Tangram 2.0——猫客页面内组件的动态化方案

2.0 库iOS背景技术背景
一直以来，无线应用都在不断寻求动态化页面的解决方案，在阿里巴巴集团内，除了风风火火地 Weex 项目外，各个团队都有大大小小的解决方案。我们猫客一直持续基于方案来解决页面动态化的问题，然而在面对持续升级的业务需求时，原有的开发模式也慢慢变得无法胜任，本年度以来，我们体系在各个层面都进行了大跨度的技术升级（可参考文章天猫APP改版之首页架构&开发模式全面升级），本文再详细介绍一下页面内组件体系升级方案。
老组件体系的问题
在原有的体系里，主要解决了页面内布局结构的动态化能力，通过 json 数据描述可以组合出常用的页面结构。然而页面内具体的坑位样式，我们称之为业务组件，是采用常规的代码开发的，除非内置了足够多的逻辑，否则组件的样式调整或者新组件的开发都要发布版本，无法满足业务节奏；当然我们也尝试过使用 Weex 开发业务组件贴到页面上，但是在体验和性能上还是有较大的缺陷。
所以总结起来，就是两点问题：
业务组件无法动态更新；现有的动态组件方案较重，影响性能和体验；解决之道
对于上述问题，解决思路其实是比较通用的，要动态更新界面视图，就需要用界面模板描述视图，模板与数据分离。将动态下发的模板和数据在端上绑定渲染。要提升性能，也有三大着力点——减少视图层级与个数，结构尽量扁平化；异步布局渲染流程，解放主线程计算量；回收与复用组件，减少内存开销。
新的组件体系就是在模板化描述视图，动态更新视图，减少视图层级几个方面做文章，至于组件的回收复用，则是在页面级别统一完成；而异步布局渲染流程，则是后续的优化方向。
新的组件方案称之为，简称 VV，也称为2.0组件，它的设计遵循以下几个思路：
以了一种虚拟化开发基础组件的技术，使用方只要按照指定协议实现一个基础组件的尺寸计算、绘制逻辑、布局逻辑，即能实现在宿主容器的里实现直接绘制 UI 内容的，让最终渲染出来的视图结构呈现扁平化，提升组件渲染性能。同时为了解决虚拟化 View 带来的原生 View 的能力损失的问题，它支持加载和渲染原生基础组件，两者组合产生合力，既能减少开销，又能满足特殊场景下的业务需求。内置实现了一系列基础组件，可以让使用方直接上手尝试；而搭建业务组件的方式采用 XML 模板来编写，配套 XML 模板更新 sdk，这使得业务组件动态更新成为了可能。XML 模板里还支持写数据绑定的表达式，在样式动态化、数据动态化的场景下能非常方便地实现业务需求。XML 模板里涉及到的基础节点、属性、字符串资源等都被提前编译成二进制资源，客户端加载通过加载编译后的模板数据来创建视图。设计方案整体架构
先从整体上预览一下整个方案的大体结构：

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自下往上，自左往右的顺序介绍各个模块：
运行流程
有了上述基础，当我们要开发新的业务组件的时候，除了有新增逻辑的需求场景（比如新增视频功能），大部分需求都可以告别原生代码的编写，转而编写组件模板。

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先编写业务组件的模板。通过工具将模板数据编译成二进制数据。客户端加载二进制数据可以有两种路径，一是直接打包到客户端里，写代码加载，另一种是发布到模板管理后台，客户端在线更新到模板数据。不论哪种方式加载二进制数据，客户端接下来的工作是解析二进制数据里，比如校验版本号，合法性，读取头信息等等。等要真正创建组件的时候，根据组件名称找到二进制数据，从中解析并创建出真正的组件模型数据。从模板里创建在组件往往不含有业务数据，因为业务数据是动态性的，用户需要获取到业务数据绑定到组件上，组件的属性里可以写表达式来指定使用哪一个数据字段。
值得注意的是，在上述架构及流程里，描述了一个完整的实践经验，但对于本方案来说，核心点在于提供了对组件从编写到展示流程的实现，其周边的配套设施，并没有内置在框架里，包括客户端上的模板管理、更新、注册模块，以及后端的模板发布服务，因为这些模块往往涉及业务逻辑，且与各个应用的基础设施相关，内置在框架里反而限制了使用方的接入。这里提供一些可供参考的经验：
模板管理后台要能对模板的进行发布、更新，并且按照客户端版本、平台、组件版本、生效优先级等几个维度来管理模板；模板文件可以存放到 CDN 上供客户端下载，管理平台只是对比下发远信息；下载文件要做足够的校验；客户端要内置一份打底的模板数据，这样不至于因为模板不存在而出现空窗；客户端可提供一个统一的模板管理模块，面向全应用提供服务，在合适的时候请求管理平台检查有没有更新，比如启动、用户刷新、推送指令的到达，并且负责下载、文件校验、通知页面刷新等功能；页面刷新可以做优先级区分，比如高优先级的模板更新主动去刷新下页面，而低优先级的可以等二次进入页面或者刷新页面的时候生效；几个核心设计组件的基础模型
对于组件，我们做了如下定义，每一个基础的原子组件或者容器组件都会有以下属性，自定义的基础组件应当继承自基础定义并做扩展。
名称类型默认值描述
id
int
组件id
int/float/enum(/)
组件的布局宽度，与里的概念类似，写绝对值的时候表示绝对宽高，表示尽可能撑满父容器提供的宽高，表示根据自身内容的宽高来布局
int/float/enum(/)
组件的布局宽度，与里的概念类似，写绝对值的时候表示绝对宽高，表示尽可能撑满父容器提供的宽高，表示根据自身内容的宽高来布局
enum(left/right/top///)
left|top
描述组件在容器中的对齐方式，left：靠左，right：靠右， top：靠上，：靠底，：垂直方向居中，：水平方向居中，可用或组合描述
int/float
组件宽高比计算的横向值
int/float
组件宽高比计算的竖向值
enum(X/Y/NONE)
NONE
组件在布局中的基准方向，用于计算组件的宽高比，与、配合使用，设置了这三个属性时，在计算组件尺寸时具有更高的优先级。当=X时，组件的宽度由和父容器决策决定，但高度 = width * ( / )，当=Y时，组件的高度由和父容器决策决定，但宽度 =* ( / )
int/float
最小宽度

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int/float
最小高度
int/float
左内边距
int/float
右内边距
int/float
上内边距
int/float
下内边距
int/float
左外边距
int/float
右外边距
int/float
上外边距
int/float
下外边距
int
背景色
null
背景图地址
int
边框宽度
int
边框颜色
enum(//gone)
可见性，与里的概念类似，：可见，：不可见，但占位，gone：不可见也不占位
enum(left/right/top///)
left|top

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描述内容的对齐，比如文字在文本组件里的位置、原子组件在容器里的位置，left：靠左，right：靠右，top：靠上，：靠底，：垂直方向居中，：水平方向居中，可用或组合描述
方案内内置了一系列基础组件，完整的组件列表如下：
虚拟组件
上文提到虚拟化开发的组件的技术，简称虚拟组件。很多做性能优化的方案、建议都会提到采用直接绘制的方式来减少 View 的个数，虚拟将这个开发流程做了抽象与规范，可以让开发人员像定义原生组件一样定义虚拟组件。
具体来讲，基础组件需要遵循一个接口的规范，这个口定义了渲染过程中需要的三个流程：计算尺寸阶段、布局阶段、绘制阶段；定义这个三个阶段是为了更好的与系统平台特别是平台对接，因为在原生平台下也会有这个三个阶段，在 iOS 平台下则也需要按照本方案里要求的规范去处理。计算尺寸阶段定义要触发一次尺寸计算，需要对其包含的子组件进行计算调用；布局阶段定义了要触发一次布局，将子元素按照计算好的位置尺寸排布，也要对包含的子组件进行布局调用；绘制阶段定义要进行视图绘制，当然也要对起包含的子组件进行绘制的调用；对于虚拟组件，就在这些接口里实现相关逻辑，而对于原生组件，在这些接口实现里调用原生组件的对应逻辑。
不论是虚拟化组件还是原生组件，都采用上述相同的模型来定义，再加上相同的尺寸计算接口、布局接口、绘制接口，这样对于宿主容器来说，包装在内部的组件就不分虚拟化还是原生，一视同仁，暴露给外面的接口也是一样的，只要将宿主容器像普通的 View 一样添加到的视图界面上，就可以在后续的渲染过程中显示出来。如果虚拟组件使用的越多，View 的个数就越少，对于系统来说层级越扁平。以下图示例的组件来说，最终呈现的 View 只有宿主容器和两个图片组件，如果将图片也用虚拟化的方式实现，最终 View 只有一个宿主容器，而界面仍然保持不变。

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二进制文件的格式
通过 XML 编写的业务组件，并不直接在客户端里运行使用，而是先进行一次二进制序列化操作，原始的 XML 模板文件保存成文件的时候，就是以纯文本的形式存在，会包含很多冗余信息，比如空格、换行、还有重复出现的字符串等，文件体积比较大，以xml解析器去解析的时候，也会需要大量字符串操作，效率和性能不能达到最优。而将它编译成二进制格式，会避免这些问题，比如文件重复出现的字符串只保留一份，通过字符串索引去引用它，所有的组件类型也都会被转换成一个数字索引，在客户端内通过数字索引反过来找到对应的类实例化。这样文件格式会非常紧凑，体积更小。整个设计也借鉴了系统编译模板文件的思路。它的具体格式说明如下：

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按照图中从左往右、从上往下的顺序分别说明每个段的作用：
绑定数据的表达式
开发业务组件的时候，基础属性或者样式往往不能在模板里直接写死，而是需要从数据里获取，所以引入了用户数据绑定的表达式，语法和实现上目前比较简单，参考了很多同类的设计，尽可能符合开发人员的直觉。
语法上以 ${ 开头，以 } 结束。对于Map，通过 . 操作符进行访问，对于 Array 或者 List 通过 [] 操作符进行访问。
比如：
${benefitImgUrl}${data[0].benefitImgUrl}
用来给那些需要根据数据中某个字段来设置值的属性，语法上以 @{ 开头，以 } 结束，中间部分为表达式的具体内容。
条件表达式 ? 结果表达式[1] : 结果表达式[2]
当条件表达式成立的时候，使用结果表达式[1]，否则使用结果表达式[2] 。其中：条件表达式支持布尔类型、字符串类型、、。以下场景均为 false：
比如：
@{${logoUrl} ? visible : invisible }
考虑到篇幅限制，不能将上述架构和流程中的每一细节完全展开，详情可以参考苹果核这里的文档。
效果与及 TAC 结合
方案是的极大补充，可以解决80%场景下的动态化需求，而依赖的数据则通过 TAC 提供解决，三者结合可以形成一个闭环，让一个开发从端到端地解决整块业务的开发。
组件动态下发
以双十一期间为例，90%的双十一业务组件都是动态下发的，且随时可根据业务节奏调整。

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展望
尽管在功能流程上已经逐步稳定，能承载起日常及大促的需求变更，我们的方案还是有很多不足之处的，比如我们期望更高的运行效率、更加扁平化的UI结构、更加方便的开发体验，对此也做了更进一步的规划建设：
功能计划
提供更加完善的文档和教程、Demo，内外版本同步，建立以为中心的迭代开发机制
17年12月
组件创建、布局计算、数据绑定机制优化，提升性能
18年1月
重构模板编译工具，提升编译开发体验
18年1月
提供预览服务，提升开发效率
18年3月
提供配套的后端数据服务与基础设施，即 TAC 平台开放
18年3月
附录2.0 主要更新说明组件模型的概念升级，从原来的『卡片』+『组件』升级成『布局』+『组件』，即原来的『卡片』认为是一种具有布局能力的组件，具备嵌套另一组件的能力；页面结构优化，页面下可以直接挂载组件，不需要嵌套一层布局；组件类型的语义化，从原来的 1、2、3、4…等数字枚举类型定义，升级成字符串类型的定义，兼容解析原有的数字枚举定义；更好的嵌套布局实现，流式布局在模型描述上支持多层次的嵌套，并优化了端上的实现方式；去重的实现，同一层级的容器组件或原子组件直接，支持外边距的去重，使得动态数据下控制间距更方便；支持，无论是容器组件还是原子组件，支持在其样式上配置，值越大，绘制层次越高；升级组件开发方式，引入动态化组件开发技术，提升组件动态性，实现组件样式的高效渲染与动态更新；其他相关的库
iOS
工具
【Tangram 2.0——猫客页面内组件的动态化方案】摘自：苹果核 - 猫客页面内组件的动态化方案- 2.0