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Android 开发简记:140M 到 67M,学而思网校如何在一周内构建一套可持续的瘦身系统

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Android架构
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发布于: 10 小时前
  1. 以前资源在 APP 内,附件框架的资源在下载后,框架代码需要做到全方面的资源访问替换技术,以避免大量的业务代码变动,做到业务层面无感知。

  2. 考虑到存量用户基数大,各个业务版本迭代资源变动小,为了进一步避免或减少 loading 出现的概率时间,附件框架可以做增量更新技术。保证存量用户更新资源时,资源包体积减少 95%。

  3. 20 多个离线 zip 增量迭代 10 个版本,会产生上百个资源文件,对应的人力维护成本也大。需要配套的自动化附件包发布脚本,一是减轻负重,二是避免人为性失误。

  4. 框架需要考虑失败重试机制 需要做到多云备份预防网络事故 需要做到内置外置卡双存储避免极端情况。需要完整的日志链条以持续优化。

资源分离技术说明


  1. 首先规定了附件目录 attach, gradle 脚本会给每个二级工程生成该目录。业务方只需要把 lottie so 以及其他大文件移动到附件目录,不需要修改代码。

  2. Jekins 打 release 包时,分离脚本启用了,gradle 脚本会自动遍历二级工程:每个工程 res 下的图片文件会打到 zip,源文件会用 xml 文件占位替换,每个工程的 attach 文件会打包到 zip 中。

  3. 最终 Jekins 产生了 20+的 zip 文件,打包完成后命令行运行脚本,自动化发布资源文件到云端。

资源发布自动化技术


  1. 批量编译点九图 确保 APP 使用时无失真拉伸

  2. 批量使用熊猫 WEBP 技术对图片文件优化 以减少资源体积

  3. 自动对比历史版本归档记录 产生对应的增量更新文件

  4. 同时发布多个资源包到案例云和腾讯云 双云避免网络事故


使用 python 脚本自动化发布做到人力不及的流程,避免了类似于插件化维护的管理成本。

抽象统一的下载框架


  1. 底层框架统一拦截跳转,确定需要进入的二级模块,检查下载对应资源文件,下载后继续跳转。统一实现了 20+业务的核心代码,避免业务改动。

  2. 下载环节做到网络错误感知,阿里云腾讯云自动切换,4 次失败重试避免网络事故。文件存储时优先内置卡,次要外置卡存储,避免极端的文件读写问题。

  3. 框架层面统一文件管理,版本迭代管理,避免修改业务代码。同时增量更新确保用户最小的下载量。

资源访问的无缝替换

附件资源分离做到自动化 发布做到自动化 下载做到了抽象统一。再做到无缝替换技术,基本上业务代码变更就很微小。所谓无缝替换,就是从关键接口层面统一 APP 内置资源 下载资源的访问。核心技术一处实现,业务代码无需变更。下面列举 res 无缝替换 lottie 无缝替换 Glide 无缝替换。




如你所见,无缝替换技术是重写关键接口而非 Hook 的方式,这让网校 APP 做到 100%兼容;从内核层面进行流替换技术,一处变更全场景生效,避免了大量的业务改动。

祛除 Unity 3D 内核的历程。


在 APP 多个业务中,互动环节要显示 3D 粒子效果的机器人,阿丘之类的动画。因为制作 3D 粒子效果的成本比较大,团队起初定的技术方案是采用 Unity 3D 渲染模型。发现 Unity 3D 本身是很出色的特别是对于游戏,但是对于我们网校 APP 这个大平台而言,却不是那么合身,原因如下:U3D 的 library bin 文件占据着 15M 的 APP 体积;U3D 是不开源的碰到一个手机崩溃无从解决;载入释放 U3D 内核内存需要 5 秒产品体验差;使用 U3D 时内存多开销 170m。这种场景让想起几年前在使用 Cocos 渲染时,为了减少 40m 的内核库,居然花费了一周时间精简编译 Cocos 的艰辛历程。这种场景代表某种尴尬:为了特效引入了一个太重的技术方式,这种技术无法做到轻量化,不大适合平台化的 APP。


偶然在使用一个录屏软件时,产生点灵感,3D 特效复杂如果设计动画帧成本太大所以设计部不接受,如果我们做个截屏小工具,运行这些特效连续截屏,截取指定区域,生成动画帧,网校 APP 直接使用程序截屏的动画帧,就可以祛除 U3D Cocos 这种重量级内核了吧,毕竟用


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户看的是屏幕,产品要的是实现了而不是怎么实现。抱着试一试的心态,开始编写这个工具,中途也遇到了些问题。


**1. 时间平滑问题:**动画效果很重要一点就是帧之间的时间平滑度,起初的程序控制设定在 30ms 一帧采集,但是发现实际的采集结果有的是 30ms,有得是 200ms,时间平滑度出入太大效果不理想。通过时间数据采集,发现采集后编码 PNG 时间,文件 IO 时间变动,中间又有系统内存回收导致的。再次修改采集方法,采用双线程模型加高缓存策略,保证了时间平滑度在 30ms 左右。


**2. 祛除背景问题:**截屏窗体采用纯白背景 0XFFFFFFFF,设想对截屏图片使用程序去除白色部分,然而发现有些色素是有 Alpha 通道的。理论上讲白色可以和任意 Alpha 通道色值混合成目标色值。这就意味着还原 Alpha 通道色值有些不现实,再次陷入困境。。。查阅了颜色混合公式 Dst = (Src * Alpha + (256 – Src.Alpha * Alpha / 255) * Dst ) / 255, 联想到对于同一帧如果分别采用白色背景和红色背景,利用混合模式对比不就能还原出色素的 Alpha 和 RGB 值嘛。于是再次修改采集程序,一个动作分别用红色背景和白色背景采集,生成两套动作。编写相似度算法分别找出每一帧的红色图和白色图,反向色素混合,果然能还原 Alpha 通道和 RGB 值~


**3. 祛除噪点问题:**在祛除背景还原 Alpha 通道后,自以为没问题了,后来发现少量图片有零星噪点,深入分析代码发现,每一帧的白色帧和红色帧不是 100%的吻合,图片边缘合起来对比还是有那么一两个像素的误差。开始各种尝试解决这种误差,祛除噪点,最终找到合适的算法,类似于卷积思想:以白色为基础帧,红色为对比帧,还原白色(X Y)的色素时,通过红色(X Y)周围 9 个点卷积还原,质量无损失,噪点完美祛除~


解决三面三个问题,Unity 3D 截取转动画实现了,每个动作帧生成时间在 4 分钟左右。后续编写独立的动画组件把内存控制在 15m 以内,成功在两个项目中实际应用。本次瘦身方案采用这个策略,祛除掉了 Unity 3D 内核减掉 15m 体积,功能依然满足,成功达成目标!本次减包的主要方案就是资源分离下发,祛除 Unity 3D,顺便删除少量冗余资源,媒体库合并等方式。


**提醒:**可以理解做了个工具,可以截取指定区域的画面,通过算法生成了设计级别的动效,这种方式可以应用在多个场景,比如 cocos 等其他特效技术替换。


作者简介:袁威为好未来高级 Android 工程师


最后对于程序员来说,要学习的知识内容、技术有太多太多,要想不被环境淘汰就只有不断提升自己,从来都是我们去适应环境,而不是环境来适应我们!

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还未添加个人签名 2021.10.31 加入

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