网易 Duilib：功能全面的开源桌面 UI 开发框架
01 网易 Duilib 框架概述
Duilib 是 Windows 系统下的开源的 DirectUI 界面库（遵循 BSD 协议），完全免费，可用于商业软件开发。
Duilib 可以简单方便地实现大多数界面需求，包括换肤、换色、透明等功能，支持多种图片格式，使用 XML 可以方便地定制窗口，能较好地做到 UI 和逻辑相分离，尽量减少在代码里创建 UI 控件。目前，Duilib 已经在国内有较为广泛的使用。
网易在研发网易易信 PC 版时引入 Duilib，经过多年开发和改进，由网易云信在2019年4月开源。github 地址：(https://github.com/netease-im/NIM_Duilib_Framework/)
网易 Duilib 使用 C++11 重写，在其原有基础上做了较大重构，搭配谷歌的基础组件 Base 库、基于 Chromium 的 WebView 框架 CEF 以及常用的 UI 组件，形成了一套功能强大、简单易用的完整桌面 UI 开发框架。
02 网易 Duilib 整体框架
2.1 整体组件架构
框架中提供了多线程模型、高精度定时器、基本的 xml 解析、zip 解压等功能；封装了一层渲染接口和全局样式资源的统一管理；并且对 DPI 适配、多语言、虚拟键盘、手写板等功能增加了支持；在上层提供了丰富的控件。
2.2 线程模型和消息队列
开发框架中集成了 Chromium 中 base 库的线程模型和消息队列，base 中包含了多种消息循环、异步操作接口。 网易 Duilib 框架中的 UI 消息循环、工作线程都完全依托 base 的线程模型。使用 base 的异步通信能力，我们可以将耗时的工作（如资源解析）放到辅助线程来减轻 UI 线程的压力。
同时，网易 Duilib 中的各种基础组件，都已经继承了 base 中的生命周期检测能力，每个任务在执行时都会先检查与之绑定的对象是否存活，确保多线程操作不会因野指针而导致崩溃。实际项目开发中，使用base的线程模型，我们可以非常简单做到 UI 线程、数据库线程、网络线程、其他工作线程之间的通信与交互，有效提升开发速度。
03 网易 Duilib 的功能特点
3.1 更加丰富的功能
网易 Duilib 框架提供了更加完整和丰富的功能，以满足不同真实业务场景的需求：
- 丰富的控件、简易的布局
- 灵活的控件组合、事件处理方式
- 模块化支持
- 优化渲染效率
- 异形窗体支持
- DPI 适配支持
- 多国语言支持
- 通用样式支持
- 虚表控件支持
- 虚拟键盘支持
- 实用的多线程支持
- CEF webview 支持
- 控件动画、GIF 动画支持
- 触控设备支持（Surface、Wacom）
- 抽象渲染接口（为其他渲染引擎提供支持）
3.2 灵活的布局与组合
网易 Duilib 中，增加了控件与容器的尺寸自适应功能，免去繁琐的手写尺寸。同时增强了布局能力，搭配控件的一些定位属性，可以使用少量 xml 代码来完成更加强大的布局效果。
现在的 UI 库中，把布局、容器、控件等逻辑组件拆分开，让不同的布局可以与任意容器进行灵活的组件。并且弱化了容器与控件的区别，基础控件使用模版来编写，上层使用时可以让它继承不同的控件或模版，让控件本身也可以是容器：
typedef LabelTemplate<Control> Label;
typedef LabelTemplate<Box> LabelBox;
typedef ButtonTemplate<Control> Button;
typedef ButtonTemplate<Box> ButtonBox;
typedef CheckBoxTemplate<Control> CheckBox;
typedef CheckBoxTemplate<Box> CheckBoxBox;
基础控件继承了容器后，就可以拥有控件本身的行为+容器的组合能力。这样做的优点是如果一个基础组件在 UI 上无法满足需求，那么就让他成为容器去任意组合其他的 UI 组件，提升控件的表现能力。同时控件支持在 xml 中编写简单的事件处理逻辑，把一些功能简单的UI控制逻辑放在 xml 中。
3.3 功能强大的 web 展现组件：CEF WebView
CEF（Chromium Embedded Framework）是基于谷歌 Chromium 浏览器内核封装出的跨平台 web browser 组件。
CEF 内部有完整的一套消息循环，我们将网易 Duilib 框架中的 base 线程模型与 CEF 消息循环组合在一起。同时封装CEF的离屏渲染模式（OSR）、窗口模式为网易 Duilib 中的控件 CefControl、CefNativeControl，让 CEF 的 WebView 能力完整的嵌入到网易 Duilib 中。最后我们封装了js与native的通信能力 JsBridge。
如此，我们可以使用 CefControl、CefNativeControl 来做单纯的 web 展示控件，也可以以 WebView 为核心，网易 Duilib 为辅助，开发 web app。UI 层的展现都由 web 页面负责，底层的核心逻辑、数据库、网络等由 C++ 负责，web 与 C++ 使用 JsBridge 通信。
04 应用实例：有道精品课
有道精品课是网易旗下在线教育平台，教师通过在线直播的方式对学生授课，需要一个支持直播、聊天、课件分享、手写板、web、答题互动等功能的客户端让老师使用，因此有道精品课教师端应运而生。
老师可以使用有道精品课教师端进行 PPT、PDF、桌面共享、iPad 投屏、视频播放等多种直播方式 。老师也可以把讲课过程中画板上的板书和课件导出为 PDF 分享给学生。
我们需要让教师端满足各种直播需求的同时，保证开发的速度、易用性、扩展性。 另外，由于音视频、聊天等功能需要消耗大量 CPU 资源，这就要求客户端的 UI 本身只能占用较低的内存和 CPU 资源。基于以上需求，我们使用网易 Duilib 框架进行了有道精品课教师端的开发。
教师端的画板拥有丰富的功能：绘制各种图形图片、图形交互、书写文本、PPT解析、动画、导出 PDF、缩放等等。
画板支持的特性越复杂，就越需要消耗更多的 CPU。为了节省 CPU 资源，我们搭配网易 Duilib 框架中的渲染引擎，设计了6层缓存机制，让画板在支持丰富功能的同时保证极低的 CPU 占用率。 画板多层缓存
依托于网易 Duilib 框架的 UI 组件和渲染能力，教师端画板可以支持手写板笔迹、毛笔，支持绘制各种图形图片，支持画板缩放。
毛笔
图形图画
由于老师的课件大多为 PPT 编写，为了让老师授课更加方便，教师端支持导入 PPT。并且使用网易 Duilib 框架的动画能力，来支持展现 PPT 元素的动画，让老师方便播放动画或控制 PPT 元素。 支持PPT动画
配合网易 Duilib 框架的 WebView 能力，可以把 web 页面融入到画板里，既可以操作网页也可以写书板书，极大增强画板表现力。使用这样的能力，我们可以让教师端支持展现数学互动题、物理实验、化学实验等等内容。 画板内嵌web
05 不断优化迭代，与开发者同行
目前，我们已经将网易 Duilib 开源。
github 地址： https://github.com/netease-im/NIM_Duilib_Framework/
欢迎大家使用并与网易 Duilib 同行。
计划在不久之后，我们将支持矢量图来增强 DPI 适配能力，增加更加丰富的动画（帧动画、属性动画、路径动画、特效动画）来提升 UI 库的表现力，并替换性能更好的 skia 渲染引擎。
未来，我们将持续迭代优化网易 Duilib 框架，不断的扩展它的功能。在 github 社区里，已经有很多的开发者参与到项目的迭代中。
欢迎更多开发者朋友的加入。
特别鸣谢：感谢自网易 Duilib 成立以来，为之贡献过以及仍在贡献代码的小伙伴们，包括但不限于 阳光、redrain、harrison 等。
撰文/ Redrain
编辑/ Ryan
来源/ 有道技术团队（ID: youdaotech）
