FlutterForWeb性能优化和新场景探索

背景

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近些年随着Flutter开发的App不断涌现，其灵活高效的编程体验、建设良好的开发生态和后期易维护等优点，逐渐得到开发者和企业的认可。

Flutter代码稍作调整，即可同时编译、打包出来App和Web/H5站点。后者即为Flutter For Web（简写FFW）。例如：若App内嵌了Flutter页面，那么这些页面就可以被重复利用，生成M站。

但是FFW直接产出的Web/H5站点，首屏加载速度普遍较慢。另外，深入使用FFW也会发现，其2种渲染模式在复杂页面的交互上，有不同程度的卡顿问题。

针对上述性能问题的解决，作者做了较为详尽的调研：本文首先分享了性能优化的经验；然后引入element-embedding的概念；最后分享一种探索出的、适用于某些场景的试验方案。

一.渲染模式及性能优化

FFW有2种渲染模式，是由同一套源码，使用2种不同的命令，打包出来的2套编译产物。

1.1渲染模式介绍

  • html渲染模式：Flutter采用html的custom element，CSS，canvas和SVG来渲染UI元素。值得注意的是，此模式最终产物的html标签数量十分有限，仍以canvas绘制为核心。这也是导致其不够“浏览器友好”的原因。
  • canvaskit渲染模式：Flutter将 Skia 编译成 WebAssembly 格式，并使用 WebGL 渲染。此模式必需加载wasm内核文件和noto字体文件。此模式性能表现、浏览器兼容性表现更优秀。若是对首屏速度要求较少的场景，如内部Web系统，建议使用此模式。

1.2优化经验（html渲染）

►1.2.1首屏速度优化

  • Icon font裁剪。若项目中使用到了MaterialDesign图标字体库，请使用最新的Flutter SDK，在编译期间自动对字体资源进行了裁剪，并重新生成otf/ttf文件。
  • gzip开启。若Server端开启gzip，主Javascript文件（main.dart.js）的体积优化将超过1倍。
  • 分片和hash化。主Javascript文件体积较大，可以利用脚本在每次打包之前，将其拆分成n个子文件；在入口处增加逻辑，用户在进入html后，并行下载n个子文件，最后动态组装。
  • 可借助flutter_web_optimizer工具库。打包命令：
flutter build web --web-renderer html --release --pwa-strategy none  
flutter pub run flutter_web_optimizer optimize --asset-base ./
  • 主html优化。利用传统前端优化方法：defer、preconnect和dns-prefetch等属性配置。

► 1.2.2 刷新帧率优化

  • build刷新相关：
  1. 局部刷新。目的是减少rebuild范围。在大型、复杂页面的性能优化上，可以利用StreamBuilder或Provider机制，实现局部刷新。
  2. Clean的build方法。不在build方法内进行逻辑计算。通过DevTools性能监测工具，可以发现用户交互操作（如滚动长列表）后，build方法可能被频繁调用。所以build方法越复杂，越可能导致卡顿等性能问题。
  3. 多使用无状态的、静态化的Widget。如：若Widget不涉及状态，就封装为StatelessWidget。又如：用得上KeeppAlive模式的Widget，在性能优化的时候，也可以加以使用，以获得Widget的状态保持、减少build刷新。
  • Scroll组件相关
  1. SingleChildScrollView内嵌Column。若情况为“列表item结构复杂、不统一，且item数量有限”时建议使用。
  2. ListView.builder。若情况为“列表的item结构类似，或长度很长、甚至不限”时使用。其优点是可动态复用item的资源，节省内存开销。
  3. 可以采用自定义的“弹簧属性”的physics。自定义的physics可调整滚动的速度、延伸、回弹效果等。
class AhCustomScrollPhysics extends ScrollPhysics {
  const AhCustomScrollPhysics({ScrollPhysics? parent}) : super(parent: parent);

  @override
  AhCustomScrollPhysics applyTo(ScrollPhysics? ancestor) {
    return AhCustomScrollPhysics(parent: buildParent(ancestor));
  }

  @override
  SpringDescription get spring => SpringDescription.withDampingRatio(
        mass: 0.1,   //质量，控制滚动的惯性
        stiffness: double.maxFinite, //刚性，滚动收尾速度
        ratio: 0.1,  //damping: 0.1, //阻尼，俗称摩擦力
      );

1.3优化经验（canvaskit渲染）

►1.3.1首屏速度优化

  • wasm内核处理

在主html里配置canvaskit.wasm加载路径的前缀（最新FlutterSDK支持的功能）。

或者存放在国内CDN并使用url前缀。

否则此文件会从Google的一个外网CDN匹配和下载，国内访问速度较慢。

goCanvaskit = () => {
        console.log(target);
        _flutter.loader.loadEntrypoint({
            entrypointUrl: "./flutter_canvaskit/main.dart.js", 
            onEntrypointLoaded: async (engineInitializer) => {
                let appRunnerCanvaskit = await engineInitializer.initializeEngine({
                    hostElement: target,
                    canvasKitBaseUrl: "./flutter_canvaskit/canvaskit/", //前缀处理
                });
                await appRunnerCanvaskit.runApp();
                console.log("canvaskit loaded.");
            }
        });
    };

  • noto字体处理。

在入口处（main.dart）里主动下载、加载noto字体。

否则，此文件将从外网CDN匹配和下载；并且加载过程中，界面的文字会展示乱码。

var fontLoader2 = FontLoader("Noto Sans SC");
fontLoader2.addFont(fetchFont2());
await fontLoader2.load()
Future fetchFont2() async {
  var url = Uri.parse(
    'http://{your-cdn-host}/ah-assets/k3kXo84MPvpLmixcA63oeALhL4iJ-Q7m8w%20%281%29.otf'
  );
  final response = await http.get(url);
  if (response.statusCode == 200) {
    return ByteData.view(response.bodyBytes.buffer);
  } else {
    throw Exception('Failed to load font');
  }
}

►1.3.2刷新帧率优化

同html的刷新帧率优化。

1.4首屏优化数据

html模式数据分析对比

抽样测速的数据

同内容的、Vue.js线上版本，抽样测速数据

首次加载， js大文件列表

1.5分析结果

FFW的html渲染模式，首开速度已经接近传统Vue.js站点；canvaskit模式的刷新帧率效率，也已经接近App端的flutter代码。但是，后者的首屏速度，由于必要的noto字体和wasm内核文件，首开耗时依然过久。

另外，html模式在刷新帧率上有略卡顿的问题。这是由于渲染产物使用了较少的html标签，主要仍依靠canvas绘制；而主流浏览器对于canvas绘制的优化，远没有html标签、DOM树成熟。

Google团队已经将canvaskit渲染模式作为未来优化的方向。为了提升加载速度，在 112 或更高版本的 Chromium中优化了wasm的底层支持，以缩小wasm的体积和提升性能表现。但是短期内现状难以得到有效解决。

所以问题归结为：首开速度和交互性能，不能兼得。

最新的element-embedding技术，为解决此“二选一”难题提供了新的思路。

二. element-embedding新功能

element-embedding是Flutter SDK 3.7的新功能；在2023年的Flutter Forward大会上被推出。在Github的Flutter Sample项目，有两个demo：html+js集成和Angular.js集成。

图片

► 特性：

  1. Flutter的渲染产物，可以作为一个div里的canvas绘制层，而被宿主使用；
  2. 这个div可以在任何合适的时机被开启渲染（否则不会加载）；
  3. Flutter的代码与它的宿主代码（Angular.js或Vue.js等），可以通过js函数通信。

► 优点：

  1. 低侵入性：与传统Vue.js等项目的“混合”，不影响宿主的首屏加载速度等。
  2. 可交互性：通过js函数即可完成与宿主的通信。
  3. 增加了FFW的使用场景。

三. 替换AB方案

3.1利用FFW打包2种渲染产物

利用FFW可以方便地打包2种渲染产物的特性:

  1. 首屏速度较快，使用html渲染产物。
  2. 后续交互性能为了更顺滑，使用canvaskit渲染产物。

3.2目标是切换过程中用户无感

  1. 前者内嵌1个后者的隐藏element-embedding。它会在前者加载完毕后“延迟加载”。
  2. 在合适的时机，把前者的“状态参数”传递给后者。
  3. 后者更新状态后，“静默替换”展示。

3.3方案描述

图片

  1. html渲染产物作为“宿主”，首先被加载。
  2. canvaskit渲染产物是一个内部隐藏的element-embedding。
  3. 当用户每一次交互“操作”后，都判断一下canvaskit是否渲染完毕。
  4. 如果canvaskit已经渲染完毕，则传参、切换、展示。
  5. 用户的操作状态得以保持。由于用户的交互状态（滚动位置、切换位置等）通过传参得到保持，切换的过程“近乎无感”。

3.4应用场景

 页面交互（滚动、点击、切换等）操作不太复杂的场景。 

 最后

在纯Web开发领域，传统框架（Vue.js，React.js等）仍是优先的选择。但是，经过技术探索，仍能找到FFW的一些应用场景。尤其App端Flutter代码转为Web/H5的需求很强时，可以考虑使用本文最后讲述的、经过优化和重新架构的FFW方案。

作者简介

魏子博

■ 经销商技术部-移动APP团队

■ 之家新人，移动端全栈开发经验。

网页标题：FlutterForWeb性能优化和新场景探索
URL标题：http://www.csdahua.cn/qtweb/news42/295442.html

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