Flutter混编工程之通讯之路
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这个系列开始，我们将从「能用的Flutter」到「可用的Flutter」的迁移过程来讲解如何在实际项目中更好的使用Flutter，下面是第一篇。
对于混编工程来说，最常用的需求就是双端的数据通信。在Flutter中，SDK提供了platform_channels来进行跨端通信，它的整体架构如下所示。
官方文档中提供了一个比较全的例子，下面我们通过这个例子，来好好分析下，如何使用Flutter和原生的通信管道。
https://github.com/flutter/samples/blob/master/platform_channels/README.md
MethodChannel
MethodChannel提供了Flutter调用原生方法的能力。
MethodChannel的构建需要两个参数，一个是BinaryMessenger，通常从Flutter Engine中获取，可以通过普通的Engine构建，也可以通过EngineCache预热引擎来获取，当然也可以使用EngineGroup来获取，如果在FlutterActivity里面，可以直接在configureFlutterEngine回调中获取。另一个参数是name，用于标识这个Channel。
通常在Flutter中使用时，会将Method封装起来，类似下面的代码。
import 'package:flutter/services.dart';
/// This class includes implementation of two platform methods [increment],
/// and [decrement] which are used to increment and decrement value
/// of count respectively.
class Counter {
/// Creates a [MethodChannel] with the specified name to invoke platform method.
/// In order to communicate across platforms, the name of MethodChannel
/// should be same on native and dart side.
static MethodChannel methodChannel = const MethodChannel('methodChannelDemo');
/// This method is responsible to increment and return the value of count.
static Future<int> increment({required int counterValue}) async {
final result = await methodChannel.invokeMethod<int>('increment', {'count': counterValue});
return result!;
}
/// This method is responsible to decrement and return the value of count.
static Future<int> decrement({required int counterValue}) async {
final result = await methodChannel.invokeMethod<int>('decrement', {'count': counterValue});
return result!;
}
}
其中——methodChannelDemo就是这个MethodChannel的Name。通过这个标志，我们就可以找到对应的MethodChannel。
在具体的方法调用处，使用MethodChannel的invokeMethod来调用具体的函数，和MethodChannel本身一样，也是通过Name标志符来调用的，参数以Map的形式进行传递。
那么在具体调用的地方，使用代码如下所示。
onPressed: () async {
try {
final value = await Counter.increment(counterValue: count);
setState(() => count = value);
} catch (error) {
}
},
那么在Android中呢？我们需要为前面定义的协议实现具体的逻辑。
首先，在FlutterActivity的configureFlutterEngine回调中，通过指定的MethodChannel Name创建MethodChannel，然后再通过setMethodCallHandler来监听Flutter端的调用，call参数中包含了method和argument，可以用来获取调用的函数标志符和参数。
MethodChannel(flutterEngine.dartExecutor, "methodChannelDemo")
.setMethodCallHandler { call, result ->
val count: Int? = call.argument<Int>("count")
if (count == null) {
result.error("INVALID ARGUMENT", "Value of count cannot be null", null)
} else {
when (call.method) {
"increment" -> result.success(count + 1)
"decrement" -> result.success(count - 1)
else -> result.notImplemented()
}
}
}
根据不同的Method Name，我们可以判断使用不同的方法，并通过result来返回结果，result的不同类型，代表了返回值的不同类型。
EventChannel
EventChannel用于在事件流中将消息传递给Flutter端。
EventChannel与MethodChannel一样，在Flutter中通过Name来进行标志。
但与MethodChannel不同的是，EventChannel返回一个Stream，借助下面的模板代码，我们可以了解EventChannel的基本使用。
import 'package:flutter/services.dart';
/// This class includes the implementation for [EventChannel] to listen to value
/// changes from the Accelerometer sensor from native side. It has a [readings]
/// getter to provide a stream of [AccelerometerReadings].
class Accelerometer {
static const _eventChannel = EventChannel('eventChannelDemo');
/// Method responsible for providing a stream of [AccelerometerReadings] to listen
/// to value changes from the Accelerometer sensor.
static Stream<AccelerometerReadings> get readings {
return _eventChannel.receiveBroadcastStream().map(
(dynamic event) => AccelerometerReadings(
event[0] as double,
event[1] as double,
event[2] as double,
),
);
}
}
class AccelerometerReadings {
/// Acceleration force along the x-axis.
final double x;
/// Acceleration force along the y-axis.
final double y;
/// Acceleration force along the z-axis.
final double z;
AccelerometerReadings(this.x, this.y, this.z);
}
在调用的地方，需要通过StreamBuilder来承载EventChannel返回的Stream，并从其中获取到相应的数据并展示。
child: StreamBuilder<AccelerometerReadings>(
stream: Accelerometer.readings,
builder: (context, snapshot) {
if (snapshot.hasError) {
return Text((snapshot.error as PlatformException).message!);
} else if (snapshot.hasData) {
return Column(
mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
children: [
Text(
'x axis: ' + snapshot.data!.x.toStringAsFixed(3),
style: textStyle,
),
Text(
'y axis: ' + snapshot.data!.y.toStringAsFixed(3),
style: textStyle,
),
Text(
'z axis: ' + snapshot.data!.z.toStringAsFixed(3),
style: textStyle,
)
],
);
}
在Android中，我们需要获取一个Stream流，并通过EventChannel传递给Flutter，首先，创建一个SensorManager，用来获取传感器的值，并借助EventChannel.EventSink将数据发出。
class AccelerometerStreamHandler(sManager: SensorManager, s: Sensor) : EventChannel.StreamHandler, SensorEventListener {
private val sensorManager: SensorManager = sManager
private val accelerometerSensor: Sensor = s
private lateinit var eventSink: EventChannel.EventSink
override fun onListen(arguments: Any?, events: EventChannel.EventSink?) {
if (events != null) {
eventSink = events
sensorManager.registerListener(this, accelerometerSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI)
}
}
override fun onCancel(arguments: Any?) {
sensorManager.unregisterListener(this)
}
override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor?, accuracy: Int) {}
override fun onSensorChanged(sensorEvent: SensorEvent?) {
if (sensorEvent != null) {
val axisValues = listOf(sensorEvent.values[0], sensorEvent.values[1], sensorEvent.values[2])
eventSink.success(axisValues)
} else {
eventSink.error("DATA_UNAVAILABLE", "Cannot get accelerometer data", null)
}
}
}
在调用的地方，同样与MethodChannel类似，先借助Name找到对应的EventChannel，再设置setStreamHandler来创建Stream。
val sensorManger: SensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
val accelerometerSensor: Sensor = sensorManger.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)
EventChannel(flutterEngine.dartExecutor, "eventChannelDemo")
.setStreamHandler(AccelerometerStreamHandler(sensorManger, accelerometerSensor))
BasicMessageChannel
BasicMessageChannel提供了从原生侧获取元数据的一种通信方式。
从原生侧获取图片
在Flutter侧，与前面的操作类似，我们需要一个Name标志来标志BasicMessageChannel，然后再通过调用send方法来发送一个指令，同时异步获取该指令的返回值。
/// This class manages a [BasicMessageChannel] that can return an image loaded
/// from a native asset. The [BasicMessageChannel] uses [StandardMessageCodec]
/// since it supports [Uint8List], which is used to transport the image data.
class PlatformImageFetcher {
static const _basicMessageChannel = BasicMessageChannel<dynamic>('platformImageDemo', StandardMessageCodec());
/// Method responsible for providing the platform image.
static Future<Uint8List> getImage() async {
final reply = await _basicMessageChannel.send('getImage') as Uint8List?;
if (reply == null) {
throw PlatformException(
code: 'Error',
message: 'Failed to load Platform Image',
details: null,
);
}
return reply;
}
}
在Flutter中，图片数据使用Uint8List来进行传递。展示图片时，我们需要使用FutureBuilder来进行承载，根据Future的返回状态，来确定展示样式，代码如下所示。
child: FutureBuilder<Uint8List>(
future: imageData,
builder: (context, snapshot) {
if (snapshot.connectionState == ConnectionState.none) {
return const Placeholder();
} else if (snapshot.hasError) {
return Center(
child: Text(
(snapshot.error as PlatformException).message!,
),
);
} else if (snapshot.connectionState ==
ConnectionState.done) {
return Image.memory(
snapshot.data!,
fit: BoxFit.fill,
);
}
return const CircularProgressIndicator();
},
在Android侧，我们需要定义同名的Channel和Handler，并通过Stream返回Uint8List数据，代码如下。
// Registers a MessageHandler for BasicMessageChannel to receive a message from Dart and send
// image data in reply.
BasicMessageChannel(flutterEngine.dartExecutor, "platformImageDemo", StandardMessageCodec())
.setMessageHandler { message, reply ->
if (message == "getImage") {
val inputStream: InputStream = assets.open("eat_new_orleans.jpg")
reply.reply(inputStream.readBytes())
}
}
双向通信
BasicMessageChannel可以用于双向通信，这是前面的示例中所没有涉及到的。
首先，我们在Flutter中构建这样一个列表，用于展示一个信息List，信息的来源是原生侧，所以，在Flutter界面的initState中，我们创建一个名为stringCodecDemo的BasicMessageChannel，用来接收数据List，Flutter界面依托List来创建相应的界面。
@override
void initState() {
super.initState();
// Receives a string of json object from the platform and converts it to PetModel.
const BasicMessageChannel<String?>('stringCodecDemo', StringCodec()).setMessageHandler((message) async {
if (message == null) {
showSnackBar('An error occurred while adding pet details.', context);
} else {
setState(() {
petListModel = PetListModel.fromJson(message);
});
}
return null;
});
}
接下来，再创建一个添加数据的Flutter界面，用来添加数据，添加好的数据，通过一个名为_jsonMessageCodecChannel的BasicMessageChannel传递给原生侧。
class PetListMessageChannel {
static const _jsonMessageCodecChannel = BasicMessageChannel<dynamic>('jsonMessageCodecDemo', JSONMessageCodec());
/// Method to add a new pet to the list.
///
/// Demonstrates how to use [BasicMessageChannel] and [JSONMessageCodec] to
/// send more structured data to platform like a [Map] in this case.
static void addPetDetails(PetDetails petDetails) {
_jsonMessageCodecChannel.send(petDetails.toJson());
}
有了新增，自然还有删除，类似的，再创建一个名为binaryCodecDemo的BasicMessageChannel，用来通知原生侧删除数据。
class PetListMessageChannel {
static const _binaryCodecChannel = BasicMessageChannel('binaryCodecDemo', BinaryCodec());
/// Method to remove a pet from the list.
///
/// Demonstrates how to use [BasicMessageChannel] and [BinaryCodec] to
/// send [ByteData] to platform. If the reply received is null, then
/// we will throw a [PlatformException].
static Future<void> removePet(int index) async {
final uInt8List = utf8.encoder.convert(index.toString());
final reply = await _binaryCodecChannel.send(uInt8List.buffer.asByteData());
if (reply == null) {
throw PlatformException(
code: 'INVALID INDEX',
message: 'Failed to delete pet details',
details: null,
);
}
}
}
❝看到这里，大家可能一脸懵逼，其实，这里是Demo中为了演示不同的Message Codec而故意为之的。获取列表数据，新增，删除，这三个功能，分别使用了StringCodec、JSONMessageCodec和BinaryCodec，其实只使用StringCodec也是可以达到同样的效果的。
❞
由此可见，基于BasicMessageChannel的双向通信，是完全基于协议的通信，双端，甚至是任何一个界面，不论是原生还是Flutter，都基于这套协议来进行通信，在实现时，可能略显繁琐，但完全对各端进行了解耦，可以分别独立的进行开发而不受其它端、页面的限制。
下面我们继续在原生界面中完成相应的操作，我们分别需要对信息List、新增、删除，这三种操作进行实现。
首先，我们创建jsonMessageCodecDemo，即新增操作的MessageHandler。
// Registers a MessageHandler for BasicMessageChannel to receive pet details to be
// added in petList and send the it back to Dart using stringCodecChannel.
BasicMessageChannel(flutterEngine.dartExecutor, "jsonMessageCodecDemo", JSONMessageCodec.INSTANCE)
.setMessageHandler { message, reply ->
petList.add(0, gson.fromJson(message.toString(), object : TypeToken<Map<String, String>>() {}.type))
stringCodecChannel.send(gson.toJson(mapOf("petList" to petList)))
}
这个BasicMessageChannel用的是JSONMessageCodec，所以我们将新增数据通过Gson进行解析，然后添加到信息List，最后通过列表的BasicMessageChannel，将结果传递出去，信息List的BasicMessageChannel定义如下。
val petList = mutableListOf<Map<String, String>>()
val gson = Gson()
// A BasicMessageChannel for sending petList to Dart.
val stringCodecChannel = BasicMessageChannel(flutterEngine.dartExecutor, "stringCodecDemo", StringCodec.INSTANCE)
最后，再来创建删除的MessageHandler。
// Registers a MessageHandler for BasicMessageChannel to receive the index of pet
// details to be removed from the petList and send the petList back to Dart using
// stringCodecChannel. If the index is not in the range of petList, we send null
// back to Dart.
BasicMessageChannel(flutterEngine.dartExecutor, "binaryCodecDemo", BinaryCodec.INSTANCE)
.setMessageHandler { message, reply ->
val index = String(message!!.array()).toInt()
if (index >= 0 && index < petList.size) {
petList.removeAt(index)
val replyMessage = "Removed Successfully"
reply.reply(ByteBuffer.allocateDirect(replyMessage.toByteArray().size)
.put(replyMessage.toByteArray()))
stringCodecChannel.send(gson.toJson(mapOf("petList" to petList)))
} else {
reply.reply(null)
}
}
这里除了因为使用的是BinaryCodec，导致代码比较复杂以为，其它和前面的MessageHandler是一样的。
❝其实，从整个工程来说，这个双向通信的Demo本身是没有意义的，从上面这个代码就能看出，实际上在MessageHandler中，可以直接通过Replay来进行回传消息，所以，这里这样写的原因就是告诉开发者BasicMessageChannel的通信能力，开发者需要结合实际的使用场景来具体分析改如何使用这些Channel。
❞
另外，不管是在Flutter中，还是在原生代码中，都是可以通过Channel来向对方通信的，以BasicMessageChannel为例，原生和Flutter侧，都可以调用send函数来发送消息，也都可以设置setMessageHandler来接收消息，其它几种Channel也是如此。
不过EventChannel有点点不一样，首先，它是由Flutter发起，交给原生侧处理后，再回调通知到Flutter进行处理，原生侧不能主动发起通信，所以不能算是完整的双向通信。
综上
在了解了上面的代码后，我们可以简单的总结一下。
大部分的开发场景，我们都可以使用MethodChannel来解决通信问题 如果需要更加灵活的控制，我们可以使用BasicMessageChannel Flutter从原生获取数据流，可以使用EventChannel
Channel是跨平台通信的核心，熟练掌握Channel的通信代码，才能更好的做到跨平台。
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