Litho在动态化方案MTFlexbox中的实践

1. MTFlexbox

MTFlexbox是美团内部应用的很是成熟的一种跨平台动态化解决方案，它遵循了CSS3中提出的Flexbox规范来抹平多平台的差别。MTFlexbox适用于重展现、轻交互的业务场景，与现有HTML、React Native、Weex等跨平台方案相比，MTFlexbox具有着性能高、渲染速度快、兼容性高、原生功能支持度高等优点。但其缺点在于不支持复杂的交互逻辑，不适合复杂交互的业务场景。目前，MTFlexbox已经普遍应用在美团首页、搜索、外卖等重要业务场景。本文主要介绍在MTFlexbox中使用Litho优化性能的实践经验。

1.1 MTFlexbox的原理

MTFlexbox首先定义一份跨平台统一的DSL布局描述文件，前端经过“所见即所得”的编辑器编辑产生布局，客户端下载布局文件后，根据布局中的描述绑定JSON数据，并最终完成视图的渲染。MTFlexbox框架图以下图所示：

图中分为五层，分别是：

• 业务应用层：业务使用MTFlexbox的编辑器定义符合Flexbox规范的DSL文件（XML模版）。
• 模版下载：负责XML模版下载相关的工做，包括模版缓存、预加载和异常监控等。
• 模版解析：负责模版解析相关的工做，包括标签节点的预处理、数据绑定、标签节点的缓存复用和数据异常监控等。
• 视图渲染：负责视图渲染相关的工做，包括把标签结点按照Flexbox规范解析成Native视图，并完成视图属性的设置、点击曝光事件的处理、视图渲染、异常监控等。
• 自定义标签扩展：提供支持业务扩展自定义标签的能力。

鉴于本篇博客主要涉及渲染相关的内容，下面将着重介绍MTFlexbox从模版解析到渲染的过程。以下图所示，MTFlexbox首先会把XML模版解析成Java中的标签树，而后和JSON数据绑定结合成一颗具备完整数据信息的节点树。至此，模版解析工做就完成了。解析完成的节点树会交给视图引擎进行Native视图树的建立和渲染。

2. MTFlexbox在美团动态化实践中面临的挑战

随着MTFlexbox在美团内部被普遍使用，咱们遇到了两个问题：

• 复杂视图因层级过深，致使滑动卡顿问题。
• 生成视图耗时过长，致使滑动卡顿问题。

2.1 问题一：视图层级过深

2.1.1 缘由分析

MTFlexbox使用的是Flexbox布局，Flexbox布局能够理解成Android LinearLayout布局的一种扩展。Flexbox在布局过程当中使用到大量的布局嵌套，若是布局酷炫复杂，无疑会出现布局层级过深、视图树遍历耗时、绘制耗时等问题，最终引起滑动卡顿。下图是美团正在使用的一个模版的视图层级状况（布局最深处有8层）：

2.1.2 影响

布局层级过深在布局的计算和渲染过程当中会致使过多的递归调用，影响视图的绘制效率，引起页面滑动FPS降低问题，这会直接影响到用户体验。

2.2 问题二：生成视图耗时过长

2.2.1 缘由分析

视图生成耗时缘由以下图所示：RecyclerView在使用MTFlexbox布局条目时，须要对条目模版进行下载并解析生成节点树，这样会致使生成视图的过程耗时过长。为了提升视图生成速度，咱们增长了复用机制，可是滑动过程当中，若是遇到新的布局样式仍然须要从新下载和解析。另外，MTFlexbox绑定的数据是未经解析的JSON字符串，因此也要比正常状况下的数据绑定更耗时一些。 正是上面两个缘由，致使了MTFlexbox生成视图耗时过长的问题，这也会致使滑动时FPS出现忽然降低的现象，产生卡顿感。

2.2.2 影响

因为视图的建立会阻塞主线程，建立视图耗时过长会致使RecyclerView列表滑动时卡顿感明显，也严重影响到了用户体验。

3. Litho

3.1 Litho原理

Litho是一套声明式UI框架，或者说是一个渲染引擎，它主要优化复杂RecyclerView列表的滑动性能问题。Litho实现了视图的细粒度复用、异步计算布局和扁平化视图，能够显著提高滑动性能，减小RecyclerView滑动时的内存占用。详细介绍能够参考美团技术团队以前发布的另外一篇博客：Litho的使用及原理剖析。

3.2 Litho的优点

经过对Litho原理的了解，咱们能够看到Litho主要针对RecyclerView复杂滑动列表作了如下几点优化：

• 视图的细粒度复用，能够减小必定程度的内存占用。
• 异步计算布局，把测量和布局放到异步线程进行。
• 扁平化视图，把复杂的布局拍成极致的扁平效果，优化复杂列表滑动时由布局计算致使的卡顿问题。

扁平化视图恰好能够优化MTFlexbox遇到的视图层级过深的问题。异步计算布局虽然不能直接解决MTFlexbox生成视图耗时过长问题，可是给问题的解决提供了新的思路——异步提早完成视图建立。并且使用Litho还能带来必定程度的内存优化。因此如何将Litho应用到MTFlexbox中，进而来解决MTFlexbox现存的问题，是咱们解下来要讨论的重点。

4. Litho + MTFlexbox是怎么解决上述两个问题的？

4.1 解决问题一：视图层级过深问题

Litho实现了布局的扁平化，因此最直接的方式就是使用Litho来替换MTFlexbox现有的视图引擎。视图引擎最主要的做用，是把XML文件解析出来的节点树变成Litho能够展现的视图，因此视图引擎替换的主要工做是把节点树转换成Litho能展现的视图。以下图所示。因为Litho使用的是组件化思想，须要先把节点转化成组件，再把组件树设置给LithoView，而LithoView是Litho用于兼容原生View的容器，它负责把Litho和系统视图引擎桥接起来。

不过视图引擎的替换并非一路顺风的，咱们在替换过程当中也遇到了4个比较大的挑战。

难点一：复用视图没法更新数据问题

问题描述：完成了节点树到组件树的转化之后，咱们发现了一个严重的问题——复用的视图没法应用新的数据。

问题分析：当数据发生变化后，MTFlexbox的节点树会对比新旧数据的变动，肯定哪些结点须要更新并通知到具体的视图节点，而后更新显示内容（例如：新数据相比旧数据改变了Text，那么只有Text对应的节点会通知对应的视图去更新内容）。Litho组件的Prop属性是不容许更改的，而Litho组件中绝大多数属性都是Prop属性。

解决方案

方案一：使用State属性全局替换全部组件的Prop属性。这种方式的优势在于替换方式相对简单直接，缺点是侵入性强，替换工做量巨大且不符合Litho的思想（尽量少的去改变组件的状态）。这种方案不是最优解，咱们要下降侵入，简单快捷地实现数据更新，因而就产生了方案二，具体以下图所示。

方案二：封装一套Updater组件，用于建立真正展现的组件。Updater组经过State属性监听对应节点的数据变动，当节点数据变化时，能够触发对应节点的更新。

但在后来的实践过程当中，咱们发现Litho整个组件树中只要有一个组件有状态更新，便会从新计算整个布局，而每次数据更新少说也会有几十个节点发生变化。频繁的重复计算反而致使性能变得不好。在通过了多种尝试之后，咱们找到了最优的解决方案：

如上图所示，状态更新控制器负责整个视图全部节点的更新操做。在全部数据都更新完成之后，统一交由状态更新控制器触发一遍组件更新。

难点二：Litho不支持层叠布局问题

MTFlexbox并无彻底严格的使用Flexbox布局规范，为了简单实现层叠效果，MTFlexbox自定义了一种新布局规范——Layer布局。Layer布局具备如下两个特色：

• 特色一：Layer的子视图在z轴上依次层叠展现。
• 特色二：Layer的子视图默认且只能充满父布局。

缘由分析： 因为Litho严格遵照Flexbox布局规范，因此没有现成的Layer组件。

解决方案： 本身实现Layer组件，知足第一个特色很容易，Flexbox自己就支持层叠展现，只须要把子视图设为绝对布局就能够了。可是让子视图默认充满父布局就没有那么简单了，Flexbox布局中没有任何一个属性能够达到这个效果。在通过了若干次组合多个属性的尝试之后，仍是没能找到解决方案。既然Layer并非Flexbox布局的规范，那么咱们局限在Flexbox的束缚下，怕是很难找到完美的解决方案。那么，能不能在Litho中绕过Flexbox的约束，本身实现Layer效果呢？想在Litho中突破Flexbox布局的束缚，就须要了解Litho是如何使用Flexbox的。

如上图，Litho的Flexbox布局是由Yoga负责布局计算的。每个Litho组件都会对应一个Yoga节点。但Yoga的布局计算过程是由根节点去统一触发的，子节点没有办法知道本身对应的Yoga节点是什么时候开始计算，及什么时候计算结束。这样以来，咱们就没有时机去感知到Layer组件的布局是否计算完成，也就没有办法在Layer组件计算完成后去控制Layer子节点的计算。为了解决这个问题，咱们作了两件事：

• 添加布局计算完成的回调，在布局计算完成后由根节点逐层通知子节点计算完成的消息。
• 拆分Yoga节点树，由Layer本身来控制子节点的计算。

如上图所示，把Layer组件伪形成叶子节点，不把Layer组件的子节点设置给Yoga，这样一个Yoga中的布局树就被Layer组件切割开了。当根节点计算完成之后，通知到Layer组件，Layer组件再依次去设置子节点的宽高和位置属性，并触发子节点去完成各自子节点的布局计算。这样就完美地实现了Layer的布局效果。

难点三：Litho图片组件不支持使用网络图片问题

缘由分析： Litho的组件是一个属性的集合，Litho指望咱们在组件建立时便肯定了全部属性的值，因此Litho不支持网络图的展现。若是要支持从网络下载图片，就意味着图片组件用来展现的内容会发生变化。因此Litho自带的图片组件并不支持使用网络图片。

解决方案

方案一：用State属性解决网络图片下载带来的展现内容变化问题。咱们在实践中发现，State属性的更新会致使整个布局从新计算，其实替换图片资源不会致使图片组件的大小位置发生变化，根本不须要从新计算布局。为了减小使用State属性致使布局计算频繁的问题，就摒弃了这种方案。

方案二：Litho官方额外提供的异步下载图片组件FrescoImage中使用的是图片代理方式。FrescoImage使用DraweeDrawable来绘制视图，而DraweeDrawable实际上并不具有图片渲染的能力，只是在内部保存了一个真正的Drawable来负责渲染。因此，DraweeDrawable本质上是对真正要展现的图片作了一层代理，当从网络上下载下来真正要展现的图片后，只须要经过替换代理图片就能够完成视图的更新。美团下载图片使用的是Glide，只须要按照这个思路实现本身的GlideDrawable就行了。

难点四：自定义标签扩展的接口不兼容问题

MTFlexbox支持自定义标签的扩展，因此咱们在完成基本视图标签的Litho实现之后，还须要支持自定义Tag的扩展，才算完成视图引擎的替换工做。

缘由分析： MTFlexbox在设计自定义标签接口时，只提供了容许使用View完成视图扩展的接口，可是Litho实现的视图引擎是使用组件做为视图单元和MTFlexbox对接的，因此接口不能兼容。

解决方案

方案一：从新提供使用Litho组件完成视图扩展的接口。其缺点是，须要MTFlexbox的使用方从新实现已经支持了的自定义标签，工做量较大，因此这种方案被抛弃了。

方案二：Litho中使用业务方已经扩展好的View。其优势是使用方对视图引擎的替换无感知。那么，怎样才能在Litho中使用业务方已经扩展好的View呢？能够先看下面这张图。

咱们能够简单的理解成Litho对Android的View作了一个功能拆分，把属性和布局计算的能力放在了组件里面，每一种组件对应一个绘制单元来专门负责绘制。那么对于使用方扩展的标签，咱们能够定义一个通用组件来统一承接。在挂载绘制单元时，再去调用使用方扩展的视图去绘制。

优化效果

至此，视图引擎的替换就完成了，整个视图引擎的替换作到了使用方无感知。完美解决了MTFlexbox视图层级深的问题，顺带还优化了部分性能。下面是布局层级优化效果的对比，能够看到相一样式下，使用Litho引擎实现的视图比使用MTFlexbox原生引擎的视图层级要浅不少。

除此以外，还有咱们的内存优化成果。下图是美团首页使用MTFlexbox时，内存占用随滑动页数（一页为20条数据）增长而变化的趋势图。能够看到，使用Litho引擎实现的MTFlexbox比使用原生引擎的MTFlexbox在内存占用上能有30M以上的优化。

4.2 解决问题二：生成视图耗时过长

上文提到致使生成视图耗时过长的有两个缘由：

(1) MTFlexbox对布局模版的下载和解析耗时。
(2) MTFlexbox绑定时解析数据的耗时。

上文“自定义标签扩展的接口不兼容问题”中介绍过Litho的组件可以独立完成布局计算。另外，Litho组件是轻量级的，因此咱们直接把Litho组件做为RecyclerView适配器的数据源。这样就须要在数据解析时提早完成组件的建立，而组件的建立须要用到MTFlexbox的整个解析过程，也就是说，咱们把MTFlexbox致使视图生成耗时过长的过程提早在数据层异步完成了。这样就不须要等到视图要展现时再去解析，从而规避了视图生成耗时过长的问题。具体的原理，能够参见Litho的使用及原理剖析一文中的3.2节“异步布局”。

如上图所示，在异步线程中提早完成MTFlexbox布局到Litho组件的转换。当视图真正要展现时，只须要把组件设置给LithoView就能够了。

优化效果

使用Litho引擎实现的滑动列表，在连续滑动过程当中不会出现FPS波动问题，而使用MTFlexbox原生引擎实现的滑动列表则波动明显。（数据采集自魅蓝2手机，中低端手机优化效果明显）

5. 总结

通过一段时间的实践，Litho + MTFlexbox给美团App在性能指标上带来了较大的提高。可是还有不少问题待完善，咱们后续还会针对如下几点进一步提高效果：

• 利用Litho组件属性不可变的特色，将提早异步布局进一步扩展为提早渲染出位图，在绘制时直接展现位图，能够进一步提高绘制效率。
• 优化RecyclerView相关的API，下降侵入性。
• 解决有点击事件、埋点事件等属性的视图须要降级成View才能使功能生效的问题，进一步优化视图层级。

6.参考资料

Litho官网

Flexbox规范

7. 做者简介

少宽、腾飞、叶梓，美团终端业务研发团队开发工程师。

8. 招聘信息

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