高德客戶端及引擎技術(shù)架構(gòu)演進(jìn)與思考

2019杭州云棲大會上，高德地圖技術(shù)團(tuán)隊向與會者分享了包括視覺與機(jī)器智能、路線規(guī)劃、場景化/精細(xì)化定位、時空數(shù)據(jù)應(yīng)用、億級流量架構(gòu)演進(jìn)等多個出行技術(shù)領(lǐng)域的熱門話題?，F(xiàn)場火爆，聽眾反響強(qiáng)烈。我們把其中的優(yōu)秀演講內(nèi)容整理成文并陸續(xù)發(fā)布出來，本文為其中一篇。

阿里巴巴高級無線開發(fā)專家宋照春在高德技術(shù)專場做了題為?《高德客戶端及引擎技術(shù)架構(gòu)演進(jìn)與思考》的演講，主要分享了高德地圖客戶端技術(shù)架構(gòu)沿著「上漂下沉」、「模塊化、Bundle化」的思路演進(jìn)所做的一系列架構(gòu)升級中的經(jīng)驗和思考。

以下為宋照春演講內(nèi)容的簡版實錄：

主要分享三個方面的內(nèi)容：

• 融合

• 架構(gòu)治理

• 動態(tài)化

一、三管齊下 深度融合

高德最初有兩個端，車機(jī)版的高德導(dǎo)航，手機(jī)版的高德地圖，兩個團(tuán)隊，一個是2B，一個是2C，分別是汽車業(yè)務(wù)和手機(jī)業(yè)務(wù)。當(dāng)時在引擎/技術(shù)上，分為離線引擎和在線引擎，但兩個團(tuán)隊之間交流比較少，各自有自己的研發(fā)、產(chǎn)品和測試，而作為一款端上的APP，兩塊業(yè)務(wù)都需要有地圖渲染、路線規(guī)劃、導(dǎo)航以及定位等通用能力。從公司層面看，存在較大的重復(fù)建設(shè)，整體研發(fā)效率較低。

于是我們做了一件事：利用技術(shù)手段，打通端上引擎，打造一套能同時支撐多端的APP能力。具體到執(zhí)行層面，先從A團(tuán)隊拉一部分人到B團(tuán)隊一起建設(shè)，建設(shè)完之后再從B團(tuán)隊拉到A團(tuán)隊。在同時支撐好主線業(yè)務(wù)發(fā)展的情況下，通過一年左右時間，完成了引擎上的融合，做到同時支撐手機(jī)、車機(jī)以及開放平臺。

這樣就從引擎的維度，實現(xiàn)了渲染、定位、規(guī)劃和引導(dǎo)的統(tǒng)一。具體來說，我們的各大引擎有好多套代碼，好幾個開發(fā)團(tuán)隊，每個團(tuán)隊有各自的開發(fā)方式和開發(fā)環(huán)境（Linux，Windows，Mac OS）。各種開發(fā)環(huán)境，工程配置文件大量重復(fù)，修改非常繁瑣。

為此，我們通過兩種方法：

1.建立了一套構(gòu)建系統(tǒng)Abtor，通過一個配置系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一構(gòu)建，能夠同時支持多個子引擎，在構(gòu)建集成效率上得到了很大的提升；

2.對基礎(chǔ)庫進(jìn)行了整體重構(gòu)，形成了一套涵蓋了文件I/O、KV存儲、多線程框架&異步框架、歸檔、基礎(chǔ)容器等一系列標(biāo)準(zhǔn)能力的基礎(chǔ)庫，同時也做了引擎核心架構(gòu)的統(tǒng)一。

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二、架構(gòu)治理

通過引擎的融合同時支持多端，在研發(fā)效率上實現(xiàn)比較大的收益。而通過技術(shù)的抓手來實現(xiàn)團(tuán)隊的融合，對公司發(fā)展而言，這其實是更大的收益，團(tuán)隊融合的意義在于人才拉通和復(fù)用，組織效率得到了較大提升。

隨著高德業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，業(yè)務(wù)上持續(xù)擴(kuò)品類，需求量激增，高德地圖從最初的駕車導(dǎo)航，到后來的步行、騎行、摩托車導(dǎo)航等等，App所承載的業(yè)務(wù)發(fā)展非?？?，而原有的架構(gòu)治理模式的問題也逐漸暴露出來。

首先就是App的代碼規(guī)模變得特別大。當(dāng)時一個倉庫達(dá)到了10G以上，由此導(dǎo)致的一個典型的問題就是編譯慢，編譯出一次安裝包需要一個小時。伴隨代碼規(guī)模的另一個問題是團(tuán)隊規(guī)?？焖僭鲩L。代碼增長和大團(tuán)隊并行開發(fā)，最終導(dǎo)致合版慢，每次迭代，客戶端合版需要2天。

代碼膨脹導(dǎo)致的架構(gòu)腐化問題特別突出，所以測試質(zhì)量以及線上的質(zhì)量有段時間也比較差。此外，從產(chǎn)品提出需求到上線，平均需要45天，版本迭代周期很長。

為解決以上架構(gòu)問題，我們采取了三個手段：升級Native基礎(chǔ)組件，搭建Native容器和頁面框架，Bundle化分拆（微應(yīng)用）。

下面重點介紹下頁面框架和微應(yīng)用。

頁面框架主要借鑒和融合了Android和iOS的生命期管理機(jī)制。從高德地圖App架構(gòu)看，下層模塊是一套標(biāo)準(zhǔn)地圖，所有上層業(yè)務(wù)都要基于地圖模塊開發(fā)。為確保上層業(yè)務(wù)低耦合、一致性，我們設(shè)計了一個頁面框架。

如上圖，左邊的Activity是Android的系統(tǒng)頁面控制器，右邊的UIViewController是iOS的系統(tǒng)頁面控制器，通過虛線連接比較，我們發(fā)現(xiàn)兩端的頁面狀態(tài)設(shè)計基本相同。

所以，我們在設(shè)計自己的頁面框架時沿用了這些系統(tǒng)頁面狀態(tài)，同時從命名上也保持一致，這樣可以讓Android和iOS原生開發(fā)的同學(xué)更容易理解和上手。

我們吸取了雙端各自的優(yōu)點。比如，Android端頁面有四種啟動模式，但是iOS 端并沒有這些，我們就把Android的四種啟動模式運用到了iOS端；iOS端有Present特性，但是Android端沒有，那么也把這種特性融合到Android端的頁面框架中；最后，還有一些小設(shè)計，比如Android的onResult設(shè)計，也可以借鑒融合到iOS端。

此外，我們還做了微應(yīng)用，所謂微應(yīng)用，首先是模塊化，就是把大模塊倉庫大模塊拆成一個個小的Bundle，除了實現(xiàn)模塊化，還主要實現(xiàn)以下幾個目標(biāo)：

粒度：以業(yè)務(wù)為單位，以業(yè)務(wù)線為分組

編譯：二進(jìn)制級別的產(chǎn)物，可獨立編譯、出包時鏈接

依賴：松耦合，以“服務(wù)”為導(dǎo)向，不關(guān)心模塊歸屬

而Native容器層面，要實現(xiàn)四個核心目標(biāo)：路由管理、服務(wù)管理、UI生命期管理、微應(yīng)用管理。

通過一年時間的Bundle化改造，高德地圖單端App完成了300多個頁面的建設(shè)，拆分了100多個Bundle。

從收益來看，總編譯時間從原來的60分鐘降低到了8分鐘，合版周期從原來的3天降到1天，需求上線周期降到了1個月以內(nèi)，線上質(zhì)量和測試質(zhì)量都得到了極大的提升，崩潰率從萬分之八降低到十萬分之八。

三、動態(tài)化

隨著高德地圖業(yè)務(wù)發(fā)展沿著擴(kuò)品類、在垂直品類做精做細(xì)，景區(qū)、酒店、銀行商鋪、充電樁等個性化定制需求凸顯，對前端展現(xiàn)提出了更高的要求，對“快速應(yīng)變”要求也更高了。

實際上，在2015年，高德就開始做動態(tài)化。最早的時候業(yè)內(nèi)就有React Native，團(tuán)隊做了技術(shù)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)不能完全滿足業(yè)務(wù)上的需要，尤其是性能方面。最后我們決定自研一套動態(tài)化技術(shù)。

具體來說，就是通過一個核心C++引擎，把兩端業(yè)務(wù)（Android、iOS）用一套JavaScript代碼解決，實現(xiàn)雙端歸一，Android實現(xiàn)業(yè)務(wù)動態(tài)化發(fā)布。

架構(gòu)層面，最下面是高德App核心的地圖引擎，我們在上面搭建了一套動態(tài)化應(yīng)用引擎，通過C++來實現(xiàn)。應(yīng)用引擎的作用是為了承上啟下，上面承載動態(tài)化業(yè)務(wù)，下層完成地圖引擎的直接打通。眾所周知，GUI的核心是DOM樹，所以應(yīng)用引擎不但要實現(xiàn)和JavaScript引擎的整合，還要負(fù)責(zé)DOM樹的核心邏輯計算。

其次，動態(tài)化的技術(shù)和前端Web技術(shù)一致：樣式、布局。應(yīng)用引擎負(fù)責(zé)完成樣式的布局計算、DOM樹Diff、事件生成。而GUI的繪制，通過Diff事件，交由原生的Android以及iOS去完成。這樣，所有的GUI都是原生的組件。

在之上，我們搭建了一套前端框架，前端框架采用當(dāng)前前端響應(yīng)式框架做，前端框架之上又搭建了一套前端的UI卡片庫和UI組件庫，讓上層業(yè)務(wù)能夠更高效的開發(fā)。

而對于一些通過動態(tài)化的技術(shù)無法實現(xiàn)，或者性能上存在卡點的功能，我們就通過Native擴(kuò)展能力來支撐，這樣，完整的動態(tài)化的業(yè)務(wù)能夠直接運行在Android以及iOS上。

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JS去執(zhí)行代碼之后，前端框架會產(chǎn)生虛擬的DOM樹，最后提交到C++引擎，形成C++的DOM樹。C++引擎去完成布局、樣式計算，Diff計算，將每個節(jié)點的屬性和坐標(biāo)交給Android以及iOS，由Native來完成最終UI的渲染。http://dalian.qd8.com.cn/yiyao/xinxi21_3709996.html

總體來說，動態(tài)化的特點：首先是它與主流前端框架融合，充分融合了大前端的生態(tài)；第二，性能、擴(kuò)展性較好。因為采用C++實現(xiàn)整個核心邏輯，靜態(tài)和動態(tài)的語言綁定技術(shù)，能夠保證地圖引擎的能力能夠直接透出到上層，或者從上層能夠直接call底層的C++能力；第三，多端歸一和動態(tài)化，充分利用Native優(yōu)勢，接近原生Native體驗。焦作國醫(yī)胃腸醫(yī)院地址在哪里：http://jz.lieju.com/zhuankeyiyuan/37324297.htm

動態(tài)化技術(shù)改造完成之后，雙端不一致的問題降低了90%，開發(fā)、測試成本降低30%，發(fā)版周期從T+30到T+0。

最后，總結(jié)下高德客戶端及引擎技術(shù)架構(gòu)演進(jìn)的幾個重要階段：第一個階段，通過在線&離線引擎的融合拉通，讓高德最核心的導(dǎo)航能力提到提升；第二階段，在客戶端發(fā)展成為“巨型”APP，代碼量發(fā)展到超大規(guī)模的時候，通過架構(gòu)治理，滿足業(yè)務(wù)快速增長的訴求，解決大規(guī)模業(yè)務(wù)體量下的架構(gòu)合理性問題，消除架構(gòu)瓶頸；第三個階段通過動態(tài)化的技術(shù)，實現(xiàn)多端歸一，以及動態(tài)發(fā)版能力，為業(yè)務(wù)發(fā)展提供更大的助力。