优酷播放体验优化实战（六）--Electron跨平台进阶：Native播放器融合

随着桌面应用开发技术的发展，程序的跨平台性和代码的维护成本显得尤为重要，目前优酷Windows平台采用QT作为UI的主要开发方案，DuiLib辅助一些扩展插件开发，Mac平台采用原生的Native UI开发，由于历史原因并没有将Windows端的QT框架迁移到Mac端，两端分别维护耗费不同人力。

优酷新的客户端开发采用当前主流的Electron框架，Electron框架内部采用Chromium内核实现渲染，因此我们可以整合优酷的Web平台的业务从而实现一套代码三端（Mac、Windows、Web）通用，极大的降低开发和维护成本。

这里有一个疑问是浏览器本身已经具备高清晰度（4K、8K）的播放能力，为什么还要做一个基于浏览器内核的客户端？原因如下：

1. 优酷生产的视频从用户体验以及带宽成本等因素考虑，视频格式采用的为H.264或H.265编码格式，拿Chrome浏览器举例，持VP9和AV1但不支持HEVC(H.265)编码格式，所以浏览器想播放高清晰度（4K、8K）视频只能采用VP9或者AV1编码的视频，直接采用浏览器内核无法播放H.265编码的视频，那优酷大部分的4K视频都无法播放。

2. 优酷生产的视频源若进行编码格式改造成本也很高，另外Web的播放体验相比桌面应用会差一些，加上历史优酷一直都在发布桌面应用如果直接使用Web播放而去掉客户端用户也难以接受。

在视频播放上我们需要考虑跨平台性以及开发成本，所以尽量使用Electron框架自身能力来实现播控、弹幕等基础UI部分，Native播放器仅做最基础的视频解码和渲染工作，所以要解决的关键问题是Native播放器的渲染窗口如何结合Electron创建的窗口，下文将详细介绍桌面原生窗口和Electron框架下窗口的融合过程。

Electron框架下创建的桌面窗口都是由BrowserWindow类来完成的，该类具备操控原生窗口的能力，通过getNativeWindowHandle方法能够拿到对应平台的窗口对象指针（Buffer），将Buffer转换为Long类型传递到C++ SDK设置父子窗口即可完成渲染窗口嵌入到BrowserWindow，API介绍如下图

Electron框架结合了NodeJS和Chromium，NodeJS是可以加载C++动态库的从而实现JS直接调用C++接口的能力，我们采用了Node-Addon-Api的接入体系，该体系可以按照NodeJS加载库的协议模式来编译生成C++接口层。

Node-Addon-Api体系采用Google的GYP编译模式，支持跨平台编译并支持编译依赖，支持生成XCode以及Vistual Studio工程等等，也可以直接使用命令行编译。

由于NodeJS是基于Libuv事件队列来实现异步化的，所以C++异步回调JS必须经过事件队列回调到主线程，对于频繁通信效率上可能会有一定损耗，Node-Addon-Api提供了ThreadSafeFunction来辅助实现异步接口回调，优酷客户端接口为了用户体验接口全部采用异步回调通知。

播放窗口实现效果图如下：

可以看到视频渲染窗口是完全嵌入到Electron提供的背景窗口上，Electron播控窗口附着于背景窗口之上。

CPU：Intel Core i5-6200U 2.3GHz

内存：8G

显卡：Inter HD Graphics 520

操作系统：Windows 10 64位

Electron版本：13.1.9

测试数据上看Electron在资源占用上会比原始客户端高，但尚在可接受的范围内，测试过程中发现视频起播速度较慢，这个也是我们目前优化的重心，Electron起播慢的原因主要是窗口创建以及浏览器引擎的加载，包括Web页面的加载都比较耗时，所以导致起播速度比较慢。

从技术角度看我们对于起播速度优化是能够做到和Native体感保持一致的，主要是从窗口处理页面加载预处理等手段来降低首次播放的耗时，总体上Electron客户端相对原生客户端在性能上略有差距，但尚可接受。

优点：

Electron框架本身依赖于NodeJS的环境，在开发过程中可以很方便的依赖一些开源的npm包，利用npm包管理工具可以很好的控制依赖插件包，Electron也提供了完善的打包和自动升级体系，这方面不用耗费太大的开发经历即可实现自动升级和打包。

Electron利用NodeJS的Addon体系可以友好的和C++模块结合，在一些需要高性能的场景可以通过C++库来实现供JS来调用，窗口管理和托盘图标等系统相关功能Electron自身也提供一套比较完善的API，除了优秀的Web开发体系外能够很好的和桌面系统特性结合，完成开发桌面级APP的开发工作。

缺点：

Electron框架依赖于Chromium内核，所以采用的是多进程模式导致CPU和内存占用比较高，另外在开发过程中发现窗口创建到网页显示还是有一定延迟，针对于一些特殊场景下窗口显示等还是有一些bug，应用对机器性能要求会偏高，在低端机器上表现会稍微差一些，包括程序启动和页面加载体感不是很好。

从开发过程中感受Electron框架体系还是非常优秀的，在众多桌面跨平台框架能够脱颖而出也提高了桌面应用拥抱Web开发体系的信心，未来机器性能不断提升的情况下，Web和Native的体验差距会变得很微弱，Electron能够提高桌面应用开发效率提供优质的应用体验，所以未来Electron可能会越来越流行。

在优酷新老版本升级开发中，为了提升用户体验我们一直在寻找优质的播放方案，包括对Electron自身内部实现原理的研究，最终选择了本文中的窗口融合形式，业务上能够尽量复用之前的逻辑，减少开发成本，播放上能够为用户提供Native级别的体验，后续我们将不断打磨基于Electron框架下的新版应用，为用户提供高质量的播放能力和客户端体验。