理解WebKit和Chromium: Android 4.4 上的Chromium WebView

 

## 概述

相信讀者已經注意到了，在最新的Android 4.4 Kitkat版本中，原本基於Android WebKit的WebView實現被換成基於Chromium的WebView實現。在前面的章節中，筆者也介紹過基於Chromium的WebView實現即將成為Android系統上的預設實現方式，筆者也一直期待這一重大轉變，現在它真的發生了。而之前基於WebView介面的應用程式甚至可以直接工作在該實現上而不需要任何特別的改變。舉個例子來說，Android系統上的預設瀏覽器（AOSP中的瀏覽器），可以不需要任何改變直接工作在新的實現上。

WebView是一種嵌入式的編程介面，能夠提供Java介面給開發人員來使用該模組來渲染網頁。現在的WebView只是一個介面類，通過一些內部設計的改變，其具體的實現可以在之前的Android WebKit和Chromium之間進行切換。新的Chromium實現專註於提供一致性的介面（為了相容以前的應用），而內部的渲染引擎改為使用基於Blink/Content核心的引擎，這實現不管是從功能上還是效能來講，都帶來巨大的提升。為了支援WebView的工作方式，Chromium還是做了不少的改變的，例如前面提到的進程模型，渲染方式等，下面一一對他們作介紹。

 

## Chromium WebView

在Android 4.4中，基於Chromium項目的WebView千呼萬喚始出來。為了支援曆史遺留的介面，Chromium還是做了很大改變的，讓筆者結合的階層來解釋基本的過程。

主要有四個部分，其中跟WebView相關的主要是上面三個部分，首先是WebView介面部分，它提供對外編程介面，同時它的內部實現可以基於橋接代碼，也就是第二個部分。橋接部分的代碼主要有兩個作用，其一是實現WebView介面對實現的調用，第二是調用下面一層的代碼，這裡面有個重要的部分就是需要設定AwContents為了繪圖而需要設定的兩組函數數組，這個在渲染部分介紹。它的代碼可以在frameworks/webview/chromium部分找到。以上兩個部分都是AOSP部分代碼，而第三個部分是AwContents是在Chromium項目中的，主要是構建被橋接代碼使用的介面，這一部分主要基於Content介面，裡面有很多不同於Chrome瀏覽器的實現。Android的開原始碼為了編譯上的方面，直接將Chromium 版本30程式碼封裝含到external/chromium_org目錄中，有興趣的讀者可以自行查看。

 

## 同Chrome瀏覽器的比較

同Chrome瀏覽器比較，Chromium WebView在很多部分非常不一樣，例如開源與否、HTML5功能、版本支援、進程模型、渲染方式等。下表分析了這二者的主要區別。

 

	Chromium WebView	Chrome瀏覽器（Android版）
是否開源	全部開源，包括核心，橋接層等	Java層部分的代碼，包括使用者介面的代碼是閉源的，也就是說開發人員是沒有辦法基於Chrome瀏覽器定製新瀏覽器，只可以基於Content層
HTML5功能	目前不支援WebGL，WebRTC，WebAudio等	只是絕大多數HTML5功能，包括WebGL，WebRTC，WebAudio等
版本	僅能工作在Android4.4上，而且依賴於系統內部的函數，只能同Android AOSP一起編譯，目前是Chromium 30的版本	能工作在>=Android 4.0，而且不需要依賴Android系統內部的函數。Chromium方面是跟隨最新的代碼。
進程模型	僅單進程	支援多進程和單進程（不過，目前單進程工作還有些問題）
渲染方式	支援軟體渲染和硬體加速渲染方式	目前只是硬體加速渲染方式

 

## 渲染方式

至於WebView內部所使用的Chromium實現是採用硬體加速渲染還是軟體渲染，這裡還是比較複雜的。根據Android的View結構，WebView的內容需要通過一個onDraw(Canvas c)來完成繪製。為了將Chromium渲染網頁的結果繪製到該Canvas中，需要兩組繪圖函數組，第一組用來軟體渲染，第二組用來硬體加速渲染。而這兩組函數需要使用Android內建函式，這決定了目前WebView只能同Android AOSP代碼一起編譯，而不能想應用程式一樣，只是依賴於Android SDK/NDK來編譯。是當使用者介面或者網頁需要繪製的時候，繪圖的基本過程。

這裡Chromium的合成器具有兩種能力，就是包含支援軟體渲染的軟體渲染器和硬體加速渲染的渲染器。當使用者介面所對應的畫布（canvas）是硬體加速的話，那麼內部採用硬體渲染機制。如果不是硬體加速的話，那麼採用軟體渲染機制。當使用者的介面設定為硬體加速的時候（開發人員可以在應用程式的AndroidManifest.xml中設定屬性android:hardwareAccelerated=true），那麼使用者介面對應的畫布即為硬體加速，否則即為軟體渲染方式。所以，具體Chromium WebView採用什麼樣的方式，取決於調用WebView的應用程式的設定方式。

值得提出的是，這裡的硬體加速機制同Chrome瀏覽器的硬體加速機制是不一致的，因為Chrome瀏覽器為渲染網頁使用的控制項是Android的SurfaceView，根據Android系統的說明，SurfaceView是可以在不同的線程來繪製的，因為Chrome瀏覽器是首先擷取SurfaceView的Surface對象的控制代碼（ID），然後由Chrome瀏覽器的GPU線程來繪製網頁。這樣，網頁的渲染同主線程完全隔離開來了，不會因為網頁的渲染而阻礙使用者介面的響應。

而在Chromium WebView的實現中，因為WebView不是基於SurfaceView類的（因為曆史遺留問題），所以，繪製內容到畫布上必須在主線程來操作，由此，這些渲染工作只能在主線程上工作，可能在某種程度上阻礙使用者介面的響應。

因為WebView採用單進程的渲染方式，因為可以節省一些記憶體使用量空間，有興趣的讀者可以進行一些分析。

 

## 參考資料

1. https://developers.google.com/chrome/mobile/docs/webview/overview

2. https://android.googlesource.com/platform/external/chromium_org/