel设 计，最主要的是data和methods，值修改之后相应数据绑定的值也会发生改变。除此之外我们提供了生命周期的方法，创建的时候，数据监听完成的时候，渲染完成的时候，你只要把这三个方法同样写在data和methods下面。还有原生API，刚才演示的时候也出现了，这里不多介绍。
组件化搭建很复杂，通过定义子组件，比如我上面有一个foo组件，通过foo标签就可以把foo嵌入到别的组件中来，数据传递的话就可以在foo组件中写 a和b，foo元素就可以通过这种方式传递给子元素，然后进行处理。再是组件中间的通信，也是事件机制，每个组件可以通过$on和$off，对自定义事件进行监听和解绑定，想触发事件也有三个方法：$emit只传给自己、$dispatch向上冒泡给所有父组件、$broadcast广播给所有子组件，这些设计和Vue非常相近的，做到组件之间的通信。
除了刚才介绍的这些特性，我们未来还会提供更丰富的、相信也是开发者需要的、平时开发中会碰到的场景，更丰富的表单，还有更好的动画展示，包括复杂手势场 景。在这方面，无论是性能还是开发体验、最终效果都能够非常好，这是团队正在努力在未来提供给大家的。同时我们希望收集和分享更多相关素材，做出更多工 具，提供更好的开发者体验给大家。
更多的内容，包括刚才演示的Playground App都可以通过我们的官网找到，现在处在开源内测阶段，大家提交申请，通过以后可以访问仓库，了解更具体的内容。
Weex的工作原理
这张图大家都不陌生，前面也提到了，勾股说的主要是DSL这层。再往下到了Virtual DOM和Render层；H5，我刻意把它用不一样的颜色标出来，想让大家知道我们设计之初就考虑到希望在三端上能够展现，所以这个地方稍微加亮一些。
我 们把刚才这张图再稍微展开一下，最上面是我们的DSL，我们一般叫Weex文件，通过transformer这层，部署到Server，服务端就完成了。 大家不用担心我们的转换是不是有性能问题，因为这在服务端就已经完成。到了客户端，第一层是我们的JS-Framework，最后到 RenderRengine，再往下看，左边是我们的DSL文件，右边是转换出来的jsbundle，在DSL中的template会将我们的类型和子节 点都表示出来，将classList转化成基本语法约定，包括自变量的转换。最后是脚本，脚本基本上是直译过来。输入是Virtual DOM输出是native或者H5 view，还原成内存中的树型数据结构，再创建view，把事件绑定在view上，把view基本属性设上去。虚线是在native上经历一个过程，在 H5上相当于把这个事情交给webkit LayoutEngine去做，把所有元素尺寸和位置重新调整。整个这张图基本上讲清楚了Weex Render流程，我们会分三个线程，不同的线程负责不同的事情，让JS线程优先保障我们的流畅性，未来我们会有更多的技术文档，比较细节的放出来。
Weex的性能、扩展以及可用性
下面是在整个Weex架构上比较关键的点，这些可能是我们目前关注度最高的，包括性能、扩展以及可用性。
首先是性能，我们内部有这样一个压测页面，我们同学把benchmark放在Playground，大家如果下载是能够看到的。在我们内部做压测的时候调到三千个节点，大概10屏，一屏有三个卡片，一个卡片有100个节点左右。我们看一下数据，第一个性能对比是我们的加载时间，同样一个页面1300、 1600，也不算特别大，20%左右，帧率大概差开一帧，scroller差不多，内存这块会好一点，因为我们这边用了recycle view，会好一些。再往下是CPU，静默CPU消耗，还有运行过程中CPU的峰值。静默CPU接近0点几，我们不做16毫秒的轮循，如果做16毫秒轮循 CPU会更高一些。
这是一个真实业务数据，3月份页面上线之后我们看了一下，这张页面是一个活动，3月份新风尚的活动，这个活动页面没有用List，没有特别做内存对比，这两 个设备定义为低端机，帧率差压比较明显，无论是数据还是实际中的体验，流畅性大概是这样的差距。我们说性能往往都会提到帧率、加载时间，但往往会忽略一个 事情，Native UI开发中通常没有JS资源在服务端加载，Weex以及类似动态化方案有一个副作用，我们有一个JS必须从服务端下载，我们把JS内置到客户端里，免除下 载的问题，这里涉及到一整套的策略。我们内部有一套机制，之后会把这套机制作为独立的技术产品开放出来。
下一个是我们的兼容性。兼容性不只是对Weex，对偏内核型项目都会有这个问题，举一个Weex例子，第一排是我们的业务代码，再往下看，上面两次变迁，一直到客户端，整个场景会变成N的立方。举一个具体数字，我的业务代码改了三个版本，JS Bundle三个版本，weex三个版本，最后会有三的立方27个场景。兼容性是我们一直重视的问题。我们做了几件事情，首先单测保证，包括JS和H5的单测，保证最最基础的UT本身带来的含义。第二个是JS单测环境，我们一般会将测试跑在模拟环境下，但和真机还是有差异。再往下是自动化工作，这块工作细分也可以分成两块：一块是我们针对截图比对，比如我们同学会说我们设置了很多各种各样细节属性，怎么说你渲染出来的就是你实际想要的，通过API级别的效果不是很好。所以这种我们会通过截图，将最终产生的结果和我们意料中的结果进行图形比对，比较老的成熟的内核上面做的比较成熟，也会有一些借鉴。另外是layout results，相当一部分，包括model，包括其他的布局类的，其实我们完全可以通过一个元素，最终它的宽高，左上角的点，通过基本的信息，让它完成测试的过程。所以我们经过这两块工作，一旦成熟，我们会尽快放到上面。
再就是扩展性，我们先回顾一下这张图，前面也有提到，目前Weex给大家直观的感觉是可以用Weex写很多页面，有一个路由机制，内部叫导航，帮助你将页面进行串连，我们提供很多features，由这样的形式构成Weex大家所看到的一个结构。细分来看，如果你扩展一个component，特定的一些方法，使用anotation标识输入输出参数。这是一个module，在DSL上看到的是API，底层就是module。如果扩展module也是一样的，这是很简单的跳转，基本信息带上去，实现业务功能，一个module就完成了，很简单。
这是路由，整个路由在APP Framework中只是一个环节，所以接下来的规划还是有许多东西需要做的，单独看components这块，包括前面两个，再往下是 lifecycle考虑，再是动画跟手势，这块我们觉得都是最基础的东西。再往下是全局的多个Weex容器之间通信机制，数据存储、网络，包括下面涉及到的一堆传感器，包括基础的FS，还有偏业务类的东西，整个东西都有同步在做，但现在的工作集中是在这块。回到刚才的老问题，如果我们开放一个module，上层提供API，中间提供adapter，如果提供自由实现就将默认的覆盖掉，比如手淘里面（TBxxx），把默认页面覆盖掉 （WXxxx），对大家来说在已有能力增强，或者是增加新的组件，或者是新的module上，目前已经达到这个状态。
最后是我们的可用性，前面说的比较多，这块秀几张图就好了。这是我们的工具链，红色代表完成的，黄色是五月份、六月份就会完成，在六月正式开源之前。剩下一 些东西是我们内部正在讨论以及会安排时间逐步完成的东西，这些都是工具。我们首先给大家提供一个playground，可以扫码，也有自带的examples。第二个是调试工具，chrome dev tools常见的功能里面都有。再是脚手架，大家如果只是玩玩的话用playground就可以了，如果自己做一个独立的APP，你要用Weex做的话我 们也会给你提供脚手架。我们的规划中独立项目，不是最终的名字，最终会有一个类似APPHub的工具。包括信息察看，在界面上展示结构。这是刚才提到的例子，这个是playground里面的，虽然截图是iphone效果和android是完全一样的，已经用Weex现有功能做出比较好玩的组件库。然后是我们的文档，包括项目guide、reference、toolchain，细节我不多说了，大家可以去看看。
Weex的集成方式
目前Weex有三种集成方式：
- 全页模式
o 目前支持单页使用或整个app使用weex开发（还不完善，需要开发router和生命周期管理）这是主推的模式，可以类比RN。 - Native Component模式
o 把weex当作一个iOS/Android组件来使用，类比ImageView。这类需求遍布手淘主链路，如首页、主搜结果、交易组件化等，和业务同学沟 通下来这类Native页面主体已经很稳定，但是局部动态化需求旺盛导致频繁发版，解决这类问题也是Weex的重点。
o 这也涉及到如何让Native同学快速上手“准Web”开发，有意思的话题，大家多给些建议。 - H5 Component模式
o 在H5种使用Weex，类比WVC。一些较复杂或特殊的H5页面短期内无法完全转为Weex全页模式（或RN），比如猫超、互动类页面、一些复杂频道页 等。针对这个痛点我发起过WVC项目，并在实际业务中验证了这样的想法：在现有的H5页面上做微调，引入Native解决长列表内存暴增、滚动不流畅、动 画/手势体验差等问题。
o WVC将会融入到Weex中，成为Weex的H5 Components模式。
这3种模式几乎涵盖了淘系业务上的动态化需求（针对Native）或体验提升需求（针对H5）。更有趣的是这3种模式的技术基础是一致的，这非常重要，意 味着：业务方可以使用Native或H5 Component模式 解决实际的业务痛点，同时平滑过渡到Weex全页模式。期待Weex成长壮大到AppFramework的那天。
最后是我们过去双十一到现在大概五个多月时间做的一些事情。首先我们做了原型版本，再将原型版本独立出独立客户端可使用的SDK，扩展样式和布局，将基础的component做了扩展，这两个月集中在工具，还有open source上的工作，最后是六月底就会开放出来。
