Android:手把手教你構建 全面的WebView 緩存機制 & 資源加載方案
2021-02-14 阿飛收藏筆記由於H5具備 開發周期短、靈活性好 的特點，所以現在 Android App大多嵌入了 Android Webview 組件進行 Hybrid 開發
但我知道你一定在煩惱 Android Webview 的性能問題，特別突出的是：加載速度慢 & 消耗流量
今天，我將針對 Android Webview 的性能問題，提出一些有效解決方案。
目錄示意圖
1. Android WebView 存在什麼性能問題？下面會詳細介紹。
1.1 H5 頁面加載速度慢
H5 頁面加載速度慢的原因
下面會詳細介紹：
1.1.1 渲染速度慢前端H5頁面渲染的速度取決於 兩個方面：
總結：上述兩個原因 導致 H5頁面的渲染速度慢。
1.1.2 頁面資源加載緩慢H5 頁面從伺服器獲得，並存儲在 Android手機內存裡：
H5頁面一般會比較多
每加載一個 H5頁面，都會產生較多網絡請求：
HTML 主 URL 自身的請求；
HTML外部引用的JS、CSS、字體文件，圖片也是一個獨立的 HTTP 請求
每一個請求都串行的，這麼多請求串起來，這導致 H5頁面資源加載緩慢
總結：H5頁面加載速度慢的原因：渲染速度慢 & 頁面資源加載緩慢 導致。
1.2 耗費流量每次使用 H5頁面時，用戶都需要重新加載 Android WebView的H5 頁面
每加載一個 H5頁面，都會產生較多網絡請求（上面提到）
每一個請求都串行的，這麼多請求串起來，這導致消耗的流量也會越多
1.3 總結
示意圖
2. 解決方案針對上述Android WebView的性能問題，我提出了3種解決方案：
前端H5的緩存機制（WebView 自帶）
資源預加載
資源攔截
下面我將詳細介紹。
2.1 前端H5的緩存機制這意味著 H5網頁 加載後會存儲在緩存區域，在無網絡連接時也可訪問
WebView的本質 = 在 Android中嵌入 H5頁面，所以，Android WebView自帶的緩存機制其實就是 H5頁面的緩存機制
Android WebView除了新的File System緩存機制還不支持，其他都支持。
離線瀏覽：用戶可在沒有網絡連接時進行H5頁面訪問
提高頁面加載速度 & 減少流量消耗：直接使用已緩存的資源，不需要重新加載
具體應用
此處講解主要講解 前端H5的緩存機制 的緩存機制 & 緩存模式 ：
a. 緩存機制：如何將加載過的網頁數據保存到本地
b. 緩存模式：加載網頁時如何讀取之前保存到本地的網頁緩存
前者是保存，後者是讀取，請注意區別
2.1.1 緩存機制瀏覽器 緩存機制
Application Cache 緩存機制
Dom Storage 緩存機制
Web SQL Database 緩存機制
Indexed Database 緩存機制
File System 緩存機制（H5頁面新加入的緩存機制，雖然Android WebView暫時不支持，但會進行簡單介紹）
下面將詳細介紹每種緩存機制。
1. 瀏覽器緩存機制a. 原理Cache-Control：用於控制文件在本地緩存有效時長
如伺服器回包：Cache-Control:max-age=600，則表示文件在本地應該緩存，且有效時長是600秒（從發出請求算起）。在接下來600秒內，如果有請求這個資源，瀏覽器不會發出 HTTP 請求，而是直接使用本地緩存的文件。
Expires：與Cache-Control功能相同，即控制緩存的有效時間
Expires是 HTTP1.0 標準中的欄位，Cache-Control 是 HTTP1.1 標準中新加的欄位
當這兩個欄位同時出現時，Cache-Control 優先級較高
Last-Modified：標識文件在伺服器上的最新更新時間
下次請求時，如果文件緩存過期，瀏覽器通過 If-Modified-Since 欄位帶上這個時間，發送給伺服器，由伺服器比較時間戳來判斷文件是否有修改。如果沒有修改，伺服器返回304告訴瀏覽器繼續使用緩存；如果有修改，則返回200，同時返回最新的文件。
Etag：功能同Last-Modified ，即標識文件在伺服器上的最新更新時間。
不同的是，Etag 的取值是一個對文件進行標識的特徵字串。
在向伺服器查詢文件是否有更新時，瀏覽器通過If-None-Match 欄位把特徵字串發送給伺服器，由伺服器和文件最新特徵字串進行匹配，來判斷文件是否有更新：沒有更新回包304，有更新回包200
Etag 和 Last-Modified 可根據需求使用一個或兩個同時使用。兩個同時使用時，只要滿足基中一個條件，就認為文件沒有更新。
常見用法是：
即一個用於控制緩存有效時間，一個用於在緩存失效後，向服務查詢是否有更新
特別注意：瀏覽器緩存機制 是 瀏覽器內核的機制，一般都是標準的實現
即Cache-Control、 Last-Modified 、 Expires、 Etag都是標準實現，你不需要操心
b. 特點對於解決以上問題，可以參考手 Q 的離線包
c. 應用場景靜態資源文件的存儲，如JS、CSS、字體、圖片等。
Android Webview會將緩存的文件記錄及文件內容會存在當前 app 的 data 目錄中。
d. 具體實現Android WebView內置自動實現，即不需要設置即實現
Android 4.4後的 WebView 瀏覽器版本內核：Chrome
瀏覽器緩存機制 是 瀏覽器內核的機制，一般都是標準的實現
2. Application Cache 緩存機制a. 原理<!DOCTYPE html>
<html manifest="demo_html.appcache">
// HTML 在頭中通過 manifest 屬性引用 manifest 文件
// manifest 文件：就是上面以 appcache 結尾的文件，是一個普通文件文件，列出了需要緩存的文件
// 瀏覽器在首次加載 HTML 文件時，會解析 manifest 屬性，並讀取 manifest 文件，獲取 Section：CACHE MANIFEST 下要緩存的文件列表，再對文件緩存
<body>
...
</body>
</html>
// 原理說明如下：
// AppCache 在首次加載生成後，也有更新機制。被緩存的文件如果要更新，需要更新 manifest 文件
// 因為瀏覽器在下次加載時，除了會默認使用緩存外，還會在後臺檢查 manifest 文件有沒有修改（byte by byte)
發現有修改，就會重新獲取 manifest 文件，對 Section：CACHE MANIFEST 下文件列表檢查更新
// manifest 文件與緩存文件的檢查更新也遵守瀏覽器緩存機制
// 如用戶手動清了 AppCache 緩存，下次加載時，瀏覽器會重新生成緩存，也可算是一種緩存的更新
// AppCache 的緩存文件，與瀏覽器的緩存文件分開存儲的，因為 AppCache 在本地有 5MB（分 HOST）的空間限制
方便構建Web App的緩存
專門為 Web App離線使用而開發的緩存機制
c. 應用場景存儲靜態文件（如JS、CSS、字體文件）
應用場景 同 瀏覽器緩存機制
但AppCache 是對 瀏覽器緩存機制 的補充，不是替代。
d. 具體實現 // 通過設置WebView的settings來實現
WebSettings settings = getSettings();
String cacheDirPath = context.getFilesDir().getAbsolutePath()+"cache/";
settings.setAppCachePath(cacheDirPath);
// 1. 設置緩存路徑
settings.setAppCacheMaxSize(20*1024*1024);
// 2. 設置緩存大小
settings.setAppCacheEnabled(true);
// 3. 開啟Application Cache存儲機制
// 特別注意
// 每個 Application 只調用一次 WebSettings.setAppCachePath() 和
WebSettings.setAppCacheMaxSize()
DOM Storage 分為 sessionStorage & localStorage；二者使用方法基本相同，區別在於作用範圍不同：
a. sessionStorage：具備臨時性，即存儲與頁面相關的數據，它在頁面關閉後無法使用
b. localStorage：具備持久性，即保存的數據在頁面關閉後也可以使用。
不像 Cookies每次請求一次頁面，都會向伺服器發送網絡請求
c. 應用場景存儲臨時、簡單的數據
代替 **將 不需要讓伺服器知道的信息 存儲到 cookies **的這種傳統方法
Dom Storage 機制類似於 Android 的 SharedPreference機制
d. 具體實現 // 通過設置 `WebView`的`Settings`類實現
WebSettings settings = getSettings();
settings.setDomStorageEnabled(true);
// 開啟DOM storage
基於 SQL 的資料庫存儲機制
b. 特點充分利用資料庫的優勢，可方便對數據進行增加、刪除、修改、查詢
c. 應用場景存儲適合資料庫的結構化數據
d. 具體實現 // 通過設置WebView的settings實現
WebSettings settings = getSettings();
String cacheDirPath = context.getFilesDir().getAbsolutePath()+"cache/";
settings.setDatabasePath(cacheDirPath);
// 設置緩存路徑
settings.setDatabaseEnabled(true);
// 開啟 資料庫存儲機制
屬於 NoSQL 資料庫，通過存儲字符串的 Key - Value 對來提供
類似於 Dom Storage 存儲機制 的key-value存儲方式
b. 特點
優點
c. 應用場景存儲 複雜、數據量大的結構化數據
d. 具體實現：// 通過設置WebView的settings實現
WebSettings settings = getSettings();
settings.setJavaScriptEnabled(true);
// 只需設置支持JS就自動打開IndexedDB存儲機制
// Android 在4.4開始加入對 IndexedDB 的支持，只需打開允許 JS 執行的開關就好了。
可進行文件（夾）的創建、讀、寫、刪除、遍歷等操作，就像 Native App 訪問本地文件系統一樣
虛擬的文件系統是運行在沙盒中
不同 WebApp 的虛擬文件系統是互相隔離的，虛擬文件系統與本地文件系統也是互相隔離的。
臨時的存儲空間：由瀏覽器自動分配，但可能被瀏覽器回收
持久性的存儲空間：需要顯式申請；自己管理（瀏覽器不會回收，也不會清除內容）；存儲空間大小通過配額管理，首次申請時會一個初始的配額，配額用完需要再次申請。
b. 特點可存儲數據體積較大的二進位數據
可預加載資源文件
可直接編輯文件
c. 應用場景通過文件系統 管理數據
d. 具體使用由於 File System是 H5 新加入的緩存機制，所以Android WebView暫時不支持
緩存機制匯總
緩存機制匯總
使用建議
使用建議
2.1.2 緩存模式即告訴Android WebView 什麼時候去讀緩存，以哪種方式去讀緩存
// 緩存模式說明:
// LOAD_CACHE_ONLY: 不使用網絡，只讀取本地緩存數據
// LOAD_NO_CACHE: 不使用緩存，只從網絡獲取數據.
// LOAD_DEFAULT: （默認）根據cache-control決定是否從網絡上取數據。
// LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK，只要本地有，無論是否過期，或者no-cache，都使用緩存中的數據。
WebView.getSettings().setCacheMode(WebSettings.LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK);
// 設置參數即可
使用時直接取過來用而不用在需要時才去加載
2.2.1 預加載WebView對象
示意圖
2.2.2 預加載H5資源在應用啟動、初始化第一個WebView對象時，直接開始網絡請求加載H5頁面
後續需打開這些H5頁面時就直接從該本地對象中獲取
a. 從而 事先加載常用的H5頁面資源（加載後就有緩存了）
b. 此方法雖然不能減小WebView初始化時間，但數據請求和WebView初始化可以並行進行，總體的頁面加載時間就縮短了；縮短總體的頁面加載時間：
對於Android WebView的首頁建議使用這種方案，能有效提高首頁加載的效率
2.3 自身構建緩存為了有效解決 Android WebView 的性能問題，除了使用 Android WebView 自身的緩存機制，還可以自己針對某一需求場景構建緩存機制。
2.3.1 需求場景
示意圖
2.3.2 實現步驟事先將更新頻率較低、常用 & 固定的H5靜態資源 文件（如JS、CSS文件、圖片等） 放到本地
攔截H5頁面的資源網絡請求 並進行檢測
如果檢測到本地具有相同的靜態資源 就 直接從本地讀取進行替換 而 不發送該資源的網絡請求 到 伺服器獲取
原理
2.3.3 具體實現重寫WebViewClient 的 shouldInterceptRequest 方法，當向伺服器訪問這些靜態資源時進行攔截，檢測到是相同的資源則用本地資源代替
// 假設現在需要攔截一個圖片的資源並用本地資源進行替代
mWebview.setWebViewClient(new WebViewClient() {
// 重寫 WebViewClient 的 shouldInterceptRequest （）
// API 21 以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
// API 21 以上用shouldInterceptRequest(WebView view, WebResourceRequest request)
// 下面會詳細說明
// API 21 以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
@Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, String url) {
// 步驟1:判斷攔截資源的條件，即判斷url裡的圖片資源的文件名
if (url.contains("logo.gif")) {
// 假設網頁裡該圖片資源的地址為：http://abc.com/imgage/logo.gif
// 圖片的資源文件名為:logo.gif
InputStream is = null;
// 步驟2:創建一個輸入流
try {
is =getApplicationContext().getAssets().open("images/abc.png");
// 步驟3:獲得需要替換的資源(存放在assets文件夾裡)
// a. 先在app/src/main下創建一個assets文件夾
// b. 在assets文件夾裡再創建一個images文件夾
// c. 在images文件夾放上需要替換的資源（此處替換的是abc.png圖片）
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步驟4:替換資源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 參數1：http請求裡該圖片的Content-Type,此處圖片為image/png
// 參數2：編碼類型
// 參數3：存放著替換資源的輸入流（上面創建的那個）
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) {
// 步驟1:判斷攔截資源的條件，即判斷url裡的圖片資源的文件名
if (request.getUrl().toString().contains("logo.gif")) {
// 假設網頁裡該圖片資源的地址為：http://abc.com/imgage/logo.gif
// 圖片的資源文件名為:logo.gif
InputStream is = null;
// 步驟2:創建一個輸入流
try {
is = getApplicationContext().getAssets().open("images/abc.png");
// 步驟3:獲得需要替換的資源(存放在assets文件夾裡)
// a. 先在app/src/main下創建一個assets文件夾
// b. 在assets文件夾裡再創建一個images文件夾
// c. 在images文件夾放上需要替換的資源（此處替換的是abc.png圖片
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步驟4:替換資源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 參數1：http請求裡該圖片的Content-Type,此處圖片為image/png
// 參數2：編碼類型
// 參數3：存放著替換資源的輸入流（上面創建的那個）
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, request);
}
});
}
下面我將通過 替換主頁面（http:// ip.cn/）中的一個圖片（http:// s.ip-cdn.com/img/logo.gif） 來對靜態資源攔截 進行說明。
為了更好的表現效果，我將替換的圖片換成別的圖片
實例說明1
實例說明2
具體步驟 & 代碼如下步驟1：定義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>
步驟2：進行資源的攔截、檢測 & 替換（詳細請看注釋）
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);
// 創建WebView對象
mWebview.getSettings().setJavaScriptEnabled(true);
// 支持與JS交互
mWebview.loadUrl("http://ip.cn/");
// 加載需要顯示的網頁
mWebview.setWebViewClient(new WebViewClient() {
// 複寫shouldInterceptRequest
//API21以下用shouldInterceptRequest(WebView view, String url)
@Override
public WebResourceResponse shouldInterceptRequest(WebView view, String url) {
// 步驟1:判斷攔截資源的條件，即判斷url裡的圖片資源的文件名
// 此處網頁裡圖片的url為:http://s.ip-cdn.com/img/logo.gif
// 圖片的資源文件名為:logo.gif
if (url.contains("logo.gif")) {
InputStream is = null;
// 步驟2:創建一個輸入流
try {
is =getApplicationContext().getAssets().open("images/error.png");
// 步驟3:打開需要替換的資源(存放在assets文件夾裡)
// 在app/src/main下創建一個assets文件夾
// assets文件夾裡再創建一個images文件夾,放一個error.png的圖片
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步驟4:替換資源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 參數1:http請求裡該圖片的Content-Type,此處圖片為image/png
// 參數2:編碼類型
// 參數3:替換資源的輸入流
System.out.println("舊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) {
// 步驟1:判斷攔截資源的條件，即判斷url裡的圖片資源的文件名
// 此處圖片的url為:http://s.ip-cdn.com/img/logo.gif
// 圖片的資源文件名為:logo.gif
if (request.getUrl().toString().contains("logo.gif")) {
InputStream is = null;
// 步驟2:創建一個輸入流
try {
is = getApplicationContext().getAssets().open("images/error.png");
// 步驟3:打開需要替換的資源(存放在assets文件夾裡)
// 在app/src/main下創建一個assets文件夾
// assets文件夾裡再創建一個images文件夾,放一個error.png的圖片
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//步驟4:替換資源
WebResourceResponse response = new WebResourceResponse("image/png",
"utf-8", is);
// 參數1：http請求裡該圖片的Content-Type,此處圖片為image/png
// 參數2：編碼類型
// 參數3：存放著替換資源的輸入流（上面創建的那個）
return response;
}
return super.shouldInterceptRequest(view, request);
}
});
}
}
步驟3：加入網絡權限
Manifest.xml
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
Carson_Ho的Github地址
特別注意關於上述放到本地的靜態資源也是可以更新的：
發布新版本安裝更新
增量更新：在用戶處於WIFI環境時讓伺服器推送到本地
很多著名的App（如微信）就是採用小範圍更新本地資源的
這種緩存機制的好處沒有改變前端H5的任何代碼，不需要為 APP 做定製化的東西
該方法只是更好地加快H5加載速度，哪怕失效，也不會對H5頁面產生其他負面影響
同樣能獲得相應的cookie
發送的網絡請求會直接帶上先前用戶操作所留下的 cookie 而都能夠留下來，因為我們沒有更改資源的 URL 地址
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32位包，false構建64位包。自動腳本主要包括以下幾個步驟：1.讀取業務配置的資源信息，包括模塊名，下載連結，版本號等；2.讀取已有資源的緩存信息，如果已有緩存信息，對比緩存中的資源版本號和配置中的版本號，版本號不一致則開始更新對應的資源信息；3.把需要更新的資源信息的對應資源進行下載解壓，