Android开发部落DevSupportAndroid日记

Android:手把手教你构建 全面的WebView 缓存机制

2017-05-08  本文已影响16033人  Carson带你学安卓

前言


目录

示意图

1. Android WebView 存在什么性能问题?

下面会详细介绍。

1.1 H5 页面加载速度慢

H5 页面加载速度慢的原因

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:

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:

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

1.3 总结

示意图

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:

下面我将详细介绍。

2.1 前端H5的缓存机制

  1. 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
  2. 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
  3. Android WebView除了新的File System缓存机制还不支持,其他都支持。

前者是保存,后者是读取,请注意区别

2.1.1 缓存机制

下面将详细介绍每种缓存机制。

1. 浏览器缓存机制

a. 原理
  1. 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。

  1. Expires:与Cache-Control功能相同,即控制缓存的有效时间
  1. ExpiresHTTP1.0 标准中的字段,Cache-Control 是 HTTP1.1 标准中新加的字段
  2. 当这两个字段同时出现时,Cache-Control 优先级较高
  1. 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。

  1. Etag:功能同Last-Modified ,即标识文件在服务器上的最新更新时间。
  1. 不同的是,Etag 的取值是一个对文件进行标识的特征字串。
  2. 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
  3. EtagLast-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:

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

Cache-ControlLast-ModifiedExpiresEtag都是标准实现,你不需要操心

b. 特点

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。

  1. 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

  1. Android 4.4后的 WebView 浏览器版本内核:Chrome
  2. 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
<!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 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JSCSS、字体文件)

  1. 应用场景 同 浏览器缓存机制
  2. 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

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

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

  1. 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
  2. Dom Storage 机制类似于 AndroidSharedPreference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

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key-value存储方式

b. 特点
优点
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
  1. 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
  2. 虚拟的文件系统是运行在沙盒中
  3. 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。
b. 特点
c. 应用场景

通过文件系统 管理数据

d. 具体使用

由于 File SystemH5 新加入的缓存机制,所以Android WebView暂时不支持

缓存机制汇总

缓存机制汇总

使用建议

使用建议

2.1.2 缓存模式

即告诉Android WebView 什么时候去读缓存,以哪种方式去读缓存

// 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。
WebView.getSettings().setCacheMode(WebSettings.LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK);
// 设置参数即可
     

2.2 资源预加载

使用时直接取过来用而不用在需要时才去加载

2.2.1 预加载WebView对象

示意图

2.2.2 预加载H5资源

  1. 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
  2. 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:

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

示意图

2.3.2 实现步骤

  1. 事先将更新频率较低、常用 & 固定的H5静态资源 文件(如JSCSS文件、图片等) 放到本地
  2. 拦截H5页面的资源网络请求 并进行检测
  3. 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
原理

2.3.3 具体实现

重写WebViewClientshouldInterceptRequest 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

实例说明1 实例说明2

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"/>

Demo地址

Carson_Ho的Github地址

特别注意

关于上述放到本地的静态资源也是可以更新的:

  1. 发布新版本安装更新
  2. 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


3. 总结


请点赞!因为你们的赞同/鼓励是我写作的最大动力!

相关文章阅读
Android开发:最全面、最易懂的Android屏幕适配解决方案
Android事件分发机制详解:史上最全面、最易懂
手把手教你写一个完整的自定义View
快来看看Google出品的Protocol Buffer,别只会用Json和XML了
Android开发:JSON简介及最全面解析方法!


欢迎关注Carson_Ho的简书!

不定期分享关于安卓开发的干货,追求短、平、快,但却不缺深度

上一篇下一篇

猜你喜欢

热点阅读