Flutter桌面开发windows插件开发

时间:2022-11-30 Karl_wei 人气:0

前言

通过此篇文章，你将了解到：

Flutter插件的基本介绍；

windows插件开发的真实踩坑经验。

我们都知道，Flutter的定位更多是作为一个跨平台的UI框架，对于原生平台的功能，开发过程中经常需要插件来提供。不幸的是Windows的生态又极其不完整，插件开发必不可少。但网上windows的文章少之又少，所以本篇文章，我们一起来聊聊插件开发的一些技巧。

插件介绍

Flutter的插件主要分两种：package和plugin。

Package是纯dart代码的库，不涉及原生平台的代码；
Plugin是原生插件库，是一种特殊的Package。Plugin需要开发者分别在各原生平台实现对应的能力。

其中Plugin是我们要着重讲的，既然是原生平台实现，那跟dart层就势必需要通讯。Flutter Plugin的通讯主要有：methodChannel、eventChannel、basicMessageChannel。

MethodChannel：同步调用的通道，调用后可以通过result返回结果。可以 Native 端主动调用，也可以Flutter主动调用，属于双向通信。这种通信方式是我们日常开发中为最常用的方式，关键点是Native 端的调用需要在主线程中执行。
EventChannel：异步事件通知的通道，一般是Native端主动发出通知，Flutter接收通信信息。
BasicMessageChannel：长链接的通道，双端可以随时发出消息，对方收到消息后可以使用reply进行回复。一般常用于需要双向通信可不知道何时需要发送的场景。

windows插件编写

Flutter Android的生态算是比较完整的，而且网上95%的插件文章，都是以移动端为主，对于不熟悉Windows开发的同学极度不友好。因此本篇文章我们不讲Android端的实现，重点讲Windows端的实践，不过我也不是C++技术栈的，只能浅浅分享我踩过的坑。

如何创建通信通道？

// MethodChannel
void XXXPlugin::RegisterWithRegistrar(
	flutter::PluginRegistrarWindows* registrar) {
        // 创建一个MethodChannel
	auto channel =
		std::make_unique<flutter::MethodChannel<flutter::EncodableValue>>(
			registrar->messenger(), "usb_tool",
			&flutter::StandardMethodCodec::GetInstance());
        // 创建插件对象
	auto plugin = std::make_unique<XXXPlugin>();
        // 把通道设置给插件，同时传入消息的处理入口
	channel->SetMethodCallHandler(
		[plugin_pointer = plugin.get()](const auto& call, auto result) {
		plugin_pointer->HandleMethodCall(call, std::move(result));
	});
}

// EventChannel
// 创建事件流处理对象
auto eventHandler = std::make_unique<
StreamHandlerFunctions<EncodableValue>>(
	[plugin_pointer = plugin.get()](
		const EncodableValue* arguments,
		std::unique_ptr<EventSink<EncodableValue>>&& events)
		-> std::unique_ptr<StreamHandlerError<EncodableValue>> {
			return plugin_pointer->OnListen(arguments, std::move(events));
	},
	[plugin_pointer = plugin.get()](const EncodableValue* arguments)
		-> std::unique_ptr<StreamHandlerError<EncodableValue>> {
			return plugin_pointer->OnCancel(arguments);
	});
// 创建EventChannel对象
auto eventChannel = std::make_unique<flutter::EventChannel<flutter::EncodableValue>>(
	registrar->messenger(), eventChannelName,
	&flutter::StandardMethodCodec::GetInstance());
// 把通道设置给插件
eventChannel->SetStreamHandler(std::move(eventHandler));

最后我们还需要把插件注册进项目中

registrar->AddPlugin(std::move(plugin));

如何处理消息？ 在上面创建的过程中，其实已经把处理方法的传递给插件了。

// MethodChannel的处理
// result即通信的对象
void XXXPlugin::HandleMethodCall(
	const flutter::MethodCall<flutter::EncodableValue>& method_call,
	std::unique_ptr<flutter::MethodResult<flutter::EncodableValue>> result) {
        // 匹配通信的接口
	if (method_call.method_name().compare("getPlatformVersion") == 0) {
		std::ostringstream version_stream;
		version_stream << "Windows ";
		if (IsWindows10OrGreater()) {
			version_stream << "10+";
		}
		else if (IsWindows8OrGreater()) {
			version_stream << "8";
		}
		else if (IsWindows7OrGreater()) {
			version_stream << "7";
		}
                // 通过result->Succes回复消息
		result->Success(flutter::EncodableValue(version_stream.str()));
	} else {
		result->NotImplemented();
	}
}

// 主动向Flutter端发送消息
std::unique_ptr < flutter::StreamHandlerError<flutter::EncodableValue>> XXXPlugin::OnListen(const flutter::EncodableValue* arguments,
	std::unique_ptr<flutter::EventSink<flutter::EncodableValue>>&& events) {
	// 主动发送
	events_.reset(events.release());
	return nullptr;
}
// Flutter取消监听时触发
std::unique_ptr < flutter::StreamHandlerError<flutter::EncodableValue>> UsbToolPlugin::OnCancel(const flutter::EncodableValue* arguments) {
	return nullptr;
}

BasicMessageChannel我暂时还没有用过，这里就不做记录了。但是看C++的api，还是很简单就能找到的。至于Flutter端的，无需多言。只要通信层连通了，其他想怎么玩都可以。

Windows插件的一些坑

这是本篇文章的重点。我们都知道Flutter是单线程的机制，来到原生平台也一样，Platform是运行在Flutter的主线程的，自然是不能做任何耗时的，不然会卡住主线程，系统会把我们认为无响应的应用，从而杀死应用。

我们经常会在使用windows插件时，感觉点击卡顿，其实就是很多插件没有做这个处理，导致事件队列等待调度。这主要是因为在windows的开发习惯上，耗时操作会丢到子线程异步执行，然后主线程如何等待执行结果？使用while一直去查询是否执行完成，这在windows上成为挂起。

不过一个有趣的现象是：当有耗时操作的时候，Flutter的动画是可以流程播放的，但是点击事件却卡住了，这时候C++的同学就会扯，你看动画都是流程的，问题肯定出在Flutter上？其实是因为动画在Flutter中属于微任务，它的优先级是高于事件队列的。而while也是分配到事件队列中，所以动画优先执行，点击却需要一直等到while结束。

在Android中，为了避免这个问题，我们一般会使用协程，把耗时操作丢给协程，让系统帮我们进行任务调度，通过await拿到执行完之后的结果，再把结果返回给dart层。整个机制其实还是保留了flutter的单线程机制，从而避免了卡顿问题。

在Windows端，其实也有协程这个概念，比如WinRT、C++都有提供协程的能力。但问题在于协程这个东西，对于C++来说太新了，同时C++的历史包袱实在太重，到现在还是用着很老版本的库。这就导致很多C++的库没办法迁移到协程这种方式，至少在我现在的业务中，切换成本极高，几乎没办法完成。

但问题总得解决，目前我们主要使用异步通知的方式，来解决这个问题。此异步是真异步，非flutter单线程任务调度的异步。我们会把耗时的操作丢给子线程，但是我们不再通过while进行异步转同步，而是在子线程中，主动通过channel去通知会Dart层。

if (*method == "getAsync") {
            async_pipe_stream_->Get(request, std::bind(&XXXPlugin::OnResponse, this, std::placeholders::_1, *uuid));
            // 直接返回true，但真正的执行结果再OnResponse中主动返回
            result->Success(EncodableValue(true)); 
            return;
        }

在插件的dart代码中，我们需要主动创建一个MethodChannel的接收器，异步接收到后，通过执行业务端传入的回调通知回去。

class NativePlugin {
  static const MethodChannel _channel =
      MethodChannel('com.open.flutter/xxx/xxx');
  static NativePlugin? _instance;
  // 获取实例，单例
  static NativePlugin getInstance({String defaultToken = _token}) {
    _instance ??= NativePlugin._internal(defaultToken);
    return _instance!;
  }
  // 私有命名构造函数，做一次初始化
  NativePlugin._internal(String defaultToken) {
    _defaultToken = defaultToken;
    _channel.setMethodCallHandler((MethodCall call) async {
      if (call.method == 'onResponse') {
        final arguments = Map<String, dynamic>.from(call.arguments);
        // 执行业务端传入的回调
        await _onResponse(arguments);
      }
    });
  }

插件的Flutter层需要接收/维护回调列表，不过此方式有隐患，传入的回调容易造成闭包问题，增加一些内存泄露的风险；

但是对于没办法使用协程的C++插件来说，此方案确实可以解决不少问题。

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