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Flutter 在安卓上可以实现热更新了

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Flutter 产物的探究

不论是创建完全的 Flutter项目,还是 Native以 Moudle的方式集成 Flutter,亦或是 Native以 aar方式集成 Flutter,最终 Flutter在 Andorid端的 App 都是以 Native项目+ Flutter 的UI产物存在的。所以在这里拆开一个 Flutter在 release模式下编译后生成 aar包来做分析:

 

 

我们关注重点在 assets,jni,libs 这 3 个目录中,其他的文件都是 Nactive层壳工程的产物。

jni :该目录下存在文件 libflutter.so,该文件为 Flutter Engine (引擎) 层的 C++实现,提供skia(绘制引擎),Dart,Text(纹理绘制)等支持。

libs:该目录下存在文件为 flutter.jar,该文件为 Flutter embedding (嵌入) 层的 Java实现,该层提供给 Flutter 许多Native层平台系统功能的支持,比如创建线程。

assets:该目录下分为两部分:

  1. flutter_assets 目录:该目录下存放Flutter 我们应用层的资源,包括images,font等
  2. isolate_snapshot_data,isolate_snapshot_instr,vm_snapshot_data,vm_snapshot_instr 文件:这 4 个文件分别对应 isolate、VM 的数据段和指令段文件,这就是我们自己的 Flutter 代码的产物了。

Flutter 代码的热更新

代码探究

在我们的 Native 项目中,会在 FlutterMainActivity 中,通过调用 Flutter 这个类来创建 View:

flutterView = Flutter.createView(this, getLifecycle(), route);
layoutParams = new FrameLayout.LayoutParams(FrameLayout.LayoutParams.MATCH_PARENT,
FrameLayout.LayoutParams.MATCH_PARENT);
addContentView(flutterView, layoutParams);

查看 Flutter 类代码,发现 Flutter 类主要做了几件事:

  1. 使用 FlutterNative 加载 View,设置路由,使用 lifecycle 绑定生命周期
  2. 使用 FlutterMain 初始化,重点关注这里。
public static FlutterView createView(@NonNull final Activity activity, @NonNull Lifecycle lifecycle, String initialRoute) {
FlutterMain.startInitialization(activity.getApplicationContext());
FlutterMain.ensureInitializationComplete(activity.getApplicationContext(), (String[])null);
FlutterNativeView nativeView = new FlutterNativeView(activity);
所以,真正初始化的相关代码是在 FlutterMian 中:

所以,真正初始化的相关代码是在 FlutterMian 中:

public static void startInitialization(Context applicationContext, FlutterMain.Settings settings) {
    if (Looper.myLooper() != Looper.getMainLooper()) {
        throw new IllegalStateException("startInitialization must be called on the main thread");
    } else if (sSettings == null) {
        sSettings = settings;
        long initStartTimestampMillis = SystemClock.uptimeMillis();
        initConfig(applicationContext);
        initAot(applicationContext);
        initResources(applicationContext);
        System.loadLibrary("flutter");
        long initTimeMillis = SystemClock.uptimeMillis() - initStartTimestampMillis;
        nativeRecordStartTimestamp(initTimeMillis);
    }
}

在 startInitialization 中,主要执行了三个初始化方法 initConfig(applicationContext),initAot(applicationContext),initResources(applicationContext),最后记录了执行时间。

在 initConfig 中:

private static void initConfig(Context applicationContext) {
    try {
        Bundle metadata = applicationContext.getPackageManager().getApplicationInfo(applicationContext.getPackageName(), 128).metaData;
        if (metadata != null) {
            sAotSharedLibraryPath = metadata.getString(PUBLIC_AOT_AOT_SHARED_LIBRARY_PATH, "app.so");
            sAotVmSnapshotData = metadata.getString(PUBLIC_AOT_VM_SNAPSHOT_DATA_KEY, "vm_snapshot_data");
            sAotVmSnapshotInstr = metadata.getString(PUBLIC_AOT_VM_SNAPSHOT_INSTR_KEY, "vm_snapshot_instr");
            sAotIsolateSnapshotData = metadata.getString(PUBLIC_AOT_ISOLATE_SNAPSHOT_DATA_KEY, "isolate_snapshot_data");
            sAotIsolateSnapshotInstr = metadata.getString(PUBLIC_AOT_ISOLATE_SNAPSHOT_INSTR_KEY, "isolate_snapshot_instr");
            sFlx = metadata.getString(PUBLIC_FLX_KEY, "app.flx");
            sFlutterAssetsDir = metadata.getString(PUBLIC_FLUTTER_ASSETS_DIR_KEY, "flutter_assets");
         }
    } catch (NameNotFoundException var2) {
        throw new RuntimeException(var2);
    }
}

在 initResources 中:

sResourceExtractor = new ResourceExtractor(applicationContext);
sResourceExtractor.addResource(fromFlutterAssets(sFlx)).addResource(fromFlutterAssets(sAotVmSnapshotData)).addResource(fromFlutterAssets(sAotVmSnapshotInstr)).addResource(fromFlutterAssets(sAotIsolateSnapshotData)).addResource(fromFlutterAssets(sAotIsolateSnapshotInstr)).addResource(fromFlutterAssets("kernel_blob.bin"));
if (sIsPrecompiledAsSharedLibrary) {
    sResourceExtractor.addResource(sAotSharedLibraryPath);
} else {
    sResourceExtractor.addResource(sAotVmSnapshotData).addResource(sAotVmSnapshotInstr).addResource(sAotIsolateSnapshotData).addResource(sAotIsolateSnapshotInstr);
} 

sResourceExtractor.start();

在 ResourceExtractor 类中,通过名字就能知道这个类是做资源提取的。把 add 的 Flutter 相关文件从 assets 目录中取出来,该类中 ExtractTask 的 doInBackground 方法中:

File dataDir = new File(PathUtils.getDataDirectory(ResourceExtractor.this.mContext))

这句话指定了资源提取的目的地,即 data/data/包名/app_flutter,如下:

 


image

如图,可以看到该目录是的访问权限是可读可写,所以理论上,我们只要把自己的 Flutter 产物下载后,从内存 copy 到这里,便能够实现代码的动态更新。

代码实现

public class FlutterUtils {

    private static String TAG = "FlutterUtils.class";
    private static String flutterZipName = "flutter-code.zip";
    private static String fileSuffix = ".zip";
    private static String zipPath = Environment.getExternalStorageDirectory().getPath() + "/k12/" + flutterZipName;
    private static String targetDirPath = zipPath.replace(fileSuffix, "");
    private static String targetDirDataPath = zipPath.replace(fileSuffix, "/data");

    /**
 * Flutter 代码热更新第一步: 解压 Flutter 的压缩文件
 */
    public static void unZipFlutterFile() {
        Log.i(TAG, "unZipFile: Start");
        try {
            unZipFile(zipPath, targetDirPath);
            Log.i(TAG, "unZipFile: Finish");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
 * Flutter 代码热更新第二步: 将 Flutter 的相关文件移动到 AppData 的相关目录,APP启动时调用
 *
 * @param mContext 获取 AppData 目录需要
 */
    public static void copyDataToFlutterAssets(Context mContext) {
        String appDataDirPath = PathUtils.getDataDirectory(mContext.getApplicationContext()) + File.separator;
        Log.d(TAG, "copyDataToFlutterAssets-filesDirPath:" + targetDirDataPath);
        Log.d(TAG, "copyDataToFlutterAssets-appDataDirPath:" + appDataDirPath);
        File appDataDirFile = new File(appDataDirPath);
        File filesDirFile = new File(targetDirDataPath);
        File[] files = filesDirFile.listFiles();
        for (File srcFile : files) {
            if (srcFile.getPath().contains("isolate_snapshot_data")
                || srcFile.getPath().contains("isolate_snapshot_instr")
                || srcFile.getPath().contains("vm_snapshot_data")
                || srcFile.getPath().contains("vm_snapshot_instr")) {
                File targetFile = new File(appDataDirFile + "/" + srcFile.getName());
                FileUtil.copyFileByFileChannels(srcFile, targetFile);
                Log.i(TAG, "copyDataToFlutterAssets-copyFile:" + srcFile.getPath());
            }
        }
        Log.i(TAG, "copyDataToFlutterAssets: Finish");
    }

    /**
 * 解压缩文件到指定目录
 *
 * @param zipFileString 压缩文件路径
 * @param outPathString 目标路径
 * @throws Exception
 */
    private static void unZipFile(String zipFileString, String outPathString) {
        try {
            ZipInputStream inZip = new ZipInputStream(new FileInputStream(zipFileString));
            ZipEntry zipEntry;
            String szName = "";
            while ((zipEntry = inZip.getNextEntry()) != null) {
                szName = zipEntry.getName();
                if (zipEntry.isDirectory()) {
                    szName = szName.substring(0, szName.length() - 1);
                    File folder = new File(outPathString + File.separator + szName);
                    folder.mkdirs();
                } else {
                    File file = new File(outPathString + File.separator + szName);
                    if (!file.exists()) {
                        Log.d(TAG, "Create the file:" + outPathString + File.separator + szName);
                        file.getParentFile().mkdirs();
                        file.createNewFile();
                    }
                    FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);
                    int len;
                    byte[] buffer = new byte[1024];
                    while ((len = inZip.read(buffer)) != -1) {
                        out.write(buffer, 0, len);
                        out.flush();
                    }
                    out.close();
                }
            }
            inZip.close();
        } catch (Exception e) {
            Log.i(TAG,e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
 * 使用FileChannels复制文件。
 *
 * @param source 原路径
 * @param dest 目标路径
 */
    public static void copyFileByFileChannels(File source, File dest) {
        FileChannel inputChannel = null;
        FileChannel outputChannel = null;
        try {
            inputChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
            outputChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
            outputChannel.transferFrom(inputChannel, 0, inputChannel.size());
            refreshMedia(BaseApplication.getBaseApplication(), dest);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                inputChannel.close();
                outputChannel.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
 * 更新媒体库
 *
 * @param cxt
 * @param files
 */
    public static void refreshMedia(Context cxt, File... files) {
        for (File file : files) {
            String filePath = file.getAbsolutePath();
            refreshMedia(cxt, filePath);
        }
    }

    public static void refreshMedia(Context cxt, String... filePaths) {
        MediaScannerConnection.scanFile(cxt.getApplicationContext(),
                                        filePaths, null,
                                        null);
    }
}

Flutter 资源的热更新

我们的App安装到手机上后,是很难再修改 Assets 目录下的资源,所以关于资源的替换,目前的方案是使用 Flutter 的 API :Image.file() 来从存储卡中读取图片。

通常我们的 Flutter 项目中应当存有关于 App 的图片,尽量保证在热更新的时候使用已经存在的图片。

其次,我们可以使用 Image.network() 来加载网络资源的图片,如果还不能满足需求,兜底的方案就是使用 Image.file(),将资源图片放到Zip目录下一起下发,并在Flutter代码中使用 Image.file() 来加载。

  • 通过 Native 层方法拿到图片文件夹的内存地址 dataDir
  • 判断图片是否存在,存在则加载,不存在则加载已经存在的图片占位
new File(dataDir + 'hotupdate_test.png').existsSync()? Image.file(new File(dataDir + 'hotupdate_test.png')): Image.asset("images/net_error.png"),

总结

在 Flutter 代码产物替换中,因为替换的 4 个文件皆为直接加载到内存中的引擎代码,所以这部分优化空间有限。但在资源的热更新中,资源是从Assets取得,所以这里应该有更优的方案。

Flutter 的热更新意味着可以实在App的一个入口里,像 H5 一样无穷的嵌入页面,但又有和原生媲美的流畅体验。

未来 Flutter 热更新技术如果成熟,应用开发可能只需要 Android端和 IOS端实现本地业务功能模块的封装,业务和UI的代码都放在 Flutter 中,便能够真正的实现移动两端一份业务代码,并且赋予产品在不影响用户体验的情况下,拥有动态部署APP内容的能力。

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