Flutter的原理及美团的实践(中)
third_party/dart/sdk/lib/_http/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/async/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/collection/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/convert/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/core/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/developer/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/html/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/internal/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/io/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/isolate/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/math/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/mirrors/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/profiler/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/typed_data/*.dart
third_party/dart/sdk/lib/vmservice/*.dart
flutter/lib/ui/*.dart
platform.dill则是实现了页面逻辑的代码,也包括Flutter Framework和其他由pub依赖的库代码:
flutter_tutorial_2/lib/main.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/widgets/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/services/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/semantics/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/scheduler/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/rendering/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/physics/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/painting/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/gestures/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/foundation/*.dart
flutter/packages/flutter/lib/src/animation/*.dart
.pub-cache/hosted/pub.flutter-io.cn/collection-1.14.6/lib/*.dart
.pub-cache/hosted/pub.flutter-io.cn/meta-1.1.5/lib/*.dart
.pub-cache/hosted/pub.flutter-io.cn/shared_preferences-0.4.2/*.dart
kernel_blob.bin和platform.dill都是由flutter_tools中的bundle.dart中调用KernelCompiler生成。
在Release模式(flutter run --release)下,Flutter会使用Dart的AOT运行模式,编译时将Dart代码转换成ARM指令:

kernel_blob.bin和platform.dill都不在打包后的APK中,取代其功能的是(isolate/vm)snapshot(data/instr)四个文件。snapshot文件由Flutter SDK中的flutter/bin/cache/artifacts/engine/android-arm-release/darwin-x64/gen_snapshot命令生成,vm_snapshot_*是Dart虚拟机运行所需要的数据和代码指令,isolate_snapshot_*则是每个isolate运行所需要的数据和代码指令。
Flutter App运行机制
Flutter构建出的APK在运行时会将所有assets目录下的资源文件解压到App私有文件目录中的flutter目录下,主要包括处理字符编码的icudtl.dat,还有Debug模式的kernel_blob.bin、platform.dill和Release模式下的4个snapshot文件。默认情况下Flutter在Application#onCreate时调用FlutterMain#startInitialization来启动解压任务,然后在FlutterActivityDelegate#onCreate中调用FlutterMain#ensureInitializationComplete来等待解压任务结束。
Flutter在Debug模式下使用JIT执行方式,主要是为了支持广受欢迎的热刷新功能:

触发热刷新时Flutter会检测发生改变的Dart文件,将其同步到App私有缓存目录下,DartVM加载并且修改对应的类或者方法,重建控件树后立即可以在设备上看到效果。
在Release模式下Flutter会直接将snapshot文件映射到内存中执行其中的指令:

在Release模式下,FlutterActivityDelegate#onCreate中调用FlutterMain#ensureInitializationComplete方法中会将AndroidManifest中设置的snapshot(没有设置则使用上面提到的默认值)文件名等运行参数设置到对应的C++同名类对象中,构造FlutterNativeView实例时调用nativeAttach来初始化DartVM,运行编译好的Dart代码。
打包Android Library
了解Flutter项目的构建和运行机制后,我们就可以按照其需求打包成AAR然后集成到现有原生App中了。首先在andorid/app/build.gradle中修改:

简单修改后我们就可以使用Android Studio或者Gradle命令行工具将Flutter代码打包到aar中了。Flutter运行时所需要的资源都会包含在aar中,将其发布到maven服务器或者本地maven仓库后,就可以在原生App项目中引用。
但这只是集成的第一步,为了让Flutter页面无缝衔接到外卖App中,我们需要做的还有很多。
Flutter默认将所有的图片资源文件打包到assets目录下,但是我们并不是用Flutter开发全新的页面,图片资源原来都会按照Android的规范放在各个drawable目录,即使是全新的页面也会有很多图片资源复用的场景,所以在assets目录下新增图片资源并不合适。
Flutter官方并没有提供直接调用drawable目录下的图片资源的途径,毕竟drawable这类文件的处理会涉及大量的Android平台相关的逻辑(屏幕密度、系统版本、语言等等),assets目录文件的读取操作也在引擎内部使用C++实现,在Dart层面实现读取drawable文件的功能比较困难。Flutter在处理assets目录中的文件时也支持添加多倍率的图片资源,并能够在使用时自动选择,但是Flutter要求每个图片必须提供1x图,然后才会识别到对应的其他倍率目录下的图片:
flutter:
assets:
-
images/cat.png
-
images/2x/cat.png
-
images/3.5x/cat.png
new Image.asset(‘images/cat.png’);
这样配置后,才能正确地在不同分辨率的设备上使用对应密度的图片。但是为了减小APK包体积我们的位图资源一般只提供常用的2x分辨率,其他分辨率的设备会在运行时自动缩放到对应大小。针对这种特殊的情况,我们在不增加包体积的前提下,同样提供了和原生App一样的能力:
-
在调用Flutter页面之前将指定的图片资源按照设备屏幕密度缩放,并存储在App私有目录下。
-
Flutter中使用时通过自定义的
WMImage控件来加载,实际是通过转换成FileImage并自动设置scale为devicePixelRatio来加载。
这样就可以同时解决APK包大小和图片资源缺失1x图的问题。
Flutter和原生代码的通信
我们只用Flutter实现了一个页面,现有的大量逻辑都是用Java实现,在运行时会有许多场景必须使用原生应用中的逻辑和功能,例如网络请求,我们统一的网络库会在每个网络请求中添加许多通用参数,也会负责成功率等指标的监控,还有异常上报,我们需要在捕获到关键异常时将其堆栈和环境信息上报到服务器。这些功能不太可能立即使用Dart实现一套出来,所以我们需要使用Dart提供的Platform Channel功能来实现Dart→Java之间的互相调用。
以网络请求为例,我们在Dart中定义一个MethodChannel对象:
import ‘dart:async’;
import ‘package:flutter/services.dart’;
const MethodChannel _channel = const MethodChannel(‘com.sankuai.waimai/network’);
Future<Map<String, dynamic>> post(String path, [Map<String, dynamic> form]) async {
return _channel.invokeMethod(“post”, {‘path’: path, ‘body’: form}).then((result) {
return new Map<String, dynamic>.from(result);
}).catchError((_) => null);
}
然后在Java端实现相同名称的MethodChannel:
public class FlutterNetworkPlugin implements MethodChannel.MethodCallHandler {
private static final String CHANNEL_NAME = “com.sankuai.waimai/network”;
@Override
public void onMethodCall(MethodCall methodCall, final MethodChannel.Result result) {
switch (methodCall.method) {
case “post”:
RetrofitManager.performRequest(post((String) methodCall.argument(“path”), (Map) methodCall.argument(“body”)),
new DefaultSubscriber
@Override
public void onError(Throwable e) {
result.error(e.getClass().getCanonicalName(), e.getMessage(), null);
}
@Override
public void onNext(Map stringBaseResponse) {
result.success(stringBaseResponse);
}
}, tag);
break;
default:
result.notImplemented();
break;
}
}
}
在Flutter页面中注册后,调用post方法就可以调用对应的Java实现:
loadData: (callback) async {
Map<String, dynamic> data = await post(“home/groups”);
if (data == null) {
callback(false);
return;
}
_data = AllCategoryResponse.fromJson(data);
if (_data == null || _data.code != 0) {
callback(false);
return;
}
callback(true);
}),
SO库兼容性
Flutter官方只提供了四种CPU架构的SO库:armeabi-v7a、arm64-v8a、x86和x86-64,其中x86系列只支持Debug模式,但是外卖使用的大量SDK都只提供了armeabi架构的库。
虽然我们可以通过修改引擎src根目录和third_party/dart目录下build/config/arm.gni,third_party/skia目录下的BUILD.gn等配置文件来编译出armeabi版本的Flutter引擎,但是实际上市面上绝大部分设备都已经支持armeabi-v7a,其提供的硬件加速浮点运算指令可以大大提高Flutter的运行速度,在灰度阶段我们可以主动屏蔽掉不支持armeabi-v7a的设备,直接使用armeabi-v7a版本的引擎。
做到这点我们首先需要修改Flutter提供的引擎,在Flutter安装目录下的bin/cache/artifacts/engine下有Flutter下载的所有平台的引擎:

我们只需要修改android-arm、android-arm-profile和android-arm-release下的flutter.jar,将其中的lib/armeabi-v7a/libflutter.so移动到lib/armeabi/libflutter.so即可:
cd $FLUTTER_ROOT/bin/cache/artifacts/engine
for arch in android-arm android-arm-profile android-arm-release; do
pushd $arch
cp flutter.jar flutter-armeabi-v7a.jar # 备份
unzip flutter.jar lib/armeabi-v7a/libflutter.so
mv lib/armeabi-v7a lib/armeabi
zip -d flutter.jar lib/armeabi-v7a/libflutter.so
zip flutter.jar lib/armeabi/libflutter.so
popd
done
这样在打包后Flutter的SO库就会打到APK的lib/armeabi目录中。在运行时如果设备不支持armeabi-v7a可能会崩溃,所以我们需要主动识别并屏蔽掉这类设备,在Android上判断设备是否支持armeabi-v7a也很简单:
public static boolean isARMv7Compatible() {
try {
if (SDK_INT >= LOLLIPOP) {
for (String abi : Build.SUPPORTED_32_BIT_ABIS) {
if (abi.equals(“armeabi-v7a”)) {
return true;
}
}
} else {
if (CPU_ABI.equals(“armeabi-v7a”) || CPU_ABI.equals(“arm64-v8a”)) {
return true;
}
}
} catch (Throwable e) {
L.wtf(e);
}
return false;
}
灰度和自动降级策略
Horn是一个美团内部的跨平台配置下发SDK,使用Horn可以很方便地指定灰度开关:

在条件配置页面定义一系列条件,然后在参数配置页面添加新的字段flutter即可:

因为在客户端做了ABI兜底策略,所以这里定义的ABI规则并没有启用。
Flutter目前仍然处于Beta阶段,灰度过程中难免发生崩溃现象,观察到崩溃后再针对机型或者设备ID来做降级虽然可以尽量降低影响,但是我们可以做到更迅速。外卖的Crash采集SDK同时也支持JNI Crash的收集,我们专门为Flutter注册了崩溃监听器,一旦采集到Flutter相关的JNI Crash就立即停止该设备的Flutter功能,启动Flutter之前会先判断FLUTTER_NATIVE_CRASH_FLAG文件是否存在,如果存在则表示该设备发生过Flutter相关的崩溃,很有可能是不兼容导致的问题,当前版本周期内在该设备上就不再使用Flutter功能。
除了崩溃以外,Flutter页面中的Dart代码也可能发生异常,例如服务器下发数据格式错误导致解析失败等等,Dart也提供了全局的异常捕获功能:
import ‘package:wm_app/plugins/wm_metrics.dart’;
void main() {
runZoned(() => runApp(WaimaiApp()), onError: (Object obj, StackTrace stack) {
uploadException(“KaTeX parse error: Undefined control sequence: \n at position 4: obj\̲n̲stack”);
});
}
这样我们就可以实现全方位的异常监控和完善的降级策略,最大程度减少灰度时可能对用户带来的影响。
分析崩溃堆栈和异常数据
Flutter的引擎部分全部使用C/C++实现,为了减少包大小,所有的SO库在发布时都会去除符号表信息。和其他的JNI崩溃堆栈一样,我们上报的堆栈信息中只能看到内存地址偏移量等信息:
自我介绍一下,小编13年上海交大毕业,曾经在小公司待过,也去过华为、OPPO等大厂,18年进入阿里一直到现在。
深知大多数初中级Android工程师,想要提升技能,往往是自己摸索成长或者是报班学习,但对于培训机构动则近万的学费,着实压力不小。自己不成体系的自学效果低效又漫长,而且极易碰到天花板技术停滞不前!
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我个人是做Android开发,已经有十来年了,目前在某创业公司任职CTO兼系统架构师。虽然 Android 没有前几年火热了,已经过去了会四大组件就能找到高薪职位的时代了。这只能说明 Android 中级以下的岗位饱和了,现在高级工程师还是比较缺少的,很多高级职位给的薪资真的特别高(钱多也不一定能找到合适的),所以努力让自己成为高级工程师才是最重要的。
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[外链图片转存中…(img-HgDdn8ZI-1712271675378)]
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