微信小程序的底层架构原理，及如何做性能优化

双线程模型

• 微信小程序的框架包含两部分 View 视图层、App Service逻辑层。View层用来渲染页面结构，App Service层用来逻辑处理、数据请求、接口调用，它们在两个线程（Webview）里运行。
• 视图层和逻辑层通过系统层的JSBridage进行通信，逻辑层把数据变化通知到视图层，触发视图层页面更新，视图层把触发的事件通知到逻辑层进行业务处理。

小程序的渲染层和逻辑层分别由2个线程管理：

（1）视图层：界面渲染相关的任务全都在 WebView 线程里执行。一个小程序存在多个界面，所以渲染层存在多个 WebView 线程。

（2）逻辑层：采用 JsCore 线程运行JS脚本。

视图层和逻辑层通过系统层的 WeixinJsBridage 进行通信：逻辑层把数据变化通知到视图层，触发视图层页面更新，视图层把触发的事件通知到逻辑层进行业务处理。

渲染流程

把开发者的 JS 逻辑代码放到单独的线程去运行，但在 Webview 线程里，开发者就没法直接操作 DOM。

那要怎么去实现动态更改界面呢？

逻辑层和试图层的通信会由 Native （微信客户端）做中转，逻辑层发送网络请求也经由 Native 转发。

这也就是说，我们可以把 DOM 的更新通过简单的数据通信来实现。

Virtual DOM 大概是这么个过程：用 JS 对象模拟 DOM 树 -> 比较两棵虚拟 DOM 树的差异 -> 把差异应用到真正的 DOM 树上。

页面渲染的具体流程是：在渲染层，宿主环境会把 WXML 转化成对应的 JS 对象，在逻辑层发生数据变更的时候，我们需要通过宿主环境提供的 setData 方法把数据从逻辑层传递到渲染层，再经过对比前后差异，把差异应用在原来的Dom树上，渲染出正确的UI界面。

（1）在渲染层把 WXML 转化成对应的 JS 对象。
（2）在逻辑层发生数据变更的时候，通过宿主环境提供的 setData 方法把数据从逻辑层传递到 Native，再转发到渲染层。
（3）经过对比前后差异，把差异应用在原来的 DOM 树上，更新界面。

我们通过把 WXML 转化为数据，通过 Native 进行转发，来实现逻辑层和渲染层的交互和通信。

双线程模型设计的好处

双线程模型是小程序框架与业界大多数前端 Web 框架不同之处。基于这个模型，可以更好地管控以及提供更安全的环境。缺点是带来了无处不在的异步问题（任何数据传递都是线程间的通信，也就是都会有一定的延时），不过小程序在框架层面已经封装好了异步带来的时序问题。

为什么要这样设计呢，前面也提到了管控和安全，为了解决这些问题，我们需要阻止开发者使用一些，例如浏览器的window对象，跳转页面、操作DOM、动态执行脚本的开放性接口。

我们可以使用客户端系统的 JavaScript 引擎（iOS 下的 JavaScriptCore 框架，安卓下腾讯 x5 内核提供的 JsCore 环境），这个沙箱环境只提供纯 JavaScript 的解释执行环境，没有任何浏览器相关接口，这就是小程序双线程模型的由来。

性能优化

主要的优化策略可以归纳为三方面：

• 启动小程序方面：
  • 分包加载
  • 控制代码包大小
• 页面及页面层级方面
  • 合理使用setData调用，减少setData次数和数据量
• 数据通信方面：精简代码，降低WXML结构和JS代码的复杂性。
  • js中提高数据更新速度
  • wxml 中提高数据更新速度

小程序启动时，微信会为小程序展示一个固定的启动界面，界面内包含小程序的图标、名称和加载提示图标。

性能优化方式一：分包加载

采用分包加载时，小程序的代码包有两种：
一个“主包”，包含小程序启动时会马上打开的页面代码和相关资源。
多个“分包”，包含其余的代码和资源。
这样，小程序启动时，只需要先将主包下载完成，就可以立刻启动小程序，从而降低小程序代码包的下载时间。
分包app.json 中的配置如下

{
  //主包
  "pages":["pages/index/index","pages/logs/logs"],
  //分包
  "subPackages": [
    {
      "root": "packageA",
      "pages": [“pages/apple/apple"]
    }, {
      "root": "packageB",
      "pages": ["pages/banana/banana"]
    }
  ]
}

• 单个分包/主包大小不能超过 2M
• 整个小程序所有分包大小不超过 16M

性能优化方式二：控制代码包大小

精简代码，去掉不必要的WXML结构和未使用的WXSS。
减少在代码包中直接嵌入的资源文件。不是必须的可以放在服务器上。
压缩图片，使用适当的图片格式。

性能优化方式三：合理使用setData调用，减少setData次数和数据量；

1、setData 工作原理

小程序的视图层目前使用 WebView 作为渲染载体，而逻辑层是由独立的 JavascriptCore 作为运行环境。

在架构上，WebView 和 JavascriptCore 都是独立的模块，并不具备数据直接共享的通道。

当前，视图层和逻辑层的数据传输，实际上通过两边提供的 evaluateJavascript 所实现。即用户传输的数据，需要将其转换为字符串形式传递，同时把转换后的数据内容拼接成一份 JS 脚本，再通过执行 JS 脚本的形式传递到两边独立环境。

而 evaluateJavascript 的执行会受很多方面的影响，数据到达视图层并不是实时的。

2、常见的 setData 操作错误

（1）频繁的去 setData

在我们分析过的一些案例里，部分小程序会非常频繁（毫秒级）的去setData，其导致了两个后果：Android下用户在滑动时会感觉到卡顿，操作反馈延迟严重，因为 JS 线程一直在编译执行渲染，未能及时将用户操作事件传递到逻辑层，逻辑层亦无法及时将操作处理结果及时传递到视图层；渲染有出现延时，由于 WebView 的 JS 线程一直处于忙碌状态，逻辑层到页面层的通信耗时上升，视图层收到的数据消息时距离发出时间已经过去了几百毫秒，渲染的结果并不实时；

（2）每次 setData 都传递大量新数据

由setData的底层实现可知，我们的数据传输实际是一次 evaluateJavascript 脚本过程，当数据量过大时会增加脚本的编译执行时间，占用 WebView JS 线程

（3）后台态页面进行setData

当页面进入后台态（用户不可见），不应该继续去进行setData，后台态页面的渲染用户是无法感受的，另外后台态页面去setData也会抢占前台页面的执行。

性能优化方式四：js中提高数据更新速度

多次setData合并成一次setData调用，不要过于频繁调用setData。
数据通信的性能与数据量正相关，因而如果有一些数据字段不在界面中展示，且数据结构比较复杂或包含长字符串，则不应使用setData来设置这些数据。
与界面渲染无关的数据最好不要设置在data中，可以考虑设置在page对象的其它字段下。
例如

onShow: function() {
    // 不要频繁调用setData
    this.setData({ a: 1 })
    this.setData({ b: 2 })
    // 绝大多数时候可优化为
    this.setData({ a: 1, b: 2 })
    // 将与界面无关的数据放在data外
    this.setData({myData: {a: '这个字符串在WXML中用到了',b: '这个字符串未在WXML中用到，且很长…’ }})
    // 可以优化为
    this.setData({'myData:{a': '这个字符串在WXML中用到了'})
    this._myData = {b: '这个字符串未在WXML中用到，且很长…'}
}

性能优化方式五：wxml 中提高数据更新速度

去掉不必要的事件绑定（WXML中的bind和catch），从而减少通信的数据量和次数。
不要在节点的data前缀属性中放置过大的数据，因为事件绑定时需要传输target和currentTarget的dataset