移动Web应用的能力需求与发展浅析

摘要　随着移动互联网的发展，互联网与移动终端的结合越来越紧密，越来越多的传统web站点、应用移动化，本地应用能力与网络功能的相互融合，将移动终端丰富的设备能力，与传统基于Web服务模式的跨平台、跨终端设备的特性相融合，促成了新兴的移动Web应用模式。文章主要结合国际万维网联盟(W3C)正在制定的与移动Web应用平台相关的技术规范和标准，探讨了移动终端上开发和部署移动Web应用所需设备能力、Web能力的体系结构，并简略分析了移动Web应用的发展前景。

关键词　移动互联网　移动web　应用模式

1　概述

近年来，随着移动终端的大量普及，以Nokia的Symbian、Apple的iOS、Google的Android等为代表的终端智能操作系统发展迅速，逐渐成为移动手机乃至移动设备的主流操作平台。这些终端操作系统提供了强大的终端设备开放能力，随之而来，在各个主流的终端操作系统上。越来越多的移动终端应用爆发式涌现，应用数量已达到数万甚至数十万的规模。

目前，这些移动终端应用中绝大多数是移动终端的本地(Native)应用。它们基于各自的操作系统平台，采用传统的C、Java等编程语言开发，以本地代码形式运行在终端上。这些本地应用通过调用终端操作系统的设备能力接口而提供丰富的功能特性，针对各个系统分别进行优化设计，提供高效、高集中度、精细化的用户体验。

然而，这类本地应用完全受限于本地操作系统的开发语言、开放接口，从而造成了同样的应用在各个终端操作平台之间的互不通用。一个本地应用通常需要针对某个终端操作系统，甚至某类特定机器固件而专门设计开发，需要为不同的终端设备进行适配，只能运行在其所针对开发的操作系统上。这无论对应用开发者的开发部署以及维护更新，还是对终端用户的广泛使用体验来讲，都造成了诸多制约。

与设备客户端的本地应用相对，基于Web站点的应用和服务，典型的以Web语言，如HTML、CSS、JavaScript等构建，依托于超文本链接进行访问，因而通常能够从所有具备Web功能的移动设备上访问。从而，Web应用与终端操作系统无关，具有很强的跨平台性。但对于传统的Web站点／应用，其代码和内容中的所有或某些部分，每次运行时都需要从Web上下载，这对于移动网络环境的覆盖性、连接速率、稳定性等都要求很高，并且在离线情况下将不能正常运行。

随着移动互联网的迅猛发展，移动互联网本身已经成为一个最大的移动应用平台，上述的现有两种应用模式正通过移动互联网相互融合，形成新型的移动Web应用。移动Web应用基于移动终端的浏览器或Web运行引擎进行访问交互，将移动终端设备的本地能力，与移动Web的网络业务能力及服务架构模式相互融合，既提供了丰富的设备和网络能力，又保持了传统Web应用良好的跨平台特性。从而，移动Web应用有望克服移动操作系统、App应用开发平台的分裂现状，让开发者和用户都能同时体验到本地客户端应用模式与Web端服务模式的优势。

2　移动Web应用的特性

现有的移动设备本地应用，由于它们通过终端系统直接访问设备上的各种硬件接口，应用代码直接在设备本地运行，并能够针对不同系统、硬件平台进行本地定制优化，因而在终端应用的响应处理效率、设备能力调用方面具有诸多优点。与之相对，移动Web应用由于具备Web业务能力及服务模式。也在应用部署、维护、跨平台等方面具有本地应用不可比拟的优势。这两种应用模式各具特性。

在应用开发方面，本地应用采用较高级、复杂的编程语言编写，需要针对不同系统、硬件及其不同版本分别开发、编译；而移动Web应用采用标准Web语言，如HTML5、CSS、JavaScript等编写，适用于符合规范的所有web终端。

在应用方面，本地应用必须从终端下载或装载后安装运行，安装后开发者难以控制，更新、升级都需要用户主动认知并获取新的资源；而移动Web应用的主要代码和内容都在Web端，可由开发者直接实时维护，用户终端的应用在启动时或者运行中刷新，即可自动同步加载最新内容，所做的任何更新变动能够无需用户交互而无缝升级。

在用户界面方面，本地应用能够本地精细化定制，对用户的操控响应灵敏，对于较复杂的动画、图形渲染的处理性能高；而移动Web应用受限于浏览器引擎的处理能力，部分类型的操作可能需要与Web端通信，动画、图形内容因需要缓冲而时常存在响应延迟。但JavaScript／jQuery等技术的不断进步已让web应用在这方面大为改善。

在多媒体方面，本地应用对于硬件所支持的音频、视频编码格式处理时效率高、稳定性强，但对flash处理需要设备支持时才可用；而移动Web应用只要浏览器支持即可使用flash，但浏览器对于各种音频、视频格式的兼容性目前仍然存在很多问题。

在设备能力方面，本地应用能够调用硬件设备上的各种感应器，如摄像头、陀螺仪、麦克风、指南针、加速计、GPS等；而移动Web应用通过浏览器引擎目前能够调用的设备能力有限，当前通常可用的是位置接口，但随着HTML5的完善，所支持硬件能力接口将日益丰富。

在应用的市场推广方面，本地应用受所属的操作系统和终端厂商的限制，仅能在目标平台和终端上使用，目前主要通过对应的软件商店向用户推广销售，应用的注册、认证、收入分成都给开发者造成附加成本，并且受限较多，用户可达性难以掌控；而移动Web应用对于所有符合通用规范的Web终端设备都可使用，开发者除了通过应用商店销售，更多的可以在移动Web这个最大的互联平台上，通过搜索、链接、广告等多种模式推广，开发者对于营销方式及成本的主动性、可控性强。

3　能力需求架构

鉴于移动互联网发展的大趋势，作为传统互联网标准的创建者――万维网联盟(W3C)也将下一代Web标准HTML5的范围扩展到移动互联网应用，并于近日宣布，其未来数年的愿景目标就是打造以HTML5为核心的下一，代开放Web平台，其中涵盖了Device API、Web API、Widgets等与移动Web应用密切相关的一系列核心规范标准。通过这些已制定、正在制定中的标准，可以从多个方面概略性地了解移动Web应用对于移动终端设备能力及web能力的需求及架构。

如图1所示，移动Web应用大致所需的能力结构框架，可以从图形动画、多媒体、用户交互、数据存储、硬件感应器调用、Web交互、应用间通信等几方面加以分析。

在图形动画方面：SVG规范已成为相当成熟并广泛采用的Web中2D矢量图格式标准；CSS系列规范也提供了丰富的2D图形编程API、2D图形变换、复杂背景、动画、3D效果等界面布局渲染方面的能力。

在多媒体方面：HTML5中定义的audio、video 元素标签分别提供了在Web应用中嵌入音频、视频的能力；HTML Media Capture提供了Web应用中抓取音频、视频的能力；HTML Canvas 2D Context提供了图像、视频分析与修改能力；音频分析和修改能力的相应标准也在制定规划中。

在用户交互方面，Touch Events规范面向现在大量普及的触摸屏终端，提供对触控操作交互的通用接口；基于语音输入和交互的规范、Web消息通知规范也正在制定中。

在数据存储方面，Web Storage标准提供了Web应用在客户端上存取简单数据的能力；file API系列规范定义了在Web应用中文件读取、编写的接口及文件系统格式：Indexed Database API提供了Web应用对索引数据库查询、更新的能力；Contacts API、Calendar API则分别定义了Web应用中通用的地址簿、日历的数据格式和存取接口。

在硬件感应器方面，System Information API中对设备上的各种硬件感应器的信息格式制定了通用规范；Geolocation API提供了移动应用中通过设备的移动网络、GPS等多种信息获取位置信息的通用格式和接口；Media Capture API提供了访问设备上摄像头和麦克风抓取视频、音频的接口能力；调用设备上电子罗盘、加速计等部件以获取运动方向、速度等信息的接口标准也正在制定中。

在网络交互方面，XMLHttprequest标准定义了HTTP服务请求等网络API；Cross Origin ResourceSharing提供了跨域服务请求能力；Sever-Sent Events提供了服务器端推送请求的能力；WebSocket API提供了双向连接的能力；HTML5 Online DQM State定义了Web应用在线状态的通用规范。

在消息通信方面，Messaging API定义了Emails、SMS和MMS及其中附件的通用操作规范；HTML5 WebMessaging提供了Web应用间交互的通信机制；Web应用间的触发调用、P2P连接、P2P音／视频流等应用能力及规范也正在制定中。

在应用格式方面，Widgets系列标准在应用程序的打包配置、数字签名、访问请求策略等方面提供了整套应用规范；HTML5 Application Cache为Web应用在本地的缓存提供了通用规范。

此外，W3C还正式了Mobile Web Application Best Practices规范，为移动Web应用在设计开发中应注意的用户体验、隐私安全等诸多方面提供了推荐案例作为开发指导。以促进移动设备上的Web应用的开发和。

4　移动Web应用前景

由于移动Web应用融合了网络能力及Web服务模式，其开发、部署的便利性、广泛兼容性毋庸置疑，非常适合用于开发对终端资源依赖度低、客户群广泛通用的新型的移动互联网业务和应用，如移动办公、移动生活、社交网络等。

在移动办公领域，现有的电子邮件已是典型的Web端服务器存取模式的服务，而Google、微软等互联网企业也已大力部署各自的在线文档服务。该领域的服务通过Web交互能力与服务器端交互存取邮件、文档，同步终端侧所做的编辑更新，并辅以终端侧的本地存储能力，以便在离线状态下依然能够阅读、编辑邮件文档，从而满足日益盛行的移动办公需求，非常适合于采用移动Web应用的形式在移动终端部署。

在移动生活领域，常见的基于实时位置、时间等移动环境的信息搜索、公交查询、餐饮查询等生活服务，信息完全需要从Web端获取，对移动设备本地的资源需求较低，但典型的会用到定位、摄像头等硬件部件。因而，随着移动Web应用对设备硬件能力调用的不断增强完善，该领域的应用，乃至正在兴起的增强现实应用，都将适合于采用移动Web应用开发实现。

在移动社交网络领域，现有的桌面端互联网社交网站已纷纷推出各自的移动版站点以及移动设备本地客户端，而领头羊Facebook已明确表明将全力发展HTML5开发。该领域的应用特点就是内容完全依托于Web、实时更新快，轻量级的社交网页游戏通过flash、HTML5即可在浏览器中运行，无需调用终端本地资源处理。因而，移动Web应用无疑是该领域业务在移动终端的最合适的应用形式。

此外，在线音频、视频、流媒体等在线娱乐业务，即时通信、微博等信息分享业务，网络购物的移动化等等，未来移动生活的诸多领域，都将适合于采用移动web应用形式发展。

5　结语

移动Web应用作为一种新的移动应用形式，将与现在主流的移动终端本地应用融合发展，两种形式的应用在未来发展更多是互补而非取代关系。移动终端的本地应用由于其在终端设备上直接部署而具备运行高效化、定制化的特点，必然在诸如终端游戏等本地资源重度依赖的应用类型上继续作为主要应用形式。移动Web应用在移动终端的本地能力调用的可用性、效率等方面尚有待不断改善提升。随着以HTML5为核心的下一代开放Web平台的不断完善成熟，可以预见，移动web应用必然将成未来移动互联网时代的主流形式，为移动终端应用注入新的活力。