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运用结构，是操作体系连接开发者生态，完结用户体会的要害根底设施。其间，开发功率和运转体会是永久的诉求，业界也在继续不断的开展和演进。
本文要点环绕移动运用结构，整理其要害开展脉络，并剖析其背后的技能演进思路以及目前的局限；一起，进一步结合万物智联的新场景和新生态，环绕相应的运用结构的规划和演进，同享个人在这个范畴的思考，实践，以及下一步探索。
“凡是过往，皆为序章”-威廉莎士比亚
1、运用结构概览
1.1运用，以及运用结构的根本组成
运用是用户运用操作体系/设备的入口，运用结构则是运用开发和运转的根底设施。用户经过各式各样的运用来和操作体系/设备交互，来满意相应的需求。以移动渠道为例，一个典型的运用以及相对应的运用结构的根底组成大致如下所示：
一个典型的运用结构首要包含以下几个部分:
1）用户界面以及相应的事务处理逻辑。这儿首要包含构建用户界面所需的UI（UserInterface）组件，布局，动效，事情交互呼应处理，所需的资源（图片/字体等），以及结合UI呈现的事务逻辑处理等。从运转时的维度来看，它首要对应了体系运转环境中的UI结构（含言语运转时），以及部分的体系才干API(ApplicationProgrammingInterface)；
2）同享库。这儿首要包含开发者封装好的SDK（SoftwareDevelopmentKit），以及运用的三方库等。从运转时维度来看，它首要对应了体系才干API以及言语运转时，假如同享库涉及UI的话，还对应了UI结构；
3）包清单文件。这儿首要包含运用包的结构描绘，权限声明等，它首要对应了体系运转环境中的包办理，运用生命周期/权限办理/进程办理等。
其间，UI结构的首要组成如下图所示：
开发模型：对开发者供给的开发范式、UI组件/API才干、编程言语等，要点表现的是开发功率与难易程度；
运转结构：UI界面烘托及交互的根底才干结构，将开发者的程序运转在详细体系渠道上，包含运用全体烘托处理流程，言语逻辑履行流程，以及渠道才干扩展机制，要点表现的是运用运转的功用体会；
渠道适配：承载结构的详细操作体系或渠道的适配层。
一般来说，运用结构中的包办理、生命周期/权限办理，和详细的操作体系相关较紧，并相对稳定；才干API则是操作体系对设备才干的封装，首要影响运用运用设备的才干。UI结构以及相应的编程言语则是影响用户体会（包含开发和运转体会）的要害要素，特别随着移动渠道的不断遍及以及移动设备的差异，移动渠道上的UI结构（含编程言语）是业界不断演进的要点范畴。
1.2移动渠道上运用结构的演进
纵观十年来的开展，整体而言，移动渠道上运用结构环绕着原生结构，三方跨渠道结构交错开展，并结合相应言语、东西的配套演进。下图描绘了其间的要害结构/言语的演进概览。
图中有几个要害节点：
1）2013年，Facebook发布的React.js第一次归纳的将数据绑定，虚拟DOM（DocumentObjectModel）等机制引进前端开发结构规划中。开发者只需声明好相应的数据和UI的绑定，之后由结构来盯梢数据的改变，并经过虚拟DOM树的对比找出改变点，然后完结界面的主动更新，而无需开发者手动根据DOM编程。
2）2018年，Google发布的Flutter则是个重要的分界点。Flutter交融了Dart言语，是第一个深度交融了言语的较为完好的声明式开发结构，完结了彻底经过数据驱动的UI改变。别的，Flutter经过根据Skia的自制作引擎完结了高功用的跨渠道的渠道一致性的烘托才干，并供给了HotReload机制提高开发测试体会。不过，Flutter的全体规划哲学偏向底层的灵活性–首要经过底层的细粒度的才干供开发者自由组合，别的，Google对Dart言语的简练度的改善较少，全体上开发的简练度以及对用户的友好度相对缺乏。
3）2019年，AppleSwiftUI的推出，意味着干流OS的原生运用结构开端逐渐往声明式开发方法迁移。SwiftUI推动了Swift言语特性扩展完结了愈加简练天然的UI描绘，并经过XCode开发东西的所见即所得的高效预览才干进一步提高开发功率。一起，SwiftUI也是真实意义上开端经过一套结构，逐渐一致Apple生态中的不同的设备/OS上的运用开发。
别的，2019年Google将更简练的Kotlin言语晋级为Android首选的编程言语，并在2021年推出根据Kotlin的UI结构JetpackCompose,一起结合开发东西AndroidStudio逐渐往多设备以及跨渠道演进。
整体而言，移动端运用结构的演进包含以下几个要害特征：
1）从指令式UI开发逐渐演进到声明式UI开发
2）UI和编程言语的交融从相对松懈演进到逐渐紧密
3）开发范围从单设备演进到多设备，从单渠道演进到多渠道
接下来的章节会别离环绕跨渠道结构，以及原生运用结构逐渐打开，整理其详细的演进脉络。
1.2.1跨渠道结构
因为W3C（WorldWideWebConsortium）规范的遍及以及Web天然的跨渠道才干，跨渠道结构首要是根据Web或Web的衍生技能。
最早企图补齐Web跨渠道才干是一家叫做PhoneGap的公司，后边被Adobe收买，2012年以Cordova的项目名开源发布。其时的W3C规范更多包含的是页面烘托，而设备相关才干的规范十分缺失，PhoneGap的方针则是环绕着“Phone”补齐这方面才干“Gap”–它界说了一套移动渠道上常用的设备才干的JSAPI，并根据JS引擎规划了一套扩展方法来完结不同渠道上的API，一起结合体系的Webview，配套相关体系整合以及打包东西，部署成相应渠道上的运用格局在方针操作体系渠道上运转。PhoneGap必定程度上促进了Web在移动设备上的开展，但是它没有处理Web引擎自身的体会问题。其时的Web引擎(体系自带的Webview），特别是Android渠道上，才干较弱，并缺失硬件加速，稍微杂乱的运用体会较差。针对这些问题，2014年Intel开源技能中心推出了Crosswalk项目，在Chromium内核根底上，针对移动渠道上Web运用，做了进一步解耦和功用优化（包含硬件加速，包体积优化，以及针对游戏专门规划一套烘托途径等），并结合了Cordova补齐相关API才干，构建了可独立打包演进的Web引擎，功用体会得到了较大的提高。并且，经过独立打包，也处理了因为Android体系的碎片化，Webview的版别纷歧，然后引起的运用体会（包含烘托才干和功用）纷歧致的问题。
Crosswalk发布一年左右就吸引了近千款运用根据Crosswalk构建，其间稀有款运用都达到了超过百万级的下载量。不过后续因为Intel在移动渠道上的战略调整，没有进一步演进。但这块的要害思路，后续或多或少在业界看到了相关的影子，比方Google后续推出的可独立晋级的ChromeWebview，以及国内各互联网公司各自构建的WebView(腾讯的X5内核，阿里巴巴的UC内核等)。
Cordova+Crosswalk，必定程度上提高了根据Web的跨渠道结构所需的API才干以及烘托功用，不过还有几个方面，还需求继续提高：
Ⅰ、开发范式/前端结构
规范的Web仍是一种“半声明式”的开发方法，即经过HTML（HyperTextMarkupLangua-ge）,CSS（CascadingStyleSheets）来描绘全体页面结构和样式，但当要改变其间的界面元素时，开发者需求根据W3CDOMAPI，经过详细编程，来完结其间相关节点的定位以及增删改。当所面对的界面交互越杂乱，所相关的数据越多，开发者负担就越重，也越简单出错。
2013年Facebook发布的React.js，引进了数据和UI主动绑定，以及组件化机制，将声明式的才干较好的交融到前端结构中。这是开发理念的一次比较大的前进。这样方法下，开发者无需去手动更改UI的结构，只需求描绘好UI结构自身，以及数据和UI的绑定关系，结构层会主动盯梢数据的改变并更新相应的UI，这样进一步提高了UI结构开发功率。后续个人开发者尤雨溪推出的Vue.js结构实质上也是采用了相似的思路，只不过在表达方法以及详细完结上有所不同。别的，经过前端结构层供给的组件才干，实质上是对W3CHTML/CSS规范的进行了进一步封装，供给了愈加高层的才干，这样有利于聚集于相对常用的W3C规范才干，一起经过相似VirtualDOM的机制，对底层的Web引擎做了进一步的解耦，然后为后续的进一步演进建立了必定的根底。
Ⅱ、功用体会
因为W3C规范自身庞杂的前史积累和杂乱性，相对应的Web引擎杂乱度也十分高。杂乱的烘托管线，千万量级的代码，百兆级的二进制巨细，以及大几十兆甚至百兆级的根底内存占用，让根据Web引擎的运用在全体功用体会，资源占用等相关方面，特别在移动渠道上，和原生运用都有较大的距离，并难以较好处理。
2015年Facebook在React.js根底上推出的RN(ReactNative)，是Web+Native的一个典型代表。RN的根本思路是开发范式上根据React.js，而详细烘托途径上，则彻底绕过Web引擎，直接桥接到了操作体系原生的UI结构。2016年阿里巴巴推出的Weex也是采用了和RN相似的思路。
别的，针对RN的要害架构，Facebook继续做了不少演进：
1）布局引擎（Yoga）。2016年推出。经过完结CSS子集的形式完结高效的一致的跨渠道布局体会；
2）JS引擎（Hermes）。2019年推出。针对移动渠道上体会问题做相应改善，比方经过引进必定的AOT（AheadOfTime）机制，首要是中间码预编译，来提高启动速度；
3）高效交互/按需加载等新架构。2022年推出。支撑高效的跨言语交互、数据同享，组件按需加载等相关机制。
经过这些相关的改善，RN完结了必定的平衡，根据Web的开发范式完结了较好的功用体会。不过，因为原生UI结构自身的差异，RN难以达到较好的跨渠道一致性；别的因为需求额定一层Web到Native的桥接转化，和原生比较，RN在功用体会上天然就有必定距离，难以跨过。
Google在2018年推出的Flutter，则是借鉴了React的思维，走了别的一条较为创新的路。首要特征如下：
1）根据Dart言语的全新声明式范式规划，一切皆为Widget，可灵活组合，并经过数据驱动UI烘托
2）根据底层画布的高效自制作才干
3）Dart运转时优化，比方高效的小目标分配开释才干，AOT机制等
再合作相对完好的跨渠道才干，以及相应的东西链，Flutter具有了较好的归纳竞争力。和类RN的计划比较，Flutter在以下几个方面具有必定优势：
1）跨渠道一致性。经过自制作机制，具有更好的跨渠道一致性的高效的烘托才干。
2）言语履行功用。经过强类型言语Dart的引进以及相应的运转时优化（AOT等），具有更好的言语履行功用，理论上可对标iOS/Android原生言语。
不过，Flutter也有自身的缺乏：
1）言语生态。Dart言语生态和JS比较，有比较大的距离。并且生态培育过程一般都比较漫长。
2）动态化才干。Flutter尚不具有可对标JS相关结构的动态化部署机制，完结运用界面/事务的动态改写，而这块又是大多数移动运用的强诉求。当然，这儿有技能的要素，也有非技能的要素归纳引起的。
别的一个层面，Flutter声明式UI的规划原则上更侧重灵活组合，暴露了较多的细粒度底层的机制（包含各种细粒度的Widget,以及需进一步区别Widget的有状况和无状况等等），而在全体运用开发的简练天然度方面，则考虑的相对较少。
受到Flutter的启发，业界又衍生出了一些新的计划。比方桥接规范的Web前端结构到Flutter，其意图是复用Web的生态优势，以及Flutter的高功用跨渠道烘托才干。这块的典型代表是阿里巴巴2021年开源的Kraken，以及2022年进一步在此根底上演进的KUN。这种计划有必定程度的优势，不过因为它实质上仍是桥接转化，别的引进了两种虚拟机（JS和Dart），架构上就决议了这种计划在功用和内存体会存在难以处理的缺点。还有JS前端结构+C/C++自制作的计划，比方Weex2.0，它在必定程度上较好归纳了JS层的生态和底层自制作的优势，不过在言语运转时，开发的快捷度等方面，还短少实质的改善。
整体而言，根据Web或经过Web衍生出来的跨渠道结构，业界一直在继续的演进，包含WebAPI扩展，一致的继续优化的Web引擎，声明式前端结构，Web+Native的交融，自制作机制，言语和结构深度交融的架构等等。但这些跨渠道结构，离真实意义上的极简开发，极致功用，并可对标原生运用体会的规划方面，还短少体系性的革新和跨过。
1.2.2原生运用结构
1.2.2.1iOS渠道
iOS的原生运用结构是CocoaTouch，其间的UI结构和言语最早别离是UIKit和OC(Objective-C)，供给了传统的指令式（imperative）编程方法。2014年Apple推出了Swift言语，在简练性，安全性，功用等方面都有进一步的提高。2019年，在Swift言语发布了5年之后，Apple推出了新一代的UI结构–SwiftUI，在开发理念上做了一次全面晋级：从指令式编程演进到了简练天然的声明式（declarative）编程，并经过一套UI结构可开发Apple生态中的不同OS上的运用（iOS/iPadOS/watchOS/macOS等）。以下是几个比较重要的演进点：
a.全面采用声明式来描绘UI，并且后续的UI改变都是经过数据驱动来完结。
详细而言，Apple从头界说了一整套开发范式，包含了UI的要害组成，UI和数据的相关等信息。整个UI便是一段描绘，实质上便是描绘界面的一个值，而不是任何实例；别的UI改变经过单一数据源来驱动（Apple称之为“SingleSourceofTruth”），而不是像之前指令式编程那样，开发者能够恣意获取某个实例，定位到某个节点来进行更改。这跟传统的开发方法，有实质的不同。
b.简练天然的开发范式。尽管在SwiftUI之前也有各种声明式编程结构，但SwiftUI在简练性以及类天然言语的易理解性完结了极大的提高。详细而言，Apple经过言语和结构的深度结合，达到了简练天然的开发体会。Swift的一些言语特性根本便是为SwiftUI服务，比方
1）PropertyDelegates（特点代理）
特点代理实质上一种语法糖机制，当拜访指定的数据时，包含Get或Set，能够附加插入额定的处理逻辑。这个机制用来完结@State这类的装修器，完结数据和UI之间的主动绑定，简化运用开发逻辑。
2）Trailingclosure（跟随闭包）
跟随闭包首要用来增强可读性。当一个很长的闭包表达式作为最终一个参数传递给函数时，能够把它放在在函数括号之后。函数支撑将其作为最终一个参数来调用。
3）FunctionBuilders（函数结构器）
函数结构器也用来增强可读性，它能够用句子块作为承受参数列表，每行代码回来一个参数。
还有其他一些语法比方链式调用等等，这些一起组成了简练天然的开发范式。
别的，SwiftUI中自界说组件的内容，其实是经过FunctionBuilders回来的恪守View协议的类型组成，这就意味着结构运转时有时机结合编译时的UI类型信息做相应优化来完结视图改变的快速更新。
c.配套东西支撑。在东西层面，除了传统的调试调测等才干，Apple的Xcode环绕SwiftUI预览做了比较重要的增强，扼要阐明如下：
1）实时双向预览。UI代码改写可实时看到相应的界面效果，一起可完结代码-界面的双向预览–点击代码可看到的相应的UI界面，挑选UI界面也可同步显示相应的代码。别的预览能够指定到组件级–经过加@Preview标签来指定相应组件进行预览
2）自界说预览。预览时可支撑参数配置来界说预览的设备型号，暗黑形式，言语地区等上下文，并能够设置页面所依赖的入参等。
3）预览时动态交互，并可支撑在预览器上调测。预览时能够完结常用的动态交互，比方手势、键盘等输入，音量、Home键、电源键等按键操作，以及网络、文件、多媒体才干支撑等
这些预览相关的功用极大提高了运用的开发功率。实质上，高效的效果一致的预览是需求SwiftUI以及相应才干能够直接运转在PC（PersonalComputer）渠道上，才干达到较好的效果。
别的，从2022年SwiftUI4.0的要害特性来看，Apple不断增强高档组件，以及自界说等相关才干，继续提高开发功率。比方更多的高档组件（各类图表，同享组件等），布局类型以及自界说布局才干增强（增加Grid网格布局，别的增强了自界说布局的才干，以及布局改变相关的动画）等等。
1.2.2.2Android渠道
Android的原生运用结构（ApplicationFramework）首要包含运用办理，View体系，后台服务（Service），内容供给者(ContentProvider)，广播承受机制(BroadcastReceiver)等。其间UI结构和言语最早别离是AndroidView体系以及Java，首要也是采用了指令式的开发形式（其间界面的初始声明能够经过XML(eXtensibleMarkupLanguage)方法来界说，后续的操作则都是经过相应的指令式API来完结）。2016年JetBrains公司正式发布Kotlin1.0版别,它是一种静态类型言语，供给了愈加简练，安全的语法特性（比方说处理Java的语法冗长以及空指针等问题）。一起，Kotlin在字节码等级和Java兼容。随着Kotlin的不断完善，再加上Java言语的版权问题等背后的原因，很快，2019年Google宣告Kotlin为Android移动开发的首选言语。2021年，Google发布了根据Kotlin的声明式UI结构–JetpackCompose1.0版别。实质上，JetpackCompose和SwiftUI相似，都是声明式编程，都是单一可信数据源驱动UI改变。不过，也有几点不同：
1）JetpackCompose中的界面表示为一切皆为可组合的函数。这些函数通常建议规划为无顺便效应（即不会发生在可组合函数效果域之外的运用状况的改变）。从运转时维度，这些无顺便效应的组合函数可并行履行。
2）JetpackCompose全体开源，架构上则是供给了多层次的API，从底往上，供给了运转时，界面，根底，Material规划体系的完结，每一层都是根据较低层的公共API构建。
3）跨渠道才干。在Google发布JebpackCompose1.0版别后，Jetbrains公司紧接着推出ComposeMultiplatform项目，将Compose延伸到桌面渠道(Windows,macOS,Linux)，一起，合作KotlinMultiplatform项目中的跨渠道类库（网络、存储等），进一步简化根据JetpackCompose的跨渠道运用的开发。
在开发东西层面，AndroidStudio支撑JetpackCompose实时预览等特性，但目前成熟度相对弱一些，到2022年，还未支撑多设备预览，代码界面的双向预览，预览时调试，以及根底体系才干（比方网络/存储）的模仿等。
Google在2022/10/24给出的JetpackCompose道路图中，JetpackCompose接下来要点会环绕功用体会，高档组件，开发东西改善（包含预览和实时修改），多渠道支撑（WearOS，大屏设备，主屏幕Widget）等方面打开。
整体而言，不管是原生结构，仍是三方结构，除了功用体会，要害演进方向首要包含以下几点：
1）开发方法从指令式转为声明式；
2）言语和结构和东西结合愈加紧密；
3）逐渐增加多设备以及跨渠道支撑。
