H5页面快速搭建之高级字体应用实践

背景

最近在开发一个 H5 活动页快速搭建平台，可以通过拖拽编辑图片，文字等元素组件，快速搭建出一个移动端的活动页面，基本交互和成品效果类似 PPT 软件。这类活动大量在微信等平台上传播，其中会包含各种动画和特效，而各类高级艺术字体（如：方正兰亭黑，方正彩云，方正大草，方正剑体等）的应用也非常广泛。
之前用户只能通过 ps 等软件将文字转化为图片再贴到平台上使用。使用成本很高，修改，调试都非常不便，而且图片占用的资源也比较多，为了降低用户的使用成本，基于一站式搭建的理念，我们需要将高级字体的使用透明化，使用户和使用 PPT 一样直接选择字体使用即可。

技术选型

第一种方案是通过用户输入的文字，和选择的字体，通过服务器生成对应的图片来使用。这种方案的优点是逻辑简单，缺点是搭建/修改时增加了复杂度，调试时无法实时预览文字在活动中的效果。而且容易出现大量冗余图片，最终页面的图片请求也会增加。
第二种方案是调用 iconfont.cn 的服务接口，通过传递字体和文字内容来获取字体文件。这种方案的优点是可以直接利用现有成熟平台，开发成本低，可靠。缺点是增加了外部依赖，不但面临合作方配合的限制，而且无法自行控制可供的选择字体等。
最终采用的的第三种方案是直接使用 iconfont.cn 的 Node.js 模块（font-carrier），自行解析/生成字体，将生成的字体放在我们自己申请的 OSS 中存储使用。这种方法的开发量最大，且要消耗额外的 OSS 资源，但是整个流程独立自主，可以不断定制优化，自行添加字体等，由于我们的服务只面向移动端，所以只需要生成 ttf 或者 woff 一种文件类型即可兼容。

字体文件解析的基本原理

字体文件的核心结构

以 ttf 文件为例，字体文件中主要包含了字体头表，位置索引表和图元数据表等等，其中最核心的部分就是图元数据表，也就是字形描述表，它可以包含可变数目的图元，每个图元可以有不同数目的控制点，甚至还可以有数量可变的图元指令，通过位置索引表对应到每个字符上，通过图元数据表，使其只包含需要使用的字符的图元描述。即可最小化字体，使其可用于生产环境的页面中，其他类型的字体文件（如 woff， eot， svg 等）原理也是大同小异，仅仅是压缩方式和字形描述规范不同，也可以互相转化。

font-carrier 模块基本原理

font-carrier 模块使用 OpenType 模块分析 ttf 文件，可以文件的内容脚本化，使其成为一个字符 unicode 编码和其字形描述的键值对象。通过对这个对象的 min 方法，可以使其最小化，并且再逆向生成文件 Buffer 供用户使用。

一期实现流程

在程序启动后通过 font-carrier 模块将本地的字体文件包装成字体对象，保存在服务器内存中。
用户保存页面时，记录下此活动所有使用的高级字体和相应的文字内容
通过 font-carrier 模块找到字体对应的字体对象，使用 min 命令生成最小化的字体对象
使用 min 命令生成缩小后的字体文件，保存到 OSS，并以活动的 id 为路径，字体的名字为文件名。
最终渲染时通过记录的活动使用的字体名拼出 OSS 路径来引用文件

存在问题

由于字体数量较多，启动时将本地字体文件包装成字体对象的时间非常长，可达到数十分钟。
字体对象常驻内存，占用巨大，甚至可能直接吃光内存

分析问题

因为 font-carrier 模块生成的字体对象无法通过文件来持久化保存，只能生成后常驻内存中，而字体的数量多，大小也大，所以不管是生成的时间，生成时消耗的性能，生成后占用的内存都非常巨大。所以问题的关键在于如何把字体的分析结果持久化保存在服务器中。

解决方案

在咨询了 font-carrier 模块的开发者后，了解到 font-carrier 模块还有生成字体的 svg 片段的方法，可以将字体的图元数据转变为 svg 输出，并可以将 svg 逆向导入到空字体文件中来生成最终字体文件。
通过将字体分析转译后的 svg 片段结果保存在数据库中，即可持久化分析结果。使用的时候通过创建空字体->配置字符-svg 的对应关系->提取字体->上传到 OSS 的流程来使用最小化后的字体即可。

二期实现流程

建立提取字体任务，运行时遍历字体文件，提取其中的 svg 片段存入数据库

JavaScript

var transFont = fontCarrier.transfer(__dirname + '/../../www/fonts/' + fontInfo.font_name + '.ttf');

var words = [];

_.each(transFont.__glyphs， function(n, word) {

words.push({

word: word,

fontId: fontInfo.id,

svg: transFont.getSvg(word, {

skipViewport: true

})

});

以下是一段方正喵呜体中的“我”字提取的 svg 片段

JavaScript

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 1.1//EN" "http://www.w3.org/Graphics/SVG/1.1/DTD/svg11.dtd">

</svg>

保存活动时创建空字体，导入需要的字符和其对应的 svg，并将这个字体保存到 OSS

JavaScript

//创建空白字体，使用 svg 生成字体

var font = fontCarrier.create();

values.forEach(function(v) {

font.setSvg(v.word，v.svg);

});

return font.output({

types:['woff']

})['woff'];

最终渲染时通过的记录的活动使用的字体名拼出 OSS 路径来引用文件

新的问题

在正常运行了一段时间后，用户反馈了新的问题，编辑和预览时的字宽度不匹配，现象为所有的字符都变为了全角模式，数字，字母和符号，都占用了一个汉字的位置。如图：

分析问题

经过排查和测试，最后发现原因在于生成 svg 片段时，模块给这个 svg 加上了宽和高，这是不必要的，在显示汉字等全角字符时，一切正常，而在显示半角字符时，则会导致两边出现空隙。

解决方案

在无法改变 font-carrier 模块的前提下，只能在我们自己的流程中加补丁，我在读取 svg 使用前，额外增加了替换代码将宽高删除，证明可以解决该问题。另外我也知会了模块开发者，在未来的版本中修复此问题。修复后效果如图：

未来展望

目前我们采用引用字体文件的方式来定义高级字体，而最近团队的无线端最佳实践的要求，无线端使用的字体将字体文件 base 64 化，以减少请求数，未来我们也将改造成这种方式，不但符合最佳实践的要求，同时还可以节省 OSS 存储的资源。
下一阶段我们将调研 svg 在移动端的兼容性和性能，未来开发的插入几何形状功能将考虑使用这一技术，同是我们也会尝试直接用 svg 绘制字体，产生更多的可能性（比如 svg 动画等），需要考虑兼容性和渐进方案。

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