# 跨平台开发框架比较 App跨平台框架历史悠久，从cordova、react native、flutter，直到最近的uni-app x。江山代有才人出，每个都试图颠覆原生，但过去却一直未成功。 过去的问题到底在哪里？uni-app x为什么和过去那些方案不一样？ 我们先捋一捋各种技术路线，看看这些跨平台开发框架为什么不如原生应用。 |逻辑层 |渲染层 |类型 |代表作 | |-- |-- |-- |-- | |webview |webview |弱类型 |5+App、cordova | |js引擎 |webview |弱类型 |uni-app app-vue、小程序（dount） | |js引擎 |原生渲染 |弱类型 |react native、uni-app app-nvue、weex | |dart引擎 |flutter渲染引擎|强类型 |flutter | |js引擎 |flutter渲染引擎|弱类型 |微信skyline、webF、ArkUI-x | |kotlin |原生渲染 |强类型 |uni-app x | |kotlin |原生渲染 |强类型 |原生应用 | 上面的表格，除了行尾的原生应用外，各个跨平台框架按出现时间排序，可以看到跨平台框架是如何演进的。 上表中，uni-app x和原生应用是一样的，逻辑层和渲染层都是原生，都是强类型；而其他跨平台框架或者在逻辑层、或者在渲染层与原生不一致。 webview与原生的差距已经是业内常识了，启动慢、渲染慢、内存占用高。这块本文不再详述。 但那些非web-view的框架到底哪里不如原生？ ## js+原生渲染 react native等抛弃webview，改由原生渲染的跨平台方案，2014年就推出了。如今手机硬件也越来越好了，为什么性能还达不到原生？ js+原生渲染的方案问题如下： ### 1. js引擎慢，启动速度和运行速度都弱于原生 所以很多开发者即便使用这类方案，首页也还是原生来写。 React Native的Hermes引擎和华为，提供了js编译为字节码的方案，这是一种空间换时间的方案，启动速度有了一定优化，但仍然比不过原生。 弱类型在编译期能优化的有限，还是需要一个运行时来跑，而不能像强类型那样直接深入底层。 以数字运算为例，js的number运算确实比强类型的int慢，内存开销也更大。 ### 2. js语言与原生之间通信卡顿 每个语言有自己的内存空间，跨语言通信都有折损，每次通信几十到几百毫秒不等，视手机当时的状态。一旦频繁通信，就会明显卡顿。 逻辑层的js，即要和原生渲染层通信，还要和原生API通信： - 2.1 js与原生ui通信 举个简单的场景例子，在js里监听滚动，根据滚动变化实时调整界面上某些元素的高度变化。 这个问题能难倒一大批跨平台开发框架。 如果全部在webview里，js操作ui还好一些，所以uni-app的app-vue里的renderjs操作UI性能高，就是这个道理。同理还有微信小程序的wsx。 虽然小程序和uni-app都是js，但实际上逻辑层在独立js引擎里，通过原生桥来控制web-view，通信成本很高。 weex提供了bindingx技术，这是一种弱编程，渲染层预先定义了一些操作UI的方式，调用时全部在渲染层运行，不会来回与逻辑层通信。 但这种预定义方式的适应面有限，无法做到在js里高性能、自由的操作所有UI。 - 2.2 js操作原生api 操作系统和三方SDK的API都是原生的，js调用这些能力也需要跨语言通信。比如js调用原生的Storage或IO，数据较多时遍历的性能非常差。 当然在js API的封装上可以做些优化，比如微信的storage提供了wx.batchGetStorageSync这种批量读取的API，既然遍历性能差，那干脆一次性从原生读出来再传给js。 这也只能是无奈的方案，如果在遍历时想用js做什么判断就实现不了了，而且一次性读出很大的数据后传给js这一下，也需要通信时间。 ## flutter flutter2018年发布，第一次统一了逻辑层和渲染层，而且使用了强类型。 它没有使用原生渲染，而是使用由dart驱动的渲染引擎，这样逻辑层的dart代码操作UI时，再也没有延时了！bindingx、wxs这种补丁方案再也不需要了。 并且dart作为强类型，编译优化很好做，启动速度和运行速度都胜过js。 在这个开源项目下[https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_flutter_slider_100](https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_flutter_slider_100)，提供了一个flutter编写的100个slider同时滑动的示例， 项目下有源码也有打包好apk，可以直接安装体验。 100个slider同时滑动，非常考验逻辑和UI的通信。如果在webview内部，html和js写100个这样的slider，在新的手机上表现也还ok。但在小程序和react native这种逻辑和UI分离的模式下，100个slider是灾难。 下载apk后可以看到dart操作flutter的UI真的没有通信折损，100个slider的拖动非常流畅。 flutter看起来很完美。但为什么也没有成为主流呢？很多大厂兴奋的引入后为何又不再扩大使用范围呢？ ### 1. dart与原生API的通信 别忘了上面2.2提到的原生API通信。flutter虽然在逻辑层和渲染层都是dart，但要调用原生API时，还是要通信。 操作系统和三方SDK的API是原生的，让dart调用需要做一层封装，又落到了跨语言通信的坑里。 [https://gitcode.net/dcloud/test_flutter_message_channel](https://gitcode.net/dcloud/test_flutter_message_channel)这是一个开源测试项目，来测试原生的claas数据与dart的通信耗时。 项目里面有源码，大家可自行编译；根目录有打包好的apk，可直接安装体验。 这个项目首先在kotlin中构建了包含不同数据量的class，传递到dart然后渲染在界面上，并且再写回到原生层。 有0.1k和1k两种数据量（点击界面上的1k数字可切换），有读和读并写2个按钮，各自循环1000次。 以下截图的测试环境是华为mate 30 5G，麒麟990。手机上所有进程杀掉。如下图： - 1k数据从原生读到dart并渲染 ![](https://qiniu-web-assets.dcloud.net.cn/unidoc/zh/uni-app-x/test-cross/flutter_1k_read.jpeg)#{.zooming height="400px"} - 1k数据从原生读到dart并渲染再写回 ![](https://qiniu-web-assets.dcloud.net.cn/unidoc/zh/uni-app-x/test-cross/flutter_1k_readwrite.jpeg)#{.zooming height="400px"} - 0.1k数据从原生读到dart并渲染 ![](https://qiniu-web-assets.dcloud.net.cn/unidoc/zh/uni-app-x/test-cross/flutter_0.1k_read.jpeg)#{.zooming height="400px"} - 0.1k数据从原生读到dart并渲染再写回 ![](https://qiniu-web-assets.dcloud.net.cn/unidoc/zh/uni-app-x/test-cross/flutter_0.1k_readwrite.jpeg)#{.zooming height="400px"} 通信损耗非常明显。数据量从1k降低到0.1k时，通信时间并没有减少10倍，这是因为通信耗时有一个基础线，数据再小也降不下去。 dart并不能直接调用kotlin的class，只能先序列化成字符串，把字符串数据从原生传到dart，然后在dart层再重新构造。 当然也可以在原生层为dart封装API时提供wx.batchGetStorageSync这类批处理API，把数据一次读好再给dart，但这种又会遇到灵活性问题。 而在uni-app x中，这种跨语言通信是不存在的，不需要序列化，因为uni-app x使用的编程语言uts，在android上就编译为了kotlin，它可以直接调用kotlin的class而无需通信和封装。示例如下，具体uni-app x的原理后续章节会专题介绍。 ```ts ``` 再分享一个知识： 很多人都知道iPhone上跨平台框架的应用，表现比android好。但大多数人只知道是因为iPhone的硬件好。 其实还有一个重要原因，iOS的jscore是c写的，OS的API及渲染层也都是ObjectC，js调用原生时，某些类型可以做共享内存的优化。但复杂对象也还是无法直接丢一个指针过去共享使用内存。 而android，不管java还是kotlin，他们和v8、dart通信仍然需要跨语言通信。 ### 2. flutter渲染和原生渲染的并存问题 flutter的自渲染引擎，在技术上是不错的。但在生态兼容上有问题。 很多三方软件和SDK是原生的，原生渲染和flutter自渲染并存时，问题很多。 flutter开发者都知道的一个常见坑是输入法，因为输入法是典型的原生UI，它和flutter自绘UI并存时各种兼容问题，输入框被遮挡、窗体resize适应，输入法有很多种，很难适配。 混合渲染，还有信息流广告、map、图表、动画等很多三方sdk涉及。这个时候内存占用高、渲染帧率下降、不同渲染方式字体不一致、暗黑主题不一致、国际化、无障碍、UI自动化测试，各种不一致。。。 这里没有提供开源示例，因为flutter官方是承认这个问题的，它提供了2种方式：混合集成模式和虚拟显示模式模式。 但在渲染速度、内存占用、版本兼容、键盘交互上都各自有各自的问题。 详见flutter官网：[https://docs.flutter.dev/platform-integration/android/platform-views#performance](https://docs.flutter.dev/platform-integration/android/platform-views#performance)。 这个是中文翻译：[https://flutter.cn/docs/platform-integration/android/platform-views#performance](https://flutter.cn/docs/platform-integration/android/platform-views#performance) 在各大App中，微信的小程序首页是为数不多的使用flutter UI的界面，已经上线1年以上。 下面是微信8.0.44（此刻最新版），从微信的发现页面进入小程序首页。 视频中手机切换暗黑主题后，这个UI却还是白的，而且flutter的父容器原生view已经变黑了，它又在黑底上绘制了一个白色界面，体验非常差。 这个小程序首页界面很简单，没有输入框，规避了混合渲染，点击搜索图标后又跳转到了黑色的原生渲染的界面里。 假使这个界面再内嵌一个原生的信息流SDK，那会看到白色UI中的信息流广告是黑底的，更无法接受。 当然这不是说flutter没法做暗黑主题，重启微信后这个界面会变黑。这里只是说明渲染引擎不一致带来的各种问题。 > 注：如何识别一个界面是不是用flutter开发的？在手机设置的开发者选项里，有一个GPU呈现模式分析，flutter的UI不触发这个分析。且无法审查布局边界。 flutter的混合渲染的问题，在所有使用原生渲染的跨平台开发框架中都不存在，比如react native、weex、uni-app x。 总结下flutter：逻辑层和UI层交互没有通信折损，但逻辑层dart和原生api有通信成本，自绘UI和原生ui的混合渲染问题很多。 ## js+flutter渲染 flutter除了上述提到的原生通信和混合渲染，还有3个问题：dart生态、热更新、以及比较难用的嵌套写法。 一些厂商把flutter的dart引擎换成了js引擎，来解决上述3个问题。比如微信skyline、webF、ArkUI-x。 其实这令人困惑。因为这又回到了react native和weex的老路了，只是把原生渲染换成了flutter渲染。 flutter最大的优势是dart操作UI不需要通信，以及强类型。而改成js，操作UI再次需要通信，又需要js引擎。 为了解决js和flutter渲染层的通信问题，微信的skyline又推出了补丁技术worklet动画，让这部分代码运行在UI层。（当然微信的通信，除了跨语言，还有跨进程通信，会更明显） 这个项目[https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_arkuix_slider_100](https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_arkuix_slider_100)， 使用ArkUI-x做了100个slider，大家可以看源码，下载apk体验，明显能看到由于逻辑层和UI层通信导致的卡顿。 上述视频中，手指按下的那个slider，和其他通过数据通讯指挥跟随一起行动的99个slider，无法同步，并且界面掉帧。 不过自渲染由于无法通过Android的开发者工具查看GPU呈现模式，所以无法从条状图直观反映出掉帧。 > 注意ArkUI-x不支持`Android8.0`以下的手机，不要找太老的手机测试。 很多人以为自渲染是王道，但其实自渲染是坑。因为flutter的UI还会带来混合渲染问题。 也就是说，js+flutter渲染，和js+原生渲染，这2个方案相比，都是js弱类型、都有逻辑层和渲染层的通信问题、都有原生API通信问题，而js+flutter还多了一个混合渲染问题。 可能有的同学会说，原生渲染很难在iOS、Android双端一致，自渲染没有这个问题。 但其实完全可以双端一致，如果你使用某个原生渲染框架遇到不一致问题，那只是这个框架厂商做的不好而已。 是的，很遗憾react native在跨端组件方面投入不足，官方连slider组件都没有，导致本次评测中未提供react native下slider-100的示例和视频。 ## uni-app x 2022年，uts语言发布。2023年，uni-app x发布。 uts语言是基于typescript修改而来的强类型语言，编译到不同平台时有不同的输出： - 编译到web，输出js - 编译到Android，输出kotlin - 编译到iOS，输出swift 而uni-app x，是基于uts语言重新开发了一遍uni-app的组件、API以及vue框架。 如下这段示例，前端的同学都很熟悉，但它在编译为Android App时，变成了一个纯的kotlin app，里面没有js引擎、没有flutter、没有webview，从逻辑层到UI层都是原生的。 ```html ``` 这听起来有点天方夜谭，很多人不信。DCloud不得不反复告诉大家，可以使用如下方式验证： - 在编译uni-app x项目时，在项目的unpackage目录下看看编译后生成的kt文件 - 解压打包后的apk，看看里面有没有js引擎或flutter引擎 - 手机端审查布局边界，看看渲染是不是原生的（flutter和webview都无法审查布局边界） 但是开发者也不要误解之前的uni-app代码可以无缝迁移。 - 之前的js要改成uts。uts是强类型语言，上面的示例恰好类型都可以自动推导，不能推导的时候，需要用`:`和`as`声明和转换类型。 - uni-app x支持css，但是css的子集，不影响开发者排版出所需的界面，但并非web的css全都兼容。 了解了uni-app x的基本原理，我们来看下uni-app x下的100个slider效果怎么样。 项目[https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_uniappx_slider_100](https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_uniappx_slider_100)下有源码工程和编译好的apk。 如下视频，打开了GPU呈现模式，可以看到没有一条竖线突破那条红色的掉帧安全横线，也就是没有一帧掉帧。 uni-app x在Android端，不管逻辑层、渲染层，都是kotlin，没有通信问题、没有混合渲染问题。不是达到了原生的性能，而是它本身就是原生应用，它和原生应用的性能没差别。 这也是其他跨平台开发框架做不到的。 uni-app x是一次大胆的技术突破，分享下DCloud选择这条技术路线的思路： DCloud做了很多年跨平台开发，uni-app在web和小程序平台取得了很大的成功，不管规模大小的开发者都在使用； 但在app平台，大开发者只使用uni小程序sdk，中小开发者的app会整体使用。 究其原因，uni-app在web和小程序上，没有性能问题，直接编译为了js或wxml，uni-app只是换了一种跨平台的写法，不存在用uni-app开发比原生js或原生wxml性能差的说法。 但过去基于小程序架构的app端，性能确实不及原生开发。 那么App平台，为什么不能像web和小程序那样，直接编译为App平台的原生语言呢？ **uni-app x，目标不是改进跨平台框架的性能，而是给原生应用提供一个跨平台的写法。** 这个思路的转换使得uni-app x超越了其他跨平台开发框架。 在web端编译为js，在小程序端编译为wxml等，在app端编译为kotlin。 每个平台都只是帮开发者换种一致的写法而已，运行的代码都是该平台原生的代码。 然而在2年前，这条路线​有2个巨大的风险： 1. 从来没有人走通过 2. 即便能走通，工作量巨大 没有人确定这个产品可以做出来，DCloud内部争议也很多。 还好，经历了无数的困难和挑战，这个产品终于​面世了。 ​换个写法写原生应用，还带来另一个好处。 同样业务功能的app，使用vue的写法，比手写纯原生快多了。也就是uni-app x对开发效率的提升不只是因为跨平台，单平台它的开发效率也更高。 其实google自己也知道原生开发写法太复杂，关于换种更高效的写法来写原生应用，他们的做法是推出了compose UI。 不过遗憾的是这个方案引入了性能问题。我们专门测试使用compose UI做100个slider滑动的例子，流畅度也掉帧。 源码见：[https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_compose_ui_slider_100](https://gitcode.net/dcloud/test-cross/-/tree/master/test_compose_ui_slider_100)， 项目下有打包后的apk可以直接安装体验。 打开GPU呈现模式，可以看到compose ui的100个slider拖动时，大多数竖线都突破那条红色的掉帧安全横线，也就是掉帧严重。 既然已经把不同开发框架的slider-100应用打包出来了，我们顺便也比较了不同框架下的包体积大小、内存占用： | |包体积（单位:M） |内存占用（单位:Kb）| |-- |-- |-- | |flutter |18 |141324.8 | |ArtUI-x |45.7 |133091.2 | |uni-app x |8.5 |105451.2 | |compose ui |4.4 |98575.2 | 包体积数据说明： - 包含3个CPU架构：arm64、arm32、x86_64。 - flutter的代码都是编译为so文件，支持的cpu类型和包体积是等比关系，1个cpu最小需要6M体积，业务代码越多，cpu翻倍起来越多。 - ArtUI-x的业务代码虽然写在js里，但除了引用了flutter外还引用了js引擎，这些so库体积都不小且按cpu分类型翻倍。 - uni-app x里主业务都在kotlin里，kotlin和Android x的兼容库占据了不少体积。局部如图片引用了so库，1个cpu最小需要7M体积。但由于so库小，增加了2个cpu类型只增加了不到1M。 - compose ui没有使用so库，体积裁剪也更彻底。 - uni-app x的常用模块并没有裁剪出去，比如slider100的例子其实没有用到图片，但图片使用的fesco的so库还是被打进去了。实际业务中不可能不用图片，所以实际业务中uni-app x并不会比compose ui体积大多少。 内存占用数据说明： - 在页面中操作slider数次后停止，获取应用内存使用信息VmRSS: 进程当前占用物理内存的大小 - 表格中的内存数据是运行5次获取的值取平均值 - 自渲染会占据更多内存，如果还涉及混合渲染那内存占用更高 ## 后记 跨语言通信、弱类型、混合渲染、包体积、内存占用，这些都是过去跨平台框架不如原生的地方。 这些问题在uni-app x都不存在，它只是换了一种写法的原生应用。 |代表作 |类型 |逻辑层与UI通信折损 |逻辑层与OS API通信折损 |混合渲染 |包体积 |内存 | |-- |-- |-- |-- |-- |-- |-- | |react native、nvue、weex |弱类型 |有 |有 |无 |js引擎体积大且分CPU |js引擎占用更多内存 | |flutter |强类型 |无 |有 |有 |flutter引擎体积大、业务代码变为so且分CPU |flutter引擎占用更多内存| |微信skyline、webF、ArkUI-x |弱类型 |有 |有 |有 |js和flutter引擎体积大 |2个引擎占用更多内存 | |uni-app x |强类型 |无 |无 |无 |较小 |较低 | |原生应用 |强类型 |无 |无 |无 |较小 |较低 | 当然，作为一个客观的分析，这里需要强调uni-app x刚刚面世，还有很多不成熟的地方，比如前文diss微信的暗黑模式，其实截止到目前uni-app x还不支持暗黑模式。甚至iOS版现在只能开发uts插件，还不能做完整iOS应用。 [需求墙](https://vote.dcloud.net.cn/#/?name=uni-app%20x)里都是uni-app x该做还未做的。也欢迎大家投票​。 另外，原生Android中一个界面不能有太多元素，否则性能会拉胯。flutter的自渲染和compose ui解决了这个问题。而原生中解决这个问题需要引入自绘机制来降低元素数量，这个在uni-app x里对应的是draw自绘API​。 uni-app x这个技术路线是产业真正需要的东西，随着产品的迭代完善，它能真正帮助开发者即提升开发效率又不牺牲性能。​ **让跨平台开发不如原生，成为历史**。 欢迎体验uni-app x的示例应用，感受它的启动速度，渲染流畅度。 源码在：[https://gitcode.net/dcloud/hello-uni-app-x/](https://gitcode.net/dcloud/hello-uni-app-x/)；打包后的apk扫描下面的二维码。 ![](https://qiniu-web-assets.dcloud.net.cn/unidoc/zh/uni-app-x/hello-uniappx-apkqrcode.png) 这个示例里有几个例子非常考验通信性能，除了也内置了slider-100外，另一个是“模版-scroll-view自定义滚动吸顶”，在滚动时实时修改元素top值始终为一个固定值，一点都不抖动。 我们不说服您使用任何开发技术，但您应该知道它们的原理和差别。 欢迎指正和讨论。