你好,我是陈航。
在上一篇文章中,我与你介绍了在Flutter中实现数据持久化的三种方式,即文件、SharedPreferences与数据库。
其中,文件适用于字符串或者二进制流的数据持久化,我们可以根据访问频次,决定将它存在临时目录或是文档目录。而SharedPreferences则适用于存储小型键值对信息,可以应对一些轻量配置缓存的场景。数据库则适用于频繁变化的、结构化的对象存取,可以轻松应对数据的增删改查。
依托于与Skia的深度定制及优化,Flutter给我们提供了很多关于渲染的控制和支持,能够实现绝对的跨平台应用层渲染一致性。但对于一个应用而言,除了应用层视觉显示和对应的交互逻辑处理之外,有时还需要原生操作系统(Android、iOS)提供的底层能力支持。比如,我们前面提到的数据持久化,以及推送、摄像头硬件调用等。
由于Flutter只接管了应用渲染层,因此这些系统底层能力是无法在Flutter框架内提供支持的;而另一方面,Flutter还是一个相对年轻的生态,因此原生开发中一些相对成熟的Java、C++或Objective-C代码库,比如图片处理、音视频编解码等,可能在Flutter中还没有相关实现。
因此,为了解决调用原生系统底层能力以及相关代码库复用问题,Flutter为开发者提供了一个轻量级的解决方案,即逻辑层的方法通道(Method Channel)机制。基于方法通道,我们可以将原生代码所拥有的能力,以接口形式暴露给Dart,从而实现Dart代码与原生代码的交互,就像调用了一个普通的Dart API一样。
接下来,我就与你详细讲述Flutter的方法通道机制吧。
Flutter作为一个跨平台框架,提供了一套标准化的解决方案,为开发者屏蔽了操作系统的差异。但,Flutter毕竟不是操作系统,因此在某些特定场景下(比如推送、蓝牙、摄像头硬件调用时),也需要具备直接访问系统底层原生代码的能力。为此,Flutter提供了一套灵活而轻量级的机制来实现Dart和原生代码之间的通信,即方法调用的消息传递机制,而方法通道则是用来传递通信消息的信道。
一次典型的方法调用过程类似网络调用,由作为客户端的Flutter,通过方法通道向作为服务端的原生代码宿主发送方法调用请求,原生代码宿主在监听到方法调用的消息后,调用平台相关的API来处理Flutter发起的请求,最后将处理完毕的结果通过方法通道回发至Flutter。调用过程如下图所示:
图1 方法通道示意图
从上图中可以看到,方法调用请求的处理和响应,在Android中是通过FlutterView,而在iOS中则是通过FlutterViewController进行注册的。FlutterView与FlutterViewController为Flutter应用提供了一个画板,使得构建于Skia之上的Flutter通过绘制即可实现整个应用所需的视觉效果。因此,它们不仅是Flutter应用的容器,同时也是Flutter应用的入口,自然也是注册方法调用请求最合适的地方。
接下来,我通过一个例子来演示如何使用方法通道实现与原生代码的交互。
在实际业务中,提示用户跳转到应用市场(iOS为App Store、Android则为各类手机应用市场)去评分是一个高频需求,考虑到Flutter并未提供这样的接口,而跳转方式在Android和iOS上各不相同,因此我们需要分别在Android和iOS上实现这样的功能,并暴露给Dart相关的接口。
我们先来看看作为客户端的Flutter,怎样实现一次方法调用请求。
首先,我们需要确定一个唯一的字符串标识符,来构造一个命名通道;然后,在这个通道之上,Flutter通过指定方法名“openAppMarket”来发起一次方法调用请求。
可以看到,这和我们平时调用一个Dart对象的方法完全一样。因为方法调用过程是异步的,所以我们需要使用非阻塞(或者注册回调)来等待原生代码给予响应。
//声明MethodChannel
const platform = MethodChannel('samples.chenhang/utils');
//处理按钮点击
handleButtonClick() async{
int result;
//异常捕获
try {
//异步等待方法通道的调用结果
result = await platform.invokeMethod('openAppMarket');
}
catch (e) {
result = -1;
}
print("Result:$result");
}
需要注意的是,与网络调用类似,方法调用请求有可能会失败(比如,Flutter发起了原生代码不支持的API调用,或是调用过程出错等),因此我们需要把发起方法调用请求的语句用try-catch包装起来。
调用方的实现搞定了,接下来就需要在原生代码宿主中完成方法调用的响应实现了。由于我们需要适配Android和iOS两个平台,所以我们分别需要在两个平台上完成对应的接口实现。
首先,我们来看看Android端的实现方式。在上一小结最后我提到,在Android平台,方法调用的处理和响应是在Flutter应用的入口,也就是在MainActivity中的FlutterView里实现的,因此我们需要打开Flutter的Android宿主App,找到MainActivity.java文件,并在其中添加相关的逻辑。
调用方与响应方都是通过命名通道进行信息交互的,所以我们需要在onCreate方法中,创建一个与调用方Flutter所使用的通道名称一样的MethodChannel,并在其中设置方法处理回调,响应openAppMarket方法,打开应用市场的Intent。同样地,考虑到打开应用市场的过程可能会出错,我们也需要增加try-catch来捕获可能的异常:
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
//创建与调用方标识符一样的方法通道
new MethodChannel(getFlutterView(), "samples.chenhang/utils").setMethodCallHandler(
//设置方法处理回调
new MethodCallHandler() {
//响应方法请求
@Override
public void onMethodCall(MethodCall call, Result result) {
//判断方法名是否支持
if(call.method.equals("openAppMarket")) {
try {
//应用市场URI
Uri uri = Uri.parse("market://details?id=com.hangchen.example.flutter_module_page.host");
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW, uri);
intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
//打开应用市场
activity.startActivity(intent);
//返回处理结果
result.success(0);
} catch (Exception e) {
//打开应用市场出现异常
result.error("UNAVAILABLE", "没有安装应用市场", null);
}
}else {
//方法名暂不支持
result.notImplemented();
}
}
});
}
现在,方法调用响应的Android部分已经搞定,接下来我们来看一下iOS端的方法调用响应如何实现。
在iOS平台,方法调用的处理和响应是在Flutter应用的入口,也就是在Applegate中的rootViewController(即FlutterViewController)里实现的,因此我们需要打开Flutter的iOS宿主App,找到AppDelegate.m文件,并添加相关逻辑。
与Android注册方法调用响应类似,我们需要在didFinishLaunchingWithOptions:方法中,创建一个与调用方Flutter所使用的通道名称一样的MethodChannel,并在其中设置方法处理回调,响应openAppMarket方法,通过URL打开应用市场:
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
//创建命名方法通道
FlutterMethodChannel* channel = [FlutterMethodChannel methodChannelWithName:@"samples.chenhang/utils" binaryMessenger:(FlutterViewController *)self.window.rootViewController];
//往方法通道注册方法调用处理回调
[channel setMethodCallHandler:^(FlutterMethodCall* call, FlutterResult result) {
//方法名称一致
if ([@"openAppMarket" isEqualToString:call.method]) {
//打开App Store(本例打开微信的URL)
[[UIApplication sharedApplication] openURL:[NSURL URLWithString:@"itms-apps://itunes.apple.com/xy/app/foo/id414478124"]];
//返回方法处理结果
result(@0);
} else {
//找不到被调用的方法
result(FlutterMethodNotImplemented);
}
}];
...
}
这样,iOS端的方法调用响应也已经实现了。
接下来,我们就可以在Flutter应用里,通过调用openAppMarket方法,实现打开不同操作系统提供的应用市场功能了。
需要注意的是,在原生代码处理完毕后将处理结果返回给Flutter时,我们在Dart、Android和iOS分别用了三种数据类型:Android端返回的是java.lang.Integer、iOS端返回的是NSNumber、Dart端接收到返回结果时又变成了int类型。这是为什么呢?
这是因为在使用方法通道进行方法调用时,由于涉及到跨系统数据交互,Flutter会使用StandardMessageCodec对通道中传输的信息进行类似JSON的二进制序列化,以标准化数据传输行为。这样在我们发送或者接收数据时,这些数据就会根据各自系统预定的规则自动进行序列化和反序列化。看到这里,你是不是对这样类似网络调用的方法通道技术有了更深刻的印象呢。
对于上面提到的例子,类型为java.lang.Integer或NSNumber的返回值,先是被序列化成了一段二进制格式的数据在通道中传输,然后当该数据传递到Flutter后,又被反序列化成了Dart语言中的int类型的数据。
关于Android、iOS和Dart平台间的常见数据类型转换,我总结成了下面一张表格,帮助你理解与记忆。你只要记住,像null、布尔、整型、字符串、数组和字典这些基本类型,是可以在各个平台之间以平台定义的规则去混用的,就可以了。
图2 Android、iOS和Dart平台间的常见数据类型转换
好了,今天的分享就到这里,我们来总结一下主要内容吧。
方法通道解决了逻辑层的原生能力复用问题,使得Flutter能够通过轻量级的异步方法调用,实现与原生代码的交互。一次典型的调用过程由Flutter发起方法调用请求开始,请求经由唯一标识符指定的方法通道到达原生代码宿主,而原生代码宿主则通过注册对应方法实现、响应并处理调用请求,最后将执行结果通过消息通道,回传至Flutter。
需要注意的是,方法通道是非线程安全的。这意味着原生代码与Flutter之间所有接口调用必须发生在主线程。Flutter是单线程模型,因此自然可以确保方法调用请求是发生在主线程(Isolate)的;而原生代码在处理方法调用请求时,如果涉及到异步或非主线程切换,需要确保回调过程是在原生系统的UI线程(也就是Android和iOS的主线程)中执行的,否则应用可能会出现奇怪的Bug,甚至是Crash。
我把今天分享所涉及到的知识点打包到了GitHub中,你可以下载下来,反复运行几次,加深理解。
最后,我给你留下一道思考题吧。
请扩展方法通道示例,让openAppMarket支持传入AppID和包名,使得我们可以跳转到任意一个App的应用市场。
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