燃烧我的卡路里 ---- Flutter瘦内存瘦包之图片组件

背景

在电商类APP里，图片到现在为止仍然是最重要的信息承载媒介，不得不说逛淘宝的过程，其实就是一个看图片的过程。而商品详情页中的图片，通常是页面中内存占用最多的内容，占用了整个页面内存的超过 50%。
闲鱼在Flutter化的过程中，选择了商品详情页作为第一个落地的场景。通过多版本的迭代完善，基于Flutter的详情页已经在闲鱼稳定运行。然而正因为详情页的图片量大，导致Flutter里图片相关的问题一直挥之不去。

1：内存问题 --- 连续push flutter界面内存累积

2：安装包问题 --- 过渡时期两份重复资源文件。

3：寻址缓存问题 --- 原有的寻址缓存策略无法复用。

4：图片复用问题 --- Native和Flutter重复下载相同图片。

解决方案----FXTexImage_V1

为了解决这些问题，我们尝试着寻找一种新的思路，一种能够将flutter与native串联起来的思路。而之前做视频播放器的方案给了我们启发。

熟悉Flutter的同学应该都知道，Flutter的视频组件是基于一个Flutter提供的一个叫“外接纹理”的技术实现的，关于flutter外接纹理，本人另外有一篇文章有更详细的论述，这里不再赘述。
https://mp.weixin.qq.com/s/KkCsBvnRayvpXdI35J3fnw

我们将每一张图片假想成一个：静态的视频。图片的内容由一个external_texture来负责显示，而这个external_texture则由native端提供具体的渲染数据。

通过这种方案，我们便可以通过external_texture这座桥梁，将flutter作为native端图片的一个最终展示场所。而所有的下载、缓存、裁剪等逻辑都可以复用原来的native图片库。

基于这个基本框架，我们形成了我们第一版本的图片渲染组件：FXTexImage----V1。这个组件很好的解决了Flutter引入的安装包、图片缓存、图片复用等问题。

但是图片最大的问题：内存问题，并没有得到解决。

内存优化----FXTexImage_V2

为了用户体验，通常会有连续push若干个界面的场景（比如闲鱼的详情页，点击底部的推荐列表，可以一直往下push新的详情页），这种场景下，每一个界面都有大量的图片展示。所以在引入flutter以后，闲鱼在iPhone 6P等机型上通常只能push10个左右详情页就挂了。

在考虑到在显示过程中，真正用户可见的页面，其实只有当前栈顶的两个页面，基于这个特征我们就做了优化逻辑：

1：在push详情页过程中，我们只保留了当前展示页和当前页的前一页的图片资源，而之前的资源全部都做了释放（只是图片资源的释放，整个页面还有页面中的其他元素还是做了保留）。

2：为了做到用户无感知，我们在pop过程中，会预先去加载当前界面下一个界面的图片资源。

通过这种方式，理论上我们可以释放掉不可见的资源，从而保证在持续Push界面过程中内存缓慢增长，但是实践过程中发现内存仍然持续增长。

经过排查，我们发现flutter 1.0版本以及0.8.2版本里，SurfaceTextureRegistry提供了release方法，这里将会把创建的SurfaceTexture进行释放。然而测试过程中发现，单单对SurfaceTexture释放，并没有完全释放内存，当反复创建对象时仍然会闪退。为此，我们在AndroidExternalTextureGL的析构函数中增加了纹理的释放glDeleteTextures逻辑。

然而，AndroidExternalTextureGL的析构是在flutter的GPU线程调用的，而external_texture的release方法通常是在主线程，也就是PlatForm线程调用的。不同线程调用的问题就是会导致一个诡异的问题：

推测是不同线程释放的逻辑影响了GL环境，导致文字渲染出了问题。

所以，为了解决该问题，我们删除了SurfaceTextureRegistry的release方法里面SufaceTexture的释放逻辑，并且将SurfaceTexture的释放，放到AndroidExternalTextureGL析构阶段，通过Jni调用java方法实现资源释放。

AndroidExternalTextureGL::~AndroidExternalTextureGL(){
   if (state_ == AttachmentState::attached) {
      Detach();
      if (texture_name_ != 0)
      {
          glDeleteTextures(1, &texture_name_);
          texture_name_ = 0;
      }
    }
   Release();
   state_ = AttachmentState::detached;
}

void AndroidExternalTextureGL::Release() {
    JNIEnv* env = fml::jni::AttachCurrentThread();
    fml::jni::ScopedJavaLocalRef<jobject> surfaceTexture =
    surface_texture_.get(env);
    if (!surfaceTexture.is_null()) {
        SurfaceTextureRelease(env, surfaceTexture.obj());
    }
}

void SurfaceTextureRelease(JNIEnv* env, jobject obj) {
   env->CallVoidMethod(obj, g_release_method);
   FML_CHECK(CheckException(env));
}

  g_release_method = env->GetMethodID(g_surface_texture_class->obj(), "release", "()V");

CPU优化----FXTexImage_V3

通过外界纹理渲染图片+不可见页面资源释放，我们解决了上述提出的一系列问题，但是又引入了新的问题：CPU偏高，滑动帧率偏低。通过测试，在详情页滑动过程中，IOS和Android的CPU都比Flutter原生组件高10%以上，这个显然无法应用。

经过排查，发现CPU高的原因是：

IOS端： iOS的IOSExternalTextureGL模型是一个拉数据的模型，native端register一个CVPixelBuffer的生产者，当需要绘制时，都会调用一次这个生产者的copyPixelbuffer方法去拉一次数据。然后将拉到的CVPixelBuffer对象转换成GPU Texture。这里每一次转换都换造成CPU较大开销。

并且这种拉数据的机制就要求这个生产者的必须一直保留着这个CVPixelBuffer对象（否则界面重刷以后，图片区域就显示白屏）。

Android端： android 的数据存储在SurfaceTexture中。每一次external_texture layer需要绘制时候都会从SurfaceTexture中去update 数据到纹理中，由于SurfaceTexture使用基于EGLImage共享内存，所以虽然没有双份内存的问题，但是每一次update 都会带来较大的CPU开销。

在之前外接纹理的文章中，我们提出了一种新的基于共享上下文的外接纹理方案。并在我们视频的拍摄和编辑中得到了很好的应用。该方案当初提出来，是为了解决视频数据从CPU -> GPU -> CPU -> GPU 输送的问题而提出来的。

但是在图片这个场景下， 新的外接纹理方案下，一张图片在native端加载完成以后，立刻被转换成一个OpenGL的Texture，然后图片的资源马上被释放。当界面刷新时，对于同一张图片的重新渲染，IOSExternalTextureGL不需要再去做将数据（CVPixelBuffer或者SurfaceTexture)转换到Texture的逻辑，而是直接使用之前创建好的Texture。

经过这一步优化，我们很好的限制了iOS的CPU和内存，Android的CPU。

通过测试对比，V3版本的图片组件，相比于Flutter原生图片组件，在详情页正常滑动操作过程中，平均CPU高出3%左右，虽然仍差于原生组件，单相对是可以接受的。

结果

内存： 基于新图片组件，我们很好的限制住了连续push 下的内存增长速度，顺利的将iPhone 6P上的详情页push 最大数量从10个增加到了30个以上。

在同一线上版本中，我们通过控制ABTest开关，测试新的图片渲染方案和Flutter自带图片组件方案的Abort率，发现新图片组件下闲鱼的Abort率降低20%。

安装包： 新组件下，所有的资源组件与原来native资源共用，所有flutter期间新引入的资源出了gif图，全部删除，减少安装包900k+。并且后续可以不用继续新增。

寻址策略: 复用native图片组件，基于阿里系自己的图片下载组件，这样可以做到随着集团组件升级版本，兼容版本过程中各种新的寻址方式和图片格式。

图片复用：复用native图片组件，当图片地址命中缓存，可直接缓存加载，尺寸不一致时可以预先返回缓存图同时加载大图，这样大大增强详情页大图预览的浏览体验。

遗留问题

图片组件已经在闲鱼上全量部署，然而还是有一些问题没有得到很好的解决，上文提到过CPU比原生图片组件高3%左右，虽然用户没有感官体验，但是还是有优化空间。

还有就是Flutter针对ExternalTexture的纹理渲染时没有开启抗锯齿，导致小图在大区域渲染时比原生组件效果要差。这里还需要继续排查原因。

最后，FXTexImage组件还在持续优化中，当解决上述遗留问题以后便会在Github上开源。

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本文作者：闲鱼技术-炉军

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