本文來自QCon全球軟件開發(fā)大會(huì)王勁鵬的技術(shù)分享，下文進(jìn)行了排版優(yōu)化和修訂。
1、引言
性能和體驗(yàn)在 iOS / Android 雙端場(chǎng)景下已經(jīng)是一個(gè)較為成熟的話題，但隨著鴻蒙 OS 的發(fā)展，端側(cè)開發(fā)者需要更多的關(guān)注多端場(chǎng)景的差異性。
本次分享的主題是小紅書在鴻蒙平臺(tái)上的工程實(shí)踐，主要聚焦于性能優(yōu)化和探索。（* PPT講稿原文下載：《小紅書鴻蒙OS下的性能優(yōu)化探索與實(shí)踐(PPT)[附件下載]》）
先介紹一下自己的背景。之前一直從事大前端領(lǐng)域的工作，主要專注于跨端和容器化方案。也曾手寫過一個(gè)跨端框架，名為 Doric，它可以對(duì)標(biāo) React Native、Vue Native 和 Flutter 等。Doric 框架在落地時(shí)表現(xiàn)良好，還支持了一些自研的 3D 引擎方案。除此之外，我還有播放器內(nèi)核研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，以及大前端常規(guī)體系建設(shè)和 CI/CD 流水線的工程經(jīng)驗(yàn)。未來，我將持續(xù)關(guān)注大前端的演進(jìn)，尤其是鴻蒙這樣的多端和跨端平臺(tái)。
從 2023 年開始，鴻蒙的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯，已經(jīng)成為可與 iOS、安卓媲美的第三大移動(dòng)操作系統(tǒng)。從一些抖音視頻中也可以看出，鴻蒙在流暢性方面甚至在某些層面上超過了 iOS。
今天的分享內(nèi)容分為四個(gè)部分：
- 1）介紹整個(gè)歷程和背景；
- 2）介紹鴻蒙 OS 的相關(guān)能力和小紅書在該平臺(tái)上的優(yōu)化實(shí)踐；
- 3）通過鴻蒙 OS 提供的性能驗(yàn)證工具，展示小紅書在鴻蒙平臺(tái)上的性能優(yōu)化驗(yàn)證方法、優(yōu)化后的性能提升以及具體的收益和結(jié)果；
- 4）總結(jié)和展望。
2、內(nèi)容分享和整理
分享者：王勁鵬，內(nèi)容審校和編輯：Kitty。
王勁鵬：小紅書鴻蒙工程師。目前主要負(fù)責(zé)小紅書鴻蒙版的研發(fā)和工程建設(shè)，曾從事過大前端架構(gòu)設(shè)計(jì)、研發(fā)效能等方向的工作，在終端架構(gòu)演進(jìn)、性能優(yōu)化以及跨端容器和動(dòng)態(tài)化等方面具備長(zhǎng)期實(shí)踐及深厚經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)關(guān)注大前端技術(shù)體系，鴻蒙以及多端的演進(jìn)。
3、版本歷程和開發(fā)背景
3.1 小紅書迭代歷程
從 2023 年年中開始，鴻蒙的“千帆計(jì)劃”正式啟動(dòng)，并很快升級(jí)為“鴻飛計(jì)劃”。小紅書作為 7 家頭部合作商之一，率先支持了鴻蒙，并于 2023 年 11 月中旬上線了一個(gè)基礎(chǔ)版的 beta 版本 APP。這個(gè)版本主要包含筆記瀏覽和視頻筆記瀏覽兩大功能，以及一些簡(jiǎn)單的個(gè)人設(shè)置。當(dāng)時(shí)，小紅書的動(dòng)作非常迅速，可以說是頭部應(yīng)用廠商中對(duì)華為支持最為積極的品牌之一。
在整個(gè)鴻飛計(jì)劃中，我們規(guī)劃了三個(gè)核心里程碑：除了 2023 年 11 月的 beta 版本外，還包括 2024 年 6 月的 HDC 版本和 2024 年 9 月的商用版本。HDC 版本主要是針對(duì)華為正式宣發(fā)鴻蒙 3（HarmonyOS Next）開發(fā)者測(cè)試的情況。在 HDC 版本中，我們上線了許多小紅書特有的存量功能，包括視頻拍攝、圖文拍攝以及多設(shè)備協(xié)同等創(chuàng)新特性。而到了 2024 年 9 月的商用版本交付時(shí)，小紅書的核心功能已經(jīng)基本與主端對(duì)齊。考慮到鴻蒙的開發(fā)周期僅有一年，小紅書的鴻蒙 APP 在這一年中要對(duì)齊開發(fā)了十年甚至十幾年的安卓和 iOS 版本，難度和壓力都非常巨大。
到 2024 年 9 月，除了對(duì)齊雙端的所有功能外，我們還開發(fā)了許多其他功能，包括華為支持的創(chuàng)新特性，例如智能拖拽——用戶可以將圖片拖拽到中轉(zhuǎn)站或小藝等場(chǎng)景。此外，商用版本還支持了用戶呼聲較高的 HDR 或 Moonlight Photo 拍攝能力。
3.2 純血鴻蒙與安卓的區(qū)別
我從幾個(gè)維度來對(duì)比一下純血鴻蒙和安卓 OS 的主要區(qū)別。
內(nèi)核架構(gòu)純血鴻蒙的本質(zhì)是微內(nèi)核，而安卓是基于 Linux 宏內(nèi)核。微內(nèi)核只提供基礎(chǔ)的內(nèi)存和文件管理能力，驅(qū)動(dòng)和其他系統(tǒng)能力都在 OS 之外。這樣做的好處是系統(tǒng)穩(wěn)定性極高，即使應(yīng)用崩潰，也不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰（system crash）。而在 Linux 宏內(nèi)核中，應(yīng)用的不當(dāng)行為可能會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
多設(shè)備適配鴻蒙目前支持多種設(shè)備類型：包括 Mate 60 Pro 這樣的直板手機(jī)、Mate X5 或非凡大師 XT 這樣的雙折疊和三折疊手機(jī)、平板電腦、車機(jī)，甚至華為正在研發(fā)的鴻蒙 PC。鴻蒙真正實(shí)現(xiàn)了類似 iOS 的多端整合能力，通過一套代碼實(shí)現(xiàn)多端部署。其工程體系和架構(gòu)支持單 HAP（Harmony Ability Package）多 HSP（Harmony Service Package）模塊，指令集適配了 ARM64 等多種架構(gòu)，開發(fā)者只需根據(jù)設(shè)備尺寸適配 UI 展示即可。例如，在 2024 年 9 月 的華為全場(chǎng)景設(shè)備發(fā)布會(huì)上，余承東展示了小紅書在從直板機(jī)到雙折疊、三折疊設(shè)備上的適配能力，完全實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)式編程，不同設(shè)備形態(tài)下有不同的瀏覽體驗(yàn)。
開發(fā)工具和編程模型鴻蒙的開發(fā)工具和編程模型與安卓差異較大。鴻蒙更類似于 Flutter 的嵌套型容器布局，而不是安卓那種面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式。在語言層面，鴻蒙完全封裝了底層邏輯，采用類似前端 Flux 單向數(shù)據(jù)流模式，通過數(shù)據(jù)變更驅(qū)動(dòng) UI 刷新。這種模式類似于前端 Redux 或 MobX 框架中的 state 管理 。
從 2024 年 10 月 8 日公測(cè)開始，鴻蒙的應(yīng)用生態(tài)正在逐漸繁榮。不過，目前像微信這樣的應(yīng)用還處于搶先體驗(yàn)階段。相比之下，安卓的生態(tài)已經(jīng)相對(duì)成熟。鴻蒙的最終目標(biāo)是打造全場(chǎng)景智能設(shè)備生態(tài)，涵蓋所有終端設(shè)備，以及基于 OpenHarmony 內(nèi)核開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)終端。它還支持多種芯片體系，例如瑞芯微 RK3568 等。
3.3 小紅書鴻蒙應(yīng)用架構(gòu)層級(jí)
小紅書經(jīng)過一年的迭代，其整體應(yīng)用架構(gòu)已經(jīng)基本成熟。目前，整體代碼量接近 200 萬行，達(dá)到了一個(gè)較高的復(fù)雜度。在一般成熟的 APP 架構(gòu)中，通常會(huì)包含一些基礎(chǔ)底層能力，例如網(wǎng)絡(luò)、磁盤存儲(chǔ)、埋點(diǎn)體系、APM（應(yīng)用性能管理）系統(tǒng)，以及一些通用組件和能力。對(duì)于鴻蒙平臺(tái)，小紅書還具備一些特殊的公共通用能力。
我們開發(fā)了一個(gè)“一多框架”，這是一個(gè)支持一套代碼多端部署的具體框架體系。通過這個(gè)框架，我們實(shí)現(xiàn)了多設(shè)備的斷點(diǎn)控制功能。用戶可以根據(jù)設(shè)備的尺寸和類型進(jìn)行適配，因?yàn)槿A為設(shè)備支持多端投屏。例如，用戶可以在手機(jī)上瀏覽小紅書，然后將內(nèi)容投屏到車機(jī)上。比如用戶購(gòu)買了一輛問界汽車，可以在車內(nèi)通過車機(jī)繼續(xù)瀏覽手機(jī)上的小紅書內(nèi)容，這種場(chǎng)景在駕駛時(shí)尤其有用。
除了底層框架，對(duì)于上層業(yè)務(wù)，小紅書還有一套自研的組件庫方案，這套組件庫承載了上層業(yè)務(wù)的多種功能，包括圖文筆記、視頻筆記瀏覽，以及一些 Hybrid 容器能力。小紅書本質(zhì)上在跨端開發(fā)中仍然使用了 React Native（RN）和類 Web 技術(shù)。RN 引擎由華為內(nèi)部合作提供，采用了自研的 ohos 方案，用于解決 React Native 的 bundle 和 JS 加載以及渲染問題。此外，還包括產(chǎn)品定制層，這里涵蓋了所有相關(guān)的設(shè)備適配內(nèi)容。
3.4 性能優(yōu)化與實(shí)踐
目前，安卓和 iOS 在性能優(yōu)化方面已經(jīng)相當(dāng)成熟，包括如何分析性能熱點(diǎn)問題、有哪些工具以及最佳實(shí)踐等。然而，對(duì)于鴻蒙來說，它是一個(gè)全新的系統(tǒng)。直到 2024 年年中，鴻蒙的穩(wěn)定性和流暢性都還存在一些問題。這里重點(diǎn)講述小紅書在 2024 年與華為一起進(jìn)行了哪些實(shí)踐，以提升應(yīng)用的性能和用戶體驗(yàn)。
我們定義了一個(gè)性能指標(biāo)場(chǎng)景。這個(gè)指標(biāo)體系是小紅書與華為共同探討的結(jié)果，因?yàn)槿A為有一個(gè)性能工廠，它對(duì)每個(gè)應(yīng)用的評(píng)級(jí)都有一個(gè) S 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。小紅書與華為一起確定了針對(duì)小紅書場(chǎng)景需要觀測(cè)的具體指標(biāo)。性能優(yōu)化的核心是慢函數(shù)指標(biāo)，它主要包含兩部分：過程時(shí)長(zhǎng)和應(yīng)用體驗(yàn)的流暢性。
過程時(shí)長(zhǎng)主要包含以下三點(diǎn)：
- 1）冷啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)：這是用戶最關(guān)心的指標(biāo)之一，即從點(diǎn)擊應(yīng)用圖標(biāo)到應(yīng)用完成動(dòng)畫并展示第一幀的時(shí)間。對(duì)于多數(shù)應(yīng)用，首頁通常有緩存機(jī)制。例如，小紅書會(huì)緩存用戶上次刷新的筆記，淘寶會(huì)緩存用戶上次瀏覽的商品內(nèi)容；
- 2）場(chǎng)景完成時(shí)長(zhǎng)：指完成某個(gè)特定場(chǎng)景所需的時(shí)間；
- 3）應(yīng)用響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)：指用戶操作界面后，界面真正發(fā)生變化的時(shí)間，即響應(yīng)時(shí)延。
流暢性方面，最基礎(chǔ)的觀測(cè)指標(biāo)是平均 FPS（幀率），包括丟幀數(shù)、最大連續(xù)丟幀數(shù)、丟幀卡頓次數(shù)以及卡頓率。卡頓率可以通過量化計(jì)算得出：當(dāng)一個(gè)場(chǎng)景中出現(xiàn)丟幀時(shí)，丟幀的時(shí)長(zhǎng)與場(chǎng)景總時(shí)長(zhǎng)的比值即為卡頓率，它是一個(gè)小于 1 的百分比數(shù)值。
3.5 OS 能力 & 優(yōu)化實(shí)踐
首先，針對(duì) IO 場(chǎng)景，我們進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化。
鴻蒙 OS 的系統(tǒng)能力主要分為以下三個(gè)方面：
- 1）并行化能力鴻蒙 OS 提供了兩種并行化能力：Worker 和 TaskPool。Worker 類似于傳統(tǒng)的線程模型，每個(gè) Worker 都有自己的內(nèi)存空間和執(zhí)行單元，支持通過消息（message）進(jìn)行通信。TaskPool 則類似于協(xié)程或線程池，能夠動(dòng)態(tài)管理線程數(shù)量，支持標(biāo)記為 @concurrent 的函數(shù)直接在任務(wù)池中調(diào)度和運(yùn)行。這兩種機(jī)制都支持線程間隔離，內(nèi)存不共享；
- 2）多線程通信和數(shù)據(jù)傳輸在多線程通信方面，鴻蒙 OS 支持序列化數(shù)據(jù)傳輸和基于消息（message）的通信機(jī)制。此外，還引入了事件發(fā)射器（Emitter）用于系統(tǒng)事件的發(fā)布和訂閱。這種機(jī)制允許線程間通過消息傳遞來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的交互邏輯；
- 3）同步轉(zhuǎn)異步機(jī)制鴻蒙 OS 支持基于 Promise 的異步編程模型，包括 async 和 await 語法，以及 then 和 catch 方法。這種機(jī)制能夠有效提升應(yīng)用的響應(yīng)性和用戶體驗(yàn)。
4、并行化能力
在并行化能力方面，鴻蒙 OS 提供了兩套基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)方式。開發(fā)者可以通過 RTS（運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)并行化，也可以通過底層庫（如 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫中的）實(shí)現(xiàn)。不過，如果完全依賴底層庫，可能會(huì)導(dǎo)致開發(fā)效率下降。為了滿足業(yè)務(wù)需求，鴻蒙 OS 在年初引入了 Worker 和 TaskPool 能力。Worker 類似于傳統(tǒng)的線程模型，每個(gè) Worker 都有獨(dú)立的內(nèi)存空間和執(zhí)行單元，支持通過消息進(jìn)行通信。消息可以包含可序列化的數(shù)據(jù)，也可以通過指針直接遷移數(shù)據(jù)。TaskPool 則類似于線程池，能夠動(dòng)態(tài)管理線程數(shù)量，支持標(biāo)記為 @concurrent 的函數(shù)直接在任務(wù)池中調(diào)度和運(yùn)行。與安卓平臺(tái)的線程池不同，鴻蒙 OS 的 TaskPool 會(huì)根據(jù)硬件條件和任務(wù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整線程數(shù)量。這種機(jī)制避免了安卓平臺(tái)中因線程池?cái)?shù)量過多而導(dǎo)致的系統(tǒng)資源消耗問題。
接下來我們對(duì)比鴻蒙 OS 的 Worker 并行化能力和安卓端的相關(guān)特性。從多個(gè)維度來看，Worker 本質(zhì)上不推薦手動(dòng)創(chuàng)建，而是通過系統(tǒng)配置 build-provider.json 綁定 ETS 文件來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建。這一點(diǎn)與安卓端并無明顯差異，安卓端可以通過 THREAD 等方式啟動(dòng)線程。
在鴻蒙 OS 5.0 以下版本（如 4.2 版本）中，主要運(yùn)行的仍然是安卓系統(tǒng)。這種情況下，安卓線程數(shù)量存在上限，這對(duì)應(yīng)用開發(fā)者來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。如果 SDK 集成過多，線程數(shù)可能超標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)用被系統(tǒng)強(qiáng)制終止，或出現(xiàn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景異常崩潰等穩(wěn)定性問題。
數(shù)據(jù)傳輸方面：鴻蒙 OS 為了優(yōu)化 Worker 的性能和負(fù)載，對(duì) Worker 的數(shù)量和單個(gè) Worker 的傳輸上限進(jìn)行了限制。鴻蒙 Worker 的單個(gè)傳輸上限類似于安卓中的 Binder 機(jī)制，也存在類似的傳輸限制。不過，安卓線程通常沒有嚴(yán)格限制，因?yàn)榫€程本質(zhì)上是一個(gè)內(nèi)存拷貝過程，除非開發(fā)者通過指針等方式自定義線程間數(shù)據(jù)傳輸。
在傳輸格式上：鴻蒙 OS 支持通過 Sendable 接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。Sendable 是一種注解方式定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有傳染性，即如果一個(gè)類被標(biāo)記為 Sendable，其關(guān)聯(lián)屬性也必須是 Sendable 類型。鴻蒙 OS 支持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型（如 number、string）和集合類型作為 Sendable 傳輸?shù)膬?nèi)容。對(duì)于跨模塊調(diào)用，鴻蒙 OS 不允許 Worker 跨 HAP 或跨 HSP 調(diào)用。相比之下，安卓應(yīng)用通常運(yùn)行在一個(gè)或多個(gè) Dex 文件中，允許跨 Dex 或跨模塊的線程間調(diào)用。
TaskPool 類似于雙端的協(xié)程概念，是一種輕量級(jí)線程，僅存儲(chǔ)函數(shù)。不過，TaskPool 與協(xié)程有所不同，它獨(dú)立于任務(wù)維度，且任務(wù)執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)有限制（超過 3 分鐘會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)回收）。安卓平臺(tái)可以通過 ASM 插樁技術(shù)對(duì)線程的創(chuàng)建和執(zhí)行進(jìn)行監(jiān)控和優(yōu)化，但輕量級(jí)線程或協(xié)程的實(shí)現(xiàn)通常依賴于線程池或協(xié)程機(jī)制。
TaskPool 中的任務(wù)默認(rèn)支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移（transfer），不支持拷貝。此外，TaskGroup 不支持 SDK 初始化包的加載。某些同學(xué)習(xí)慣在異步線程中觸發(fā) SDK 的行為，在鴻蒙 OS 上可能會(huì)因 TaskPool 生命周期結(jié)束而導(dǎo)致變量被釋放。
關(guān)于并行化數(shù)據(jù)傳輸?shù)?Sendable 概念：Sendable 通過系統(tǒng)提供的 SharedHeap（共享堆）實(shí)現(xiàn)傳輸。共享堆與本地堆（local Heap）的區(qū)別在于，共享堆支持 Sendable 化數(shù)據(jù)的傳輸，而本地堆則需要序列化。共享堆的管理和控制耗費(fèi)了華為專家大量時(shí)間和精力，其中還涉及復(fù)雜的異步鎖（async lock）機(jī)制。在 RTS 并發(fā)實(shí)例期間（包括 Worker、TaskPool 等），數(shù)據(jù)可以通過 Sendable 傳遞，但 Worker 需要使用單獨(dú)的 API。TaskPool 則完全支持 Sendable 的直接傳輸。這種異步鎖機(jī)制允許在 TaskPool 或 Worker 中鎖定其他任務(wù)中的某些函數(shù)，實(shí)現(xiàn)線程間的同步，類似于安卓中的 synchronized 或其他鎖機(jī)制。
5、小紅書典型并行化場(chǎng)景
小紅書在一些典型化場(chǎng)景中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了并行化處理。例如，網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求是一個(gè)典型的耗時(shí)操作，因?yàn)檎?qǐng)求過程中涉及驗(yàn)簽和安全能力的處理，這些操作如果在主線程中同步完成，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用掉幀。當(dāng)用戶滑動(dòng)時(shí)，掉幀現(xiàn)象會(huì)非常明顯，這通常是由于大量計(jì)算引起的。為了解決這一問題，我們采用了 Worker 化的方式，將這些操作移到 Worker 線程中，從而避免主線程的卡頓。
在進(jìn)行埋點(diǎn)時(shí)，可能會(huì)涉及數(shù)據(jù)庫的 IO 操作，這些操作也不建議在主線程中執(zhí)行。通過將這些操作放到 Worker 線程中，可以有效避免對(duì)主線程的影響。
針對(duì)雙列布局中的圖片和資源預(yù)加載，我們采用華為自研的 RCP 網(wǎng)絡(luò)解決方案（類似于 HTTP），通過 Worker 線程在遠(yuǎn)端進(jìn)行下載，并在完成后將結(jié)果返回到主線程。此外，TaskPool 的應(yīng)用場(chǎng)景也非常廣泛，例如文件上傳、多媒體操作以及啟動(dòng)任務(wù)的編排等。TaskPool 的優(yōu)勢(shì)在于輕量化，避免了線程上下文切換帶來的不必要耗時(shí)。
關(guān)于冷啟動(dòng)和首刷場(chǎng)景的優(yōu)化。這部分主要包括兩個(gè)方面：模塊的懶加載和動(dòng)態(tài)組件的復(fù)用池。懶加載是應(yīng)用開發(fā)中常見的優(yōu)化手段，類似于安卓端的 class order 機(jī)制。當(dāng)應(yīng)用不需要某個(gè)類時(shí)，可以延遲加載該類，直到真正需要使用時(shí)才加載。這種方式可以顯著提高冷啟動(dòng)階段的代碼加載效率，從而大幅降低冷啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)。
動(dòng)態(tài)組件和組件復(fù)用池則是為了解決 UI 組件重復(fù)創(chuàng)建的問題。在應(yīng)用中，可能會(huì)有多種相同類型的 UI 組件（例如小紅書中的筆記組件）。為了避免重復(fù)創(chuàng)建帶來的開銷，我們希望在運(yùn)行時(shí)盡量復(fù)用已有的組件，而不是頻繁地創(chuàng)建和銷毀。
6、類前端視角下的模塊懶加載
我們通過特定的分析工具對(duì)懶加載進(jìn)行了深入分析。如圖所示，我們能夠識(shí)別出啟動(dòng)過程中加載的各種模塊，包括 RNOH（React Native on Harmony）、Web engine（網(wǎng)頁引擎）、Red Player（播放器）等組件。這些模塊的加載過程涉及到多個(gè).so 文件，即共享對(duì)象文件。
通過自上而下的分析方法，我們可以清晰地看到每個(gè)模塊加載的具體耗時(shí)。進(jìn)一步分析這些.so 文件與 RTS（運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)）的關(guān)聯(lián)，以及它們所引入的 Napi 的 TS 文件。我們進(jìn)行了懶加載潛在對(duì)象的分析，發(fā)現(xiàn)許多 RTS 實(shí)際上并不需要的類文件已經(jīng)被加載。這是因?yàn)殚_發(fā)者在編寫代碼時(shí)，可能并未充分考慮到導(dǎo)入一個(gè)類或方法對(duì)應(yīng)用啟動(dòng)延遲的影響。
為了優(yōu)化這一過程，我們的目標(biāo)是減少字節(jié)碼中需要加載的類文件數(shù)量，從而加快應(yīng)用的冷啟動(dòng)速度。華為提供的編譯器能夠?qū)?RTS 編譯成 Ark bytecode（方舟字節(jié)碼），這是一種高效的字節(jié)碼格式。通過減少需要加載的類文件數(shù)量，我們可以顯著提高應(yīng)用的啟動(dòng)速度。
華為還提供了一種懶加載的導(dǎo)入方式，只有在真正需要使用某個(gè)類時(shí)，它才會(huì)被加載。這種懶加載機(jī)制有助于減少應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)的資源消耗。這引發(fā)了一個(gè)問題：為什么華為不默認(rèn)采用全懶加載方式，即只有在使用時(shí)才加載類文件呢？我已經(jīng)將這個(gè)問題反饋給華為，并且系統(tǒng)側(cè)可能會(huì)考慮在未來的版本中默認(rèn)采用懶加載方式，同時(shí)仍然允許用戶手動(dòng)選擇非懶加載的方式進(jìn)行類文件的加載。
7、動(dòng)態(tài)組件
在小紅書的首頁場(chǎng)景中，筆記卡組件在多個(gè)場(chǎng)景中被復(fù)用。為了避免重復(fù)創(chuàng)建 UI 導(dǎo)致的性能消耗，我們采用了動(dòng)態(tài)組件的概念。動(dòng)態(tài)組件的核心原理是利用占位符來延遲組件的創(chuàng)建，這與 Android 開發(fā)中使用 Stub 模式的概念相似。在這種模式下，可以使用一個(gè)代理對(duì)象（stub）來代表尚未初始化的組件，從而延遲組件的創(chuàng)建過程。當(dāng)真正需要渲染組件時(shí)，再將渲染內(nèi)容填充進(jìn)去，從而避免每次調(diào)用構(gòu)建函數(shù)（如 build）時(shí)的耗時(shí)。
占位邏輯通過系統(tǒng)的 API 實(shí)現(xiàn)，涉及到 NodeContainer 和 NodeController 的綁定關(guān)系。Container 和 Controller 一一映射，由 NodeCore 進(jìn)行管理。Container 僅管理當(dāng)前展現(xiàn)的內(nèi)存部分，使用完畢后需要將其放回池中進(jìn)行回收和再利用。以冷啟動(dòng)首刷為例，在啟動(dòng)階段可以先獲取磁盤上的筆記內(nèi)容，然后在 BuilderNode 中預(yù)先創(chuàng)建多個(gè) Image 組件。這樣，在等待網(wǎng)絡(luò)或推薦接口響應(yīng)時(shí)，Image 組件已經(jīng)創(chuàng)建完畢，從而在首頁刷新時(shí)可以立即使用這些組件，這對(duì)于提高首刷非常有益。
對(duì)于組件復(fù)用池，當(dāng)動(dòng)態(tài)組件不再使用時(shí)，需要將其返回到組件池中。對(duì)于自定義組件，通過 NoteContainer 占位方式，由 NodeController 進(jìn)行管理。在需要?jiǎng)?chuàng)建子組件時(shí)，先在 NodePool 中查找，如果找不到，則創(chuàng)建新組件；如果找到，則嘗試復(fù)用。流程圖展示了從 Container 裝載 NodeItem 開始，通過 NodePool 查找，如果找到則進(jìn)行條件判斷和復(fù)用。
組件的新建和復(fù)用過程中，如果找到對(duì)應(yīng)的 NodeItem，則調(diào)用 build 方法并更新自定義組件的狀態(tài)，完成復(fù)用。如果有對(duì)應(yīng)的 NodeItem，可以直接通過 update 函數(shù)更新內(nèi)部狀態(tài)并刷新 UI。但要注意，update 方法可能會(huì)因狀態(tài)變量過于復(fù)雜而導(dǎo)致更新延遲，出現(xiàn)圖像殘影。因此，需要拆分 state，使其足夠小，以確保狀態(tài)變更到通知 UI 的時(shí)間縮短，消除殘影。
我們的策略是優(yōu)先在 NodePool（節(jié)點(diǎn)池）中查找可用的 NodeItem（節(jié)點(diǎn)項(xiàng)）。如果 NodePool 中存在可用的 NodeItem，我們就直接使用它，并通過 getNode 方法進(jìn)行 item 綁定，隨后更新其狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)復(fù)用。如果 NodePool 中沒有找到對(duì)應(yīng)的 NodeItem，那么我們將通過 makeNode 方法調(diào)用 build 函數(shù)來創(chuàng)建新的節(jié)點(diǎn)項(xiàng)。
完成組件的復(fù)用后，我們需要將這些組件返回到緩存池中，以便在未來可以再次使用。這個(gè)過程涉及到 NodeContainer（節(jié)點(diǎn)容器）和 NodeController（節(jié)點(diǎn)控制器）的銷毀，并將 NodeItem 重新放回 NodePool 中。為了更有效地管理緩存，業(yè)務(wù)層可以利用 LRU（最近最少使用）算法，或者鴻蒙系統(tǒng)提供的 LRUCache 和 LiUHashMap 等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，來自定義緩存的大小，從而優(yōu)化組件的復(fù)用和緩存策略。
8、滑動(dòng)類場(chǎng)景
在小紅書應(yīng)用中，滑動(dòng)類場(chǎng)景非常普遍，包括推薦頁的子頻道、個(gè)人頁中的收藏點(diǎn)贊以及用戶自己發(fā)布的筆記，還有搜索結(jié)果頁中的搜索結(jié)果和用戶商品等，這些都是雙列滑動(dòng)場(chǎng)景。這些雙列滑動(dòng)場(chǎng)景占據(jù)了小紅書用戶體驗(yàn)的 90% 到 95%，因此，滑動(dòng)體驗(yàn)的流暢性對(duì)于用戶的整體體驗(yàn)至關(guān)重要。
為了提升滑動(dòng)場(chǎng)景的流暢性，小紅書采用了 RCP 框架來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的獲取。RCP 是華為提供的一個(gè)系統(tǒng)組件能力，主要解決網(wǎng)絡(luò)資源獲取效率問題。通過 RCP，開發(fā)者可以在需要時(shí)發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，并自定義資源的寫入地址，如文件或 ArrayBuffer。RCP 負(fù)責(zé)高效地將資源寫入指定位置，而在不需要時(shí)，可以取消 RCP 請(qǐng)求，從而優(yōu)化資源管理。
RCP 的核心能力在于能夠取消請(qǐng)求，并對(duì)弱網(wǎng)場(chǎng)景進(jìn)行了優(yōu)化，其建聯(lián)過程優(yōu)于 HTTP 1.1 或 2.0。基于 RCP，小紅書還應(yīng)用了華為俄研所提供的 Prefetch 方案。Prefetch 方案在瀑布流組件的可見區(qū)變更時(shí)，通過 worker 線程（如 prefetched worker）啟動(dòng)資源獲取，當(dāng)不可見時(shí)關(guān)閉，從而優(yōu)化快速滑動(dòng)場(chǎng)景，減少不必要的帶寬消耗。
在快速滑動(dòng)過程中，有些 item 可能短暫消失，對(duì)于雙端場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求可能已經(jīng)發(fā)出且在途，無法取消，導(dǎo)致帶寬浪費(fèi)。Prefetch 和 RCP 結(jié)合的方式可以優(yōu)化這種快滑場(chǎng)景，防止真正想要看的內(nèi)容出現(xiàn)白塊。Prefetched worker 線程管理多個(gè) RCP 請(qǐng)求，每個(gè)請(qǐng)求都有完整的生命周期。當(dāng)通過 RCP 請(qǐng)求獲取到所需資源時(shí)，會(huì)通知主線程，主線程根據(jù)地址加載資源到 Image 組件或占位符 RQI 組件中。
在小紅書的開發(fā)過程中，我們遇到了一些性能熱點(diǎn)問題，這些問題大多是通過 Code Linter（代碼檢查工具）檢測(cè)出來的。由于開發(fā)節(jié)奏快，開發(fā)者在編寫代碼時(shí)可能難以關(guān)注到性能問題，因此需要 CI（持續(xù)集成）檢查工具來輔助檢查。
常見的性能熱點(diǎn)包括：
1）在列表場(chǎng)景中頻繁使用的 LadyForEach 組件，需要指定 key 以實(shí)現(xiàn)列表復(fù)用。如果開發(fā)者忘記指定 key，Code Linter 會(huì)報(bào)錯(cuò)提示；
2）在 onClick 或 onVisible 等函數(shù)中編寫空 callback（回調(diào)函數(shù)）。當(dāng)這些空 callback 積累到一定數(shù)量（如幾百個(gè)或上千個(gè)）時(shí)，可能會(huì)嚴(yán)重拖慢應(yīng)用性能。Code Linter 可以掃描出這類問題；
3）未使用 TaskPool 處理網(wǎng)絡(luò)資源。例如，Image Bitmap 直接傳遞 URL 進(jìn)行同步加載，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)阻塞時(shí)會(huì)導(dǎo)致 UI 線程卡頓；
4）復(fù)雜的 ETS 組件在列表場(chǎng)景下未實(shí)現(xiàn)重用。未設(shè)置重用的 ETS 組件在列表滾動(dòng)時(shí)需要重新構(gòu)建，非常耗時(shí)。組件嵌套層級(jí)過深也會(huì)導(dǎo)致性能問題。在安卓端，布局檢查器建議容器嵌套不超過四層；
5）使用 JSON.stringify 進(jìn)行對(duì)象序列化。JSON.stringify 有一定耗時(shí)，尤其在處理 100KB 左右的數(shù)據(jù)時(shí)，可能需要 10 毫秒左右。Code Linter 會(huì)提示這部分性能問題，但是否需要轉(zhuǎn)異步線程需要開發(fā)者自行判斷；
6）調(diào)用 Image 的 syncLoad（同步加載）。在某些場(chǎng)景下，如轉(zhuǎn)場(chǎng)動(dòng)畫，需要同步加載 image 以保證連貫性。但如果 image 是非磁盤資源（如網(wǎng)絡(luò)資源），會(huì)導(dǎo)致卡幀。Code Linter 可以掃描出這類問題；
7）關(guān)于編譯器的優(yōu)化。ETS 組件應(yīng)避免嵌套過深。如果嵌套過深，可以將每層函數(shù)通過系統(tǒng)的 builder param 或 builder 函數(shù)轉(zhuǎn)換。使用 @builder 注解標(biāo)識(shí)的函數(shù)會(huì)在編譯期間與 ETS 代碼整合，從而提高編譯器優(yōu)化效果。
Code Linter 支持全量掃描和基于 Git DIFF 的增量掃描，但目前華為的 Code Linter 還不能與 Git Prehook 關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致無法在流水線上自動(dòng)檢查。雖然 CI 檢查階段已有 Code Linter，但本地代碼提交階段仍需手動(dòng)運(yùn)行腳本，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢查。我們正在催促華為解決這一問題。
9、UI 重載場(chǎng)景分幀方案
在處理 UI 重載場(chǎng)景時(shí)，我們采用了一種稱為分幀方案的方法。分幀這個(gè)術(shù)語的含義是，當(dāng)應(yīng)用在一幀內(nèi)無法完成所有繪制工作，或者在多幀內(nèi)都無法完成時(shí)，會(huì)導(dǎo)致屏幕卡頓現(xiàn)象。盡管用戶可以看到畫面，但卻無法進(jìn)行滑動(dòng)或操作。在這種情況下，分幀方案就顯得尤為合適。雖然分幀方案可能看起來不是最優(yōu)雅的解決辦法，但它確實(shí)能夠有效地解決性能問題，使應(yīng)用性能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。分幀方案雖然看似是一種應(yīng)急措施，但它能夠幫助應(yīng)用性能達(dá)標(biāo)。
分幀方案的流程大致如下：假設(shè)我們有數(shù)據(jù) a、b、c 需要渲染，未采用分幀方案前，數(shù)據(jù) a、b、c 會(huì)同時(shí)到達(dá)并觸發(fā)狀態(tài)變更，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)整個(gè) UI 進(jìn)行刷新。這會(huì)導(dǎo)致在一幀內(nèi)需要繪制大量 UI 組件，從而影響應(yīng)用性能。為了解決這個(gè)問題，我們采用分幀方案，將數(shù)據(jù) a、b、c 拆分開，分別在不同的幀中進(jìn)行渲染。例如，數(shù)據(jù) a 在第一幀中渲染完成后，通過調(diào)用宏觀指令讓其進(jìn)入下一階段，然后在下一幀中更新數(shù)據(jù) b，依此類推。
在小紅書的圖文筆記場(chǎng)景中，分幀方案得到了應(yīng)用。當(dāng)用戶在首頁的雙列場(chǎng)景中點(diǎn)擊一篇筆記進(jìn)入筆記詳情頁時(shí)，這個(gè)過程涉及到許多組件的加載。我們可以將這些組件拆分成不同的幀，例如幀 a、幀 b 和幀 c。對(duì)于用戶而言，他們通常希望在第一時(shí)間看到整個(gè)大屏的畫面，因此我們會(huì)優(yōu)先在幀 a 中展示大圖。而在幀 b 和幀 c 中，我們?cè)偬幚眄敳繉?dǎo)航欄或底部交互區(qū)等內(nèi)容。通過這種分幀策略，我們能夠確保用戶在第一時(shí)間看到最關(guān)鍵的內(nèi)容，同時(shí)避免了因?yàn)橐淮涡约虞d過多組件而導(dǎo)致的性能問題。
10、鴻蒙NEXT調(diào)優(yōu)工具
傳統(tǒng)的主觀工具對(duì)于鴻蒙 OS 的性能分析仍然適用。例如，抖音和小紅書都通過競(jìng)品分析來進(jìn)行主觀測(cè)評(píng)。這種能力主要是通過錄屏來展示整個(gè)流程的耗時(shí)和時(shí)長(zhǎng)，特別適合評(píng)估冷啟動(dòng)完成時(shí)延和轉(zhuǎn)場(chǎng)過程的性能。通過錄屏，我們可以逐幀查看用戶從點(diǎn)擊開始到結(jié)束的幀數(shù)和真實(shí)時(shí)長(zhǎng)，以此來衡量整個(gè)過程的持續(xù)時(shí)間。
10.1 鴻蒙性能分析工具：IDE Profiler
除了主觀工具，我們還可以使用 IDE 提供的性能分析工具，如 Profiler，來分析慢函數(shù)。由于 ArkTS 編程語言框架主要通過 RTS 和 NAPI（原生應(yīng)用接口）進(jìn)行關(guān)聯(lián)，因此需要能夠查看 ArkTS 和 NAPI 的整個(gè)堆棧層級(jí)。這與安卓有所不同，因?yàn)楫?dāng) Java 通過 Java Native API 與原生代碼交互時(shí)，堆棧并不那么容易查看。
在小紅書的性能分析中，我們展示了一個(gè)整體線程分析的例子。在左側(cè)，可以看到小紅書的主線程（如 com 點(diǎn)開頭的線程）、Daemon 線程、Worker 線程以及 FFRT 線程。FFRT 是一種運(yùn)行函數(shù)流的線程，可以執(zhí)行 TaskPool 上的函數(shù)。在下圖右側(cè)，我們可以看到在 RTS 環(huán)境下的分析結(jié)果，其中頂部顯示了 NAPI 調(diào)用，底部則是一些 C++ 函數(shù)。整個(gè)調(diào)用棧和它們的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)是通過一種自上而下的視圖來展示的。利用這種視圖，我們可以精確地識(shí)別出哪些慢函數(shù)是造成界面卡頓的原因。
10.2 性能場(chǎng)景測(cè)試工具：DevEco Testing
DevEco Testing 是一個(gè)性能測(cè)試工具，它的功能非常全面，性能測(cè)試只是其中的一部分。除了性能測(cè)試，它還支持多種測(cè)試場(chǎng)景，包括 debug testing。在 debug testing 場(chǎng)景中，用戶可以自定義業(yè)務(wù)場(chǎng)景，監(jiān)測(cè) CPU 的耗時(shí)和負(fù)載、GPU 的耗時(shí)和負(fù)載、設(shè)備發(fā)熱情況以及功耗等問題。
使用 DevEco Testing 進(jìn)行性能測(cè)試的過程如下：首先定義測(cè)試場(chǎng)景，然后捕獲主幀數(shù)據(jù)。一旦開始捕獲，就可以觀測(cè)到 FPS（幀率）、GPU 負(fù)載以及整體功耗等數(shù)據(jù)。完成性能數(shù)據(jù)捕獲后，工具會(huì)生成一份報(bào)告，為用戶提供了一個(gè)完整的場(chǎng)景分析。不過，目前場(chǎng)景定義還缺乏腳本化能力，需要人工操作輔助。未來，我們期望能夠?qū)崿F(xiàn)場(chǎng)景定義的腳本化配置，類似于自動(dòng)化測(cè)試。這樣，就可以通過自動(dòng)化工具，實(shí)現(xiàn)更高效的測(cè)試流程。
11、小結(jié)與展望
在對(duì)性能場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化后，我們可以看到顯著的收益。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的測(cè)試顯示，冷啟動(dòng)時(shí)間可以降低 50%，響應(yīng)時(shí)延可以低于 100 毫秒，完成時(shí)延則保持與雙端持平或更優(yōu)。在流暢性方面，在多場(chǎng)景和重載場(chǎng)景下均實(shí)現(xiàn)了 0 丟幀的成果。需要注意的是，這里的測(cè)試是在非重載模式下進(jìn)行的，即沒有同時(shí)運(yùn)行多個(gè)資源密集型應(yīng)用，如《王者榮耀》或《和平精英》等。在這種條件下，我們的核心場(chǎng)景，如冷啟動(dòng)、搜索和個(gè)人頁等，都能夠與雙端完全對(duì)齊。
展望未來，有幾個(gè)方向：
1）首先：我們希望能夠在全場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)組件復(fù)用，以最大程度地實(shí)現(xiàn) UI 復(fù)用。這樣可以在多個(gè)業(yè)務(wù)之間的轉(zhuǎn)場(chǎng)或 UI 創(chuàng)建過程中，將不必要的 UI 創(chuàng)建和消耗降到最低。
2）其次：我們正在考慮代碼延遲加載的 lazy 機(jī)制。華為內(nèi)部可能將其作為通用的解決方案，但在實(shí)施過程中我們發(fā)現(xiàn)了許多問題，例如全 lazy 加載可能會(huì)影響第三方 SDK，如支付寶等，因?yàn)樗鼈兛赡苓M(jìn)行了額外的二進(jìn)制優(yōu)化，導(dǎo)致加載失敗或無法響應(yīng)。因此，我們期望通過代碼延遲加載來實(shí)現(xiàn)持續(xù)治理，但目前它可能還不適合全場(chǎng)景的 lazy import。
3）最后：我們關(guān)注防劣化問題，即在每個(gè)版本發(fā)布時(shí)，我們不希望性能指標(biāo)出現(xiàn)劣化。我們希望能夠在開發(fā)階段就定義劣化指標(biāo)和具體數(shù)據(jù)，以防止應(yīng)用劣化。這部分可能需要借助 DevEco Testing 和主觀測(cè)評(píng)的方式來實(shí)現(xiàn)。包括我們關(guān)注的指標(biāo)，例如冷啟動(dòng)和流暢性等，未來可能會(huì)納入防劣化場(chǎng)景。目前，我們的 CI 環(huán)節(jié)或 RC 環(huán)節(jié)，包括流水線的性能管控和代碼 CR 機(jī)制，都能夠規(guī)避這類問題。
12、相關(guān)資料
[1] 鴻蒙NEXT官方開發(fā)指南
[2] 一年擼完百萬行代碼，企業(yè)微信的全新鴻蒙NEXT客戶端架構(gòu)演進(jìn)之路
[3] 鴻蒙NEXT如何保證應(yīng)用安全：詳解鴻蒙NEXT數(shù)字簽名和證書機(jī)制
[4] 開源IM聊天程序HarmonyChat：基于鴻蒙NEXT的WebSocket協(xié)議
[5] 微信純血鴻蒙版正式發(fā)布，295天走完微信14年技術(shù)之路！
[6] 即時(shí)通訊框架MobileIMSDK的鴻蒙NEXT端詳細(xì)介紹
[7] 即時(shí)通訊框架MobileIMSDK的鴻蒙NEXT端開發(fā)者手冊(cè)
[8] 擁抱國(guó)產(chǎn)化：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)APP的鴻蒙NEXT端開發(fā)嘗鮮之旅
[9] 微信Windows端IM消息數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化實(shí)踐：查詢慢、體積大、文件損壞等
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[16] 大型IM工程重構(gòu)實(shí)踐：企業(yè)微信Android端的重構(gòu)之路
[17] IM技術(shù)干貨：假如你來設(shè)計(jì)微信的群聊，你該怎么設(shè)計(jì)？
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[19] 總是被低估，從未被超越，揭秘QQ極致絲滑背后的硬核IM技術(shù)優(yōu)化
[20] 首次公開，最新手機(jī)QQ客戶端架構(gòu)的技術(shù)演進(jìn)實(shí)踐
[21] 大型IM穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)實(shí)踐：手Q客戶端性能防劣化系統(tǒng)的建設(shè)之路
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