理解WebKit和Chromium: Web应用和Web运行环境

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注：鉴于这一领域非常热，自己也投身其中，会单独开辟一个专题介绍Web应用和Web运行环境。

## 概述

Web已经从web网页向web应用（web application）方向发展，这一推动需要加入大量现有操作系统提供的能力，例如各个传感器的功能已经通过JavaScript接口提供给了web应用，文件或者存储系统，用户交互，网络连接，应用的生命周期，安装和卸载等管理。这些方面有些已经成熟，但是还有更多的在制定过程中。虽然标准化组织在不断加入新标准，但是现在还有很多缺失的地方需要补上。

支撑HTML5的框架也已经从浏览器向Web运行平台转变，这是一重大转变。因为之前浏览器只是运行网页，而Web运行平台可以管理和运行Web应用，所以对于上面提到的所有功能都需要支持，而有些浏览器并不需要支持。虽然现在很多web运行平台是从浏览器基础上开发的，但是这并不意味这两者是同一回事。

## Web应用

根据W3C规范的定义，可以将Web应用分成两种类型，第一种称为Packaged Application，也就是该应用包含了自身所需要的所有资源。第二种称为Hosted Application，不是Packaged Application类型的应用都属于此类，所以也就是它包含了一些外部的资源。为什么会有如此划分？主要是因为需求和安全方面的考虑，后面会介绍到。

在一些应用场景下需要PackagedApplication，第一是因为应用市场的需要，很多市场需要审核应用使用哪些权限，而不是无限制的使用任何平台提供的能力，这点对于安全性尤为重要。第二是因为开发者的需要，使用Web和HTML5技术开发并不意味着需要提供服务器并把Web应用布置在服务器上。像本地应用一样，Web应用也能够独立的工作。第三是因为用户的需要，很多时候用户希望能够离线情况下仍然能够使用该应用，就像很多本地应用一样，一旦离线情况下不能使用，对于用户体验是个考验。

同普通网页不同的是，一个Web应用通常包含一个称为清单（manifest）的文件，该文件的目的跟很多系统例如Android上的应用程序的清单文件类似，就是为了定义该应用的一些信息。今后会做清单文件的详细介绍。

## Web运行环境

Web应用需要支撑的运行环境才能够工作，就像本地应用需要操作系统才能工作，能够支撑Web应用运行的平台或者运行环境，称为Web运行环境（也可以叫Web平台）。那么一个Web运行环境包含哪些功能或者特性呢？

描述了Web运行平台的功能及同Web应用关系。首先当然能够支持众多HTML5功能，包括基本功能如CSS，JavaScript，Canvas2D等等，也包括设备的能力，包括如设备能力，如Device Info，Geolocation，Motion传感器，摄像头等等能力。

其次是对存储的要求，因为Web应用需要能够访问文件系统或者使用大量的存储空间，特别是离线应用，这里面包括offline cache，File System, File API等方面的规范支持，这些对于应用特别重要。

再次是打包的支持，也就是将HTML/CSS/JavaScript文件和其它资源文件打包成一定格式的包，这里面重要的一点就是对清单的支持。清单描述了Web应用的基本设置，这些设置对于网页而言是不需要的，但是Web应用需要这些来定义它作为一个应用程序的行为，例如前面说的全屏，窗口大小，图标等等。

然后是应用程序的运行模式，生命周期方面的支持。Web运行环境能够通知Web应用启动，挂起，恢复和销毁等状态信息。

最后是能够启动并运行Web应用，是的Web应用使用起来跟本地应用使用体验相同或者类似，而不仅仅网页浏览的方式，这里面包括开启应用，关闭应用，升级应用和管理应用等等。

按照Web运行环境的工作模式，目前可以将它分成三种类型：

第一是操作系统本身就是支持Web应用，所以通常称为Web操作系统，典型的例子如Tizen，Chrome OS，Firefox OS等等。因为整个操作系统就是为了Web应用设计的，所以Web应用在系统中是第一等公民。

第二是浏览器或者其它类似的产品中包含支持Web应用的能力，典型的例子是Crosswalk的Tizen版（英特尔公司的开源项目），Chromium的桌面版和Pokki等。它的特性是Web应用都是由该运行环境管理，对于操作系统而言，它看不到Web应用的存在，而且每个Web应用也不会变成一个本地应用。因为本身操作系统只是支持本地应用，所以Web应用对操作系统而言是透明的，对于操作系统而言，它看到的是多个运行环境的实例。

第三是以一个独立的框架和本地应用存在于传统的操作系统，本身该Web运行环境依赖与操作系统才能运行，而Web应用工作在该Web运行环境中的，典型的例子如Crosswalk（Android版）和Cordova（也就是PhoneGap使用的开源项目）。它同第二类型的区别在于，Web应用本身会被打包成本地应用，所以操作系统认为每个打包后的Web应用就是一个本地应用，每个Web应用之后的启动方式跟本地应用相同，当然，Web应用是由Web运行平台这个本地应用启动并运行的。

## Crosswalk

Crosswalk项目是由英特尔公司发起的一个开源项目，该项目基于Blink和Chromium等开源项目，其目的是打造一个跨不同操作系统的Web运行环境，包括Android、Tizen、Linux、Windows、Mac等众多平台。如前面描述，主要是该Web运行环境能够作为操作系统的一个独立模块或者说是本地应用，而Crosswalk本身不是一个操作系统，具体请读者查看https://www.crosswalk-project.org/。不同于Cordova项目，Crosswalk不仅仅是提供一些Web接口的扩展，不是简单的基于系统缺省的嵌入式应用接口例如WebView，而是使用新Blink和Chromium的能力，加强对HTML5能力的支持，同时加入了Web作为一个运行平台的各种能力，从功能上看，它对Web应用的支持和规范的支持更加完整，下图描述了Web应用在Crosswalk上的基本工作过程。

图中可以看到在Android系统和Tizen系统上两者是不一样，这是因为Tizen本身是一个直接支持Web应用的操作系统，所以它支持直接将Web应用安装到系统中而不需要额外的处理。当用户需要启动Web应用的时候，由Crosswalk加载Web应用的设置并使用运行环境来启动该Web应用。

在Android系统上，那就是不同的故事，因为Android系统只是支持本地应用，为此需要特殊的工具将Web应用转换成Android系统的APK。这一工具当然需要满足Android上的特别需求，这里有两个目的：

第一是因为Web应用中有名称，图标，加载入口等等信息，这些信息需要设置到Android的AndroidManifest.xml中去，这样，当用户安装该APK的时候，名称和图标等信息就会显示在应用的列表中，跟其它本地应用看起来一样。

第二是满足Android系统只能从Application和Activity类来启动，不是Web应用。为此，Crosswalk项目提供了一些代码来让Android系统启动Crosswalk运行平台，而该运行平台根据Web应用的设置来启动Web应用。

开发者如希望使用Crosswalk来打包Web应用到Android APK，可以从https://github.com/crosswalk-project/crosswalk上根据文档来实现。对于Crosswalk的详细介绍，笔者会在今逐步展开来。

参考资料

1. http://www.w3.org/TR/runtime/

2. https://www.crosswalk-project.org/

3. https://github.com/crosswalk-project/crosswalk

by yongsheng@chromium.org