也许,DOM不是答案
有一个词"手机网站"(mobile web),指供手机浏览的网站,但它是不存在的。
人们提到"移动互联网"的时候,其实专指另外一样东西:手机 App。
一、Web App vs. Native App
比起手机 App,网站有一些明显的优点。
- 跨平台:所有系统都能运行
- 免安装:打开浏览器,就能使用
- 快速部署:升级只需在服务器更新代码
- 超链接:可以与其他网站互连,可以被搜索引擎检索
但是,现实是怎样呢?
(1)体验差。手机 App 的操作流畅性,远超网站。
(2)业界不支持。所有公司的移动端开发重点,几乎都是原生 app。
(3)用户不在乎。大多数用户都选择使用手机 app,而不是网站。
如果将来有一天,Web app 会成为主流,一定有一个前提,那就是它的性能可以赶上 Native app。
二、为什么 Web app 有性能瓶颈?
Web app 输给 Native app 的地方,不是界面(UI),而是操作性能。主要是互动(interaction)和动画(animation)这两方面,会出现卡顿(jank),用户会感觉到明显的时滞,有时简直慢得难以忍受。
Web app 的性能瓶颈,主要有以下原因。
(1)Web 基于 DOM,而 DOM 很慢。浏览器打开网页时,需要解析文档,在内存中生成 DOM 结构,如果遇到复杂的文档,这个过程是很慢的。可以想象一下,如果网页上有上万个、甚至几十万个形状(不管是图片或 CSS),生成 DOM 需要多久?更不要提与其中某一个形状互动了。
(2)DOM 拖慢 JavaScript。所有的 DOM 操作都是同步的,会堵塞浏览器。JavaScript 操作 DOM 时,必须等前一个操作结束,才能执行后一个操作。只要一个操作有卡顿,整个网页就会短暂失去响应。浏览器重绘网页的频率是 60FPS(即 16 毫秒/帧),JavaScript 做不到在 16 毫秒内完成 DOM 操作,因此产生了跳帧。用户体验上的不流畅、不连贯就源于此。
(3)网页是单线程的。现在的浏览器对于每个网页,只用一个线程处理。所有工作都在这一个线程上完成,包括布局、渲染、JavaScript 执行、图像解码等等,怎么可能不慢?
(4)网页没有硬件加速。网页都是由 CPU 处理的,没用 GPU 进行图形加速。
上面这些原因,对于 PC 还不至于造成严重的性能问题,但是手机的硬件资源相对有限,用户互动又相对频繁,结果跟 Native app 一比,就完全落在了下风。
三、FlipBoard 的解决方案
FlipBoard 原本是一个手机 App,最近开始部署 Web 版本,结果就遇到了上面的问题:Web 版的体验不佳。
上周,他们将解决方案公布在网站上,结果引起了业界轰动,因为这是一个史无前例的解决方案:
---- 他们没有使用 DOM,而是将整个网站用 canvas 输出!
你可以用手机打开 flipboard.com,体验一下,看看跟 Native app 有没有差别。如果你没有帐号,可以直接打开这里或这里。
这个方案的出发点是这样的:如果将网页变成了一个个 canvas,用户就等于在跟图片互动,这样就绕开了 DOM,降低了操作时滞。而且,canvas 可以被硬件加速,这样就提高了性能。具体的技术细节,可以参考原文。canvas 的转化基于 React 框架实现,FlipBoard 开发了一个专门的库 React-canvas,已经开源。
这个方案引发了很多争议(这里和这里), 主要是 canvas 只是一个位图,本身没有语义,如果要在它上面实现 UI,等于 HTML 语言已有的东西都要再发明一遍,比如如何实现超链接、如何实现 CSS 效果等等。一些最简单的东西都变得很麻烦,因为 canvas 不是自适应的(responsive),文字在哪里断行,都要自己计算,而且用户也无法选中文本。另外,怎么让搜索引擎检索网页,解决起来也不是很容易。
但是不管怎样,这是一个有意义的尝试。
四、未来的路
James Long 对 FlipBoard 的尝试,写了一篇评论《Radical Statements about the Mobile Web》。本文就受到了那篇文章的启发。
在文中,James Long 对未来的 Web app 提出了几点预测,我认为很值得分享。
(1)多线程浏览器。每个网页应该由多个线程进行处理,主线程只负责布局和渲染,而且应该在 16 毫秒内完成,JavaScript 由 worker 线程执行,这样就不会发生堵塞了。Mozilla 正在开发的 Servo 就是这样一个项目。
(2)DOM 的异步操作。JavaScript 对 DOM 的操作不再是同步的,而是触发后,交给 Event Loop 机制进行监听。
(3)非 DOM 方案。浏览器不再将网页处理成 DOM 结构,而是变为其他结构。React 的 Virtual DOM 方案就是这一类的尝试,还有更激进的方案,比如用数据库取代 DOM。
(完)