H5 手机 App 开发入门:技术篇

作者: 阮一峰

日期: 2019年12月17日

新人学习手机 App 开发,一开始总要选择一条学习路径。

如果你熟悉 Java 语言,可以学习安卓开发;如果熟悉脚本语言(比如 Python 或 Ruby),可以学习 Swift 语言,进行 iOS 开发;如果像我一样,比较熟悉 Web 网页技术,那么 H5 开发是最容易上手的。

这个系列教程的第一篇,已经介绍过了手机 App 的种类。所谓的 H5 页面,其实就是混合 App 的前端,外面是一个原生的壳,里面是 Web 网页。本文紧接上一篇,介绍手机 App 开发的技术栈,尤其是跟 H5 开发相关的技术。

本文由国内最大的在线教育平台之一"腾讯课堂"赞助。他们现在启动了"腾讯课堂101计划",推广优质课程资源。希望学习和提高手机 App 开发技术的朋友,可以留意一下本文结尾的安卓课程信息。

一、手机 App 的技术栈

手机 App 的技术栈可以分成三类。

(1)原生 App 技术栈 (native technology stack)

原生技术栈指的是,只能用于特定手机平台的开发技术。比如,安卓平台的 Java 技术栈,iOS 平台的 Object-C 技术栈或 Swift 技术栈。

这种技术栈只能用在一个平台,不能跨平台。

(2)混合 App 技术栈 (hybrid technology stack)

混合技术栈指的是开发混合 App 的技术,也就是把 Web 网页放到特定的容器中,然后再打包成各个平台的原生 App。所以,混合技术栈其实是 Web 技术栈 + 容器技术栈,典型代表是 PhoneGap、Cordova、Ionic 等框架。

如果已经掌握了 Web 技术,这个技术栈就主要学习容器提供的 API Bridge,网页通过它们去调用底层硬件的 API。

(3)跨平台 App 技术栈 (cross-platform technology stack)

跨平台技术栈指的是使用一种技术,同时支持多个手机平台。它与混合技术栈的区别是,不使用 Web 技术,即它的页面不是 HTML5 页面,而是使用自己的语法写的 UI 层,然后编译成各平台的原生 App。

这个技术栈就是纯粹的容器技术栈,React Native、Xamarin、Flutter 都属于这一类。学习时,除了学习容器的 API Bridge,还要学习容器提供的 UI 层,即怎么写页面。

(4)小结

H5 开发主要用在混合技术栈。但是,跨平台技术栈的某些容器也会用到(比如 React Native),因为它们的 UI 层借鉴了 Web 模型。

另外,混合技术栈和跨平台技术栈的基础,都是原生技术栈,因为最终都要编译成原生App。所以,不管使用哪一种技术栈,多多少少要了解一些各平台的原生技术。

下面就依次介绍上面三类技术栈,每个技术栈都会给出一个最简单的例子:加载网页。通过各种技术栈加载网页的不同做法,帮助大家理解它们的特点,对 App 的技术实现有一个总体的认识。

二、WebView 控件

讲解具体的技术栈之前,大家需要知道,不管什么技术,最终在 App 里面显示网页,一定需要一个网页引擎,这样才能解析网页。

通常情况下,App 内部会使用 WebView 控件作为网页引擎。这是系统自带的控件,专门用来显示网页。应用程序的界面,只要放上 WebView,就好像内嵌了浏览器窗口,可以显示网页。

不同的 App 技术栈要显示网页,区别仅仅在于怎么处理 WebView 这个原生控件。

  • 原生技术栈:需要开发者自己把 WebView 控件放到页面上。
  • 混合技术栈:页面本身就是网页,默认在 WebView 中显示。
  • 跨平台技术栈:提供一个 WebView 的语法,编译的时候将其换成原生的 WebView。

注意,不同系统的 WebView 控件名称不一样,安卓系统就叫 WebView,iOS 系统有较老的 UIWebView,也有较新的 WKWebView,作用都是一样的,差异在于功能的强弱。

三、原生技术栈

原生技术栈分成 iOS 和安卓两个平台。

简单说,iOS 的原生技术栈就是使用 Object-C 语言或 Swift 语言,在 Xcode 开发环境中编程。安卓的原生技术栈,则是使用 Java 语言或 Kotlin 语言,开发环境是 Android Studio。

下面就来看看,它们怎么加载网页。

3.1 Xcode

iOS 开发需要安装 Xcode。它是一种集成开发环境(IDE),也是苹果公司指定的 iOS 官方开发工具,所有苹果手机的 App 都由它打包生成。

它可以在 Mac 电脑上通过应用商店免费安装。注意,Xcode 只支持 Mac 系统,不支持其他系统。

安装完成后,打开新建一个项目,类型是单视图 App,然后系统会询问一些项目参数和储存位置,这里就不详细说明了。

然后,就进入了开发环境。

左侧的目录树里面,找到ViewController.swifter文件,它负责视图逻辑。按照官方文档,填入下面的代码。

上面代码的意思是,启动 App 加载视图的时候(loadView()),新建一个 WebView 控件的实例。视图加载成功后(viewDidLoad()),WebView 再去加载外部网页(红框部分)。

然后,就可以查看代码运行结果。点击工具栏的运行按钮,Xcode 就会弹出一个 iPhone 模拟器,里面就是当前代码的运行结果。

如果一切正常,就可以让 Xcode 对源码打包,生成 App 的二进制安装文件。

3.2 Android Studio

安卓的官方开发工具是 Android Studio,可以去官网下载。

安装完成后,打开新建一个项目,类型是"Empty Activity"。

Android Studio 会询问项目参数,包括项目名称、开发语言(Java)等,然后就进入了开发环境。因为它是基于 Java IDE 修改的,懂 Java 的朋友应该对这个界面比较熟悉。

按照网上的这篇教程,接下来需要修改三个文件,其中最主要的是把MainActivity.java文件改成下面这样。

上面红框处的代码,就是在页面上添加并设置 WebView 实例,指定生成视图的时候(onCreate()),WebView 实例去加载外部网页。

运行代码之前,Android Studio 要求必须连接真机,或安装安卓模拟器。完成以后后,在工具栏上点击运行按钮,就可以运行代码查看效果了。

如果一切正常,就可以让 Android Studio 打包,生成 App 的二进制安装文件。

四、混合技术栈

上面的原生技术栈需要自己新建 WebView 实例,相比之下,混合技术栈就简单多了。因为页面就是网页,所以容器已经设置好了 WebView,开发者直接写页面即可。

4.1 框架种类

混合技术栈的各种容器框架之中,历史最悠久是 PhoneGap,诞生于2009年。后来在2011年被 Adobe 公司收购,改名为 Adobe PhoneGap。

Adobe 公司将 PhoneGap 的核心代码,后来都捐给了 Apache 基金会,作为一个全新的开源项目,名为 Apache Cordova

PhoneGap 和 Cordova 现在是两个独立发展的开源项目,但是彼此有密切的关系,可以简单理解成 Cordova 是 PhoneGap 的内核,PhoneGap 是 Cordova 的发行版。

后来,其他人也开始基于 Cordova 封装自己的框架,所以市场上有许多基于 Cordova 的开源框架,比较著名的有 IonicMonacaFramework7 等。

所有这些框架的共同点,都是使用 Web 技术(HTML5 + CSS + JavaScript)开发页面,再由框架分别打包成 iOS 和安卓的 App 安装包。它们的优点是开发简单、周期短、成本低,缺点是功能和性能都很有限。

4.2 Ionic 实例

基于 Cordova 的框架,用法都大同小异,下面就以 Ionic 为例,演示如何加载外部网页。

首先,根据官方文档,生成项目的脚手架。


$ npm install -g ionic@latest
$ ionic start myApp blank --type=react
$ cd myApp

接着打开 src/pages/Home.tsx 文件,插入 iframe 标签即可。

上面代码中,由于页面本身就是网页,所以可以直接用iframe标签插入外部网页。

然后,在本机起一个 Web 服务,看看 Demo 的效果。


$ ionic serve

上面命令会自动打开浏览器窗口,访问本机的8100端口,在浏览器中显示网页效果。

如果一切正常,在命令行窗口按 Ctrl+c,退出服务。编译成 App 安装包的方法可以参考官方文档

五、跨平台技术栈

上面的混合技术栈使用 HTML 语言编写页面,再用 WebView 控件加载页面,所以只写一次页面,就能支持多个平台。跨平台技术栈也能做到多平台支持,但是原理完全不同。

跨平台技术栈的框架,都是使用自己的语法编写页面,不使用 Web 技术,编译的时候再将其转为原生控件,或者使用自己的底层控件,生成原生 App。这样就完全解决了 Web 页面性能不佳的问题。下面介绍三个这样的框架。

  • React Native: 使用 JavaScipt 语言编写页面
  • Xamarin:使用 C# 语言编写页面
  • Flutter:使用 Dart 语言编写页面

5.1 React Native

(1)原理

2013年, Facebook 公司发布了 React 框架。这个框架是为网页开发设计的,核心思想是在网页之上,建立一个 UI 的抽象层,所有数据操作都在这个抽象层完成(即在内存里面完成),然后再渲染成网页的 DOM 结构,这样就提升了性能。

很快,工程师们就意识到了,UI 抽象层本质上是一种数据结构,与底层设备无关,不仅可以渲染成网页,也可以渲染成手机的原生页面。这样的话,只要写一次 React 页面,就能分别编译成 iOS 和安卓的原生 App。这就是 React Native 项目的由来。

注意,React Native 虽然也使用 JavaScript 语言,并且写法看上去像 Web 页面,但其实所有控件都是自己定义的,编译时再一一翻译为对应的原生控件。举例来说,React Native 的文本渲染控件是<Text>,翻译成 iOS 控件为UIView,翻译成安卓控件为TextView。这种做即保证了性能,又做到了跨平台支持,所以一诞生就引起开发者的关注,成了热门技术。

还有一个 NativeScript 框架,跟 React Native 很像,也是使用 JavaScript 语言,然后编译成原生控件。不过,它的开发模型是基于 Angular.js,而不是 React。

(2)实例

下面就是 React Native 加载外部网页的实例。为了方便使用,官方团队提供了一个封装好的工具集,叫做 Expo。第一步,在手机安装 Expo 的 App 客户端(App StoreGoogle Play)。

然后,在命令行安装脚手架工具expo-cli,新建一个示意项目。


$ npm install -g expo-cli
$ expo init rnDemo

新建项目时,会要求你选择项目模板,可以选minimum模板。然后,还会要求你填写项目描述displayName,这个可以随便写。

然后,安装 React Native 自己的 WebView 控件。


$ cd rnDemo
$ npm install --save react-native-webview

接着,打开主页面的脚本文件App.js,将其改成下面的代码。

上面代码中,React Native 自身的WebView控件,编译时会分别转为 iOS 和安卓的原生 WebView 控件。

接下来,预览页面效果。可以先把它编译成 Web 版,在浏览器预览,这样比较快,立刻就能看到效果。


$ npm run web

运行上面的命令,命令行会出现一个二维码。

这时可以打开手机端的 Expo 客户端,扫描这个二维码,就会显示 App 的页面。注意,计算机和手机必须在同一个局域网。

(3)React Native 的问题

React Native 的想法虽然很美好,但是实际开发中出现了各种各样的问题。

最主要的一个问题是, UI 抽象层翻译出来的 iOS 和安卓原生页面,做不到完全一致,尤其是复杂页面,样式或功能存在差异。编译出来两个平台的原生 App 往往是一个正常,另一个会出现各种奇怪的小毛病。React Native 的底层还是没有做到无缝适配,它至今没有发布 1.0 版(2019年底是 0.61 版),这多多少少也说明了一些问题。

如果你想用 React Native 做到 iOS 和安卓体验一致,并且充分发挥原生控件的功能,就需要同时熟悉 React Native、iOS、安卓三个平台,这对开发者的要求实在太高了。Airbnb 公司在使用 React Native 两年后,宣布放弃,改用原生技术栈。他们写了一篇很长的文章,解释为什么这么做,React Native 到底有什么问题,大家可以参考那篇文章。

5.2 Xamarin

Xamarin 是微软公司的跨平台 App 开发框架,原理跟 React Native 很相似,只不过它的语言是 C#。

它的使用需要 Visual Studio,这里就不举例了。根据官方文档,WebView 的用法如下。

上面代码中,首先新建了一个 WebView 控件的实例,然后把这个实例放到布局上,跟原生 App 的语法很像。

5.3 Flutter

Flutter 是谷歌公司最新的跨平台开发框架。它为了解决 React Native 的平台差异问题,采用了一个完全不同的方案。

它自己实现了一套控件。打包的时候,会把这套控件打包进每一个 App,因此不存在调用原生控件的问题。不管什么平台,都调用内嵌的自己那套控件,就能做到 iOS 和安卓体验完全一致。

Flutter 历史还不长,应用还不广泛,API 也没稳定下来。但是很值得关注。

加载外部网页的实例,可以参考 Flutter 官方团队的这篇文章。核心代码如下:

上面代码使用的是 Dart 语言。它是 Flutter 的官方语言,接近 JavaScript 语法,但是多了静态类型支持。

六、总结

通过上面的介绍,希望大家已经了解了各种技术栈的特点。

(1)原生技术栈的技能和体验最好,对于复杂的大型 App,如果条件允许,应该采用这种方式开发。

(2)混合技术栈的成本低,灵活性好,对性能要求不高的简单 App,尤其是纯展示性的页面,可以采用这种方式开发。

(3)跨平台技术栈适用于,存在外部或内部条件的限制,只有一个团队开发跨平台 App 的情况。

(正文完)

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手机 App 的 UI(用户界面),往往是 App 成功的关键因素:产品的外观是否漂亮,点击和滑动是否流畅,意图是否清晰,都会影响到用户的留存率。一个好的 UI 不仅体现了产品经理和开发者的素质,还可以有效降低拉新成本。

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(完)

留言(20条)

使用过IONIC,感觉还不错....
最近发现又出来个Flutter

我用vue写了一个h5的webapp,然后用hbuilder打包成了一个api的文件,可以实现安卓手机安装使用,效果还不错

阮老师,讲得通俗易懂。我本人也是做H5 app开发的,但在性能和页面体验上确实与原生体验差很多,比如在页面加载速度,颜色显示,布局方面,如果是纯展示的app可以用H5,比如论坛,贴吧。如果做电商,业务系统还是推荐原生app

Electron属于哪个技术栈?

阮老师,后续的博文会按混合模式的技术栈更新下去吗?

引用Xu的发言:

Electron属于哪个技术栈?

javascript

引用秀妍的发言:

我用vue写了一个h5的webapp,然后用hbuilder打包成了一个api的文件,可以实现安卓手机安装使用,效果还不错

是说打包成了APK吧?

uniapp不配拥有姓名????

阮老师,苹果在 6 月份的时候更新了 App Store 审核指南,限制了 H5 App 的审核,并会在 2020 年 3 月份落实,这里是官方说明:https://developer.apple.com/cn/news/?id=09062019b。

或许跟您本人相比,我差了很多的东西,我今天能有机会可以和您通过留言交流是有原因的。

比如我在2019年8月21日进入郑州智游前端培训,在开堂的第一节课,我有幸知晓了“阮一峰”这个名字,或许我的老师介绍了两个“大神”,可我现在只记住了一个。

距离今天2019年12月18日。我的前端或许学的甚不入流,很多知识点都没掌握住。但这不是我想表达的重点。

我今天是继续阅读您的《前方的路》——十年、日期是2008年10月2日。上篇的文章使我产生了很多认同感,特别是有关对生活的、特别是对文学的特殊感情,以及现在的生活的所谓的“忙碌”,现代人很多的放弃或者至少在我的身边的人,“去阅读文本的人甚少,以及对生活的思考、或者思考的生活的人甚少。”(或许每个人的生命阶段要面临不同的使命。但是我觉得文学或许文字以及思考可能是我一生的使命。)

有关文学的,您所述的很多的文学作品我几乎闻所未闻。我认为我的启蒙文学作品是《平凡的世界》,这本书使我产生了极大的感触,至少在很多个时候使我不能忘记。它被我放在置顶的位置,而我的身边,阅读过它的人甚少,而知晓的人更少。

最近的四个月里,我的时间被安排的甚至满档,但是我自己甚至不知道自己做了些什么使我进步,我或许怀揣着一个文学梦,可我时时把它忘记又想起,有的时候,特别是最近的一段时间,我的文学或者我对生活的思考被淹没在“挣扎里”。

我或许应该和您交流一些有营养的文字,而不是一味地倾诉。我见到你的第一章照片,引起了我的思考,您的面容大概是我于茫茫人海中相逢而不识的一张面孔,而把您的思想以及成就与您掺连在一起,有会觉得“原来是这么一个人”的感叹于震撼、或者有那么点吃惊。

最后,我不得不结束我和您的交流了。我期待您的回复,或许您觉得我是个有意思的人,那我们可以交流更多(当但,前提是建立在您感兴趣的情况下)。我今年21岁,有很多大胆的想法,我的生活态度大概就是“没有谁的一生尽如其意,但是我依然决定携梦前行。”目前来讲,文学的喜爱大于“学习代码”,或许是因为我没有更好的去了解“代码”而不知其味。 期待您的回信,以及提携。

引用Kevin的发言:

阮老师,讲得通俗易懂。我本人也是做H5 app开发的,但在性能和页面体验上确实与原生体验差很多,比如在页面加载速度,颜色显示,布局方面,如果是纯展示的app可以用H5,比如论坛,贴吧。如果做电商,业务系统还是推荐原生app

淘宝是原生的吗?用着贼卡。

科普文章,非常受教

Always native technology stack

引用DeathGhost的发言:

使用过IONIC,感觉还不错....
最近发现又出来个Flutter

貌似国内Flutter刷KPI还挺火的

uniapp/taro算跨平台技术栈吗?

我怎么看成了前面都是打后面广告的铺垫

uniapp 呢

引用kbin的发言:

uniapp 呢

uniapp新框架,有待时间考验

喜欢这种捋顺发展脉络的好文章,阮老师,请继续

Swift文件的后缀是`swift`,不是`swifter`。

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