Deferred Components-實作Flutter運行時動態下發Dart代碼

導讀

Deferred Components，官方實作的Flutter代碼動態下發的方案，本文主要介紹官方方案的實作細節，探索在國內環境下使用Deferred Components，并且實作了最小驗證demo，讀罷本文，你就可以實作Dart檔案級別代碼的動態下發，

一、引言

Deferred Components是Flutter2.2推出的功能，依賴于Dart2.13新增的對Split AOT編譯支持，將可以在運行時每一個可單獨下載的Dart庫、assets資源包稱之為延遲加載組件，即Deferred Components，Flutter代碼編譯后，所有的業務邏輯都會打包在libapp.so一個檔案里，但如果使用了延遲加載，便可以分拆為多個so檔案，甚至一個Dart檔案也可以編譯成一個單獨的so檔案，

這樣帶來的好處是顯而易見的，可以將一些不常用功能放到單獨的so檔案中，當用戶使用時再去下載，可以大大降低安裝包的大小，提高應用的下載轉換率，另外，因為Flutter具備了運行時動態下發的能力，這讓大家看到了實作Flutter熱修復的另一種可能，截止目前來講，官方的實作方案必須依賴Google Play，雖然也針對中國的開發者給出了不依賴Google Play的自定義方案，但是并沒有給出實作細節，市面上也沒有自定義實作的文章，本文會先簡單介紹官方實作方案，并探究其細節，尋找自定義實作的思路，最侄訓實作一個最小Demo供大家參考，

二、官方實作方案探究

2.1 基本步驟

2.1.1.引入play core依賴，

dependencies {
  implementation "com.google.android.play:core:1.8.0"
}

2.1.2.修改Application類的onCreate方法和attachBaseContext方法，

@Override
protected void onCreate(){
 super.onCreate()
// 負責deferred components的下載與安裝
 PlayStoreDeferredComponentManager deferredComponentManager = new
  PlayStoreDeferredComponentManager(this, null);
FlutterInjector.setInstance(new FlutterInjector.Builder()
    .setDeferredComponentManager(deferredComponentManager).build());
}


@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
    super.attachBaseContext(base);
    // Emulates installation of future on demand modules using SplitCompat.
    SplitCompat.install(this);
}

2.1.3.修改pubspec.yaml檔案，

flutter:
    deferred-components:

2.1.4.在flutter工程里新增box.dart和some_widgets.dart兩個檔案，DeferredBox就是要延遲加載的控制元件，本例中box.dart被稱為一個加載單元，即loading_unit，每一個loading_unit對應唯一的id，一個deferred component可以包含多個加載單元，記得這個概念，后續會用到，

// box.dart


import 'package:flutter/widgets.dart';


/// A simple blue 30x30 box.
class DeferredBox extends StatelessWidget {
  DeferredBox() {}


  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Container(
      height: 30,
      width: 30,
      color: Colors.blue,
    );
  }
}

import 'box.dart' deferred as box;


class SomeWidget extends StatefulWidget {
  @override
  _SomeWidgetState createState() => _SomeWidgetState();
}


class _SomeWidgetState extends State<SomeWidget> {
  Future<void> _libraryFuture;


  @override
  void initState() {
 //只有呼叫了loadLibrary方法，才會去真正下載并安裝deferred components.
    _libraryFuture = box.loadLibrary();
    super.initState();
  }


  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return FutureBuilder<void>(
      future: _libraryFuture,
      builder: (BuildContext context, AsyncSnapshot<void> snapshot) {
        if (snapshot.connectionState == ConnectionState.done) {
          if (snapshot.hasError) {
            return Text('Error: ${snapshot.error}');
          }
          return box.DeferredBox();
        }
        return CircularProgressIndicator();
      },
    );
  }
}

2.1.5.然后在main.dart里面新增一個跳轉到SomeWidget頁面的按鈕，

 Navigator.push(context, MaterialPageRoute(
      builder: (context) {
        return const SomeWidget();
      },
    ));

2.1.6.terminal里運行 flutter build appbundle 命令，此時，gen_snapshot不會立即去編譯app，而是先運行一個驗證程式，目的是驗證此工程是否符合動態下發dart代碼的格式，第一次構建時肯定不會成功，你只需要按照編譯提示去修改即可，當全部修改完畢后，會得到最終的.aab型別的安裝包，

以上便是官方實作方案的基本步驟，更多細節可以參考官方檔案
https://docs.flutter.dev/perf/deferred-components

2.2 本地驗證

在將生成的aab安裝包上傳到Google Play上之前，最好先本地驗證一下，

首先你需要下載bundletool，然后依次運行下列命令就可以將aab安裝包裝在手機上進行最終的驗證了，

java -jar bundletool.jar build-apks --bundle=<your_app_project_dir>/build/app/outputs/bundle/release/app-release.aab --output=<your_temp_dir>/app.apks --local-testing


java -jar bundletool.jar install-apks --apks=<your_temp_dir>/app.apks

2.3 loadLibrary()方法呼叫的生命周期

圖1 官方實作方案介紹圖

（來源：https://github.com/flutter/flutter/wiki/Deferred-Components）

從官方的實作方案中可以知道，只有呼叫了loadLibrary方法后，才會去真正執行deferred components的下載與安裝作業，現在著重看下此方法的生命周期，

呼叫完loadLibrary方法后，dart會在內部查詢此加載單元的id，并將其一直向下傳遞，當到達jni層時，jni負責將此加載單元對應的deferred component的名字以及此加載單元id一塊傳遞給
PlayStoreDynamicFeatureManager，此類負責從Google Play Store服務器下載對應的Deferred Components并負責安裝，安裝完成后會逐層通知，最終告訴dart層，在下一幀渲染時展示動態下發的控制元件，

三、自定義實作

3.1 思路

梳理了loadLibrary方法呼叫的生命周期后，只需要自己實作一個類來代替
PlayStoreDynamicFeatureManager的功能即可，在官方方案中具體負責完成PlayStoreDynamicFeatureManager功能的物體類是io.flutter.embedding.engine.deferredcomponents.PlayStoreDeferredComponentManager，其繼承自DeferredComponentManager，分析原始碼得知，它最重要的兩個方法是installDeferredComponent和loadDartLibrary，

installDeferredComponent：這個方法主要負責component的下載與安裝，下載安裝完成后會呼叫loadLibrary方法，如果是asset-only component，那么也需要呼叫DeferredComponentChannel.completeInstallSuccess或者DeferredComponentChannel.completeInstallError方法，

loadDartLibrary：主要是負責找到so檔案的位置，并呼叫FlutterJNI dlopen命令打開so檔案，你可以直接傳入apk的位置，flutterJNI會直接去apk里加載so，避免處理解壓apk的邏輯，

那基本思路就有了，自己實作一個物體類，繼承DeferredComponentManager，實作這兩個方法即可，

3.2 代碼實作

本例只是最小demo實作，cpu架構采用arm64，且暫不考慮asset-only型別的component，

3.2.1.新增
CustomDeferredComponentsManager類，繼承DeferredComponentManager，

3.2.2.實作installDeferredComponent方法，將so檔案放到外部SdCard存盤里，代碼負責將其拷貝到應用的私有存盤中，以此來模擬網路下載程序，代碼如下：

@Override
public void installDeferredComponent(int loadingUnitId, String componentName) {
    String resolvedComponentName = componentName != null ? componentName : loadingUnitIdToComponentNames.get(loadingUnitId);
    if (resolvedComponentName == null) {
         Log.e(TAG, "Deferred component name was null and could not be resolved from loading unit id.");
         return;
     }
     // Handle a loading unit that is included in the base module that does not need download.
     if (resolvedComponentName.equals("") && loadingUnitId > 0) {
     // No need to load assets as base assets are already loaded.
         loadDartLibrary(loadingUnitId, resolvedComponentName);
         return;
     }
     //耗時操作，模擬網路請求去下載android module
     new Thread(
         () -> {
//將so檔案從外部存盤移動到內部私有存盤中
              boolean result = moveSoToPrivateDir();
              if (result) {
                 //模擬網路下載，添加2秒網路延遲
                 new Handler(Looper.getMainLooper()).postDelayed(
                                () -> {
                                    loadAssets(loadingUnitId, resolvedComponentName);
                                    loadDartLibrary(loadingUnitId, resolvedComponentName);
                                    if (channel != null) {
                                        channel.completeInstallSuccess(resolvedComponentName);
                                    }
                                }
                                , 2000);
                 } else {
                        new Handler(Looper.getMainLooper()).post(
                                () -> {
                                    Toast.makeText(context, "未在sd卡中找到so檔案", Toast.LENGTH_LONG).show();


                                    if (channel != null) {
                                        channel.completeInstallError(resolvedComponentName, "未在sd卡中找到so檔案");
                                    }


                                    if (flutterJNI != null) {
                                        flutterJNI.deferredComponentInstallFailure(loadingUnitId, "未在sd卡中找到so檔案", true);
                                    }
                                }
                        );
                  }
              }
        ).start();
    }

3.2.3.實作loadDartLibrary方法，可以直接拷貝
PlayStoreDeferredComponentManager類中的此方法，注釋已加，其主要作用就是在內部私有存盤中找到so檔案，并呼叫FlutterJNI dlopen命令打開so檔案，

  @Override
    public void loadDartLibrary(int loadingUnitId, String componentName) {
        if (!verifyJNI()) {
            return;
        }
        // Loading unit must be specified and valid to load a dart library.
        //asset-only的component的unit id為-1，不需要加載so檔案
        if (loadingUnitId < 0) {
            return;
        }


        //拿到so的檔案名字
        String aotSharedLibraryName = loadingUnitIdToSharedLibraryNames.get(loadingUnitId);
        if (aotSharedLibraryName == null) {
            // If the filename is not specified, we use dart's loading unit naming convention.
            aotSharedLibraryName = flutterApplicationInfo.aotSharedLibraryName + "-" + loadingUnitId + ".part.so";
        }


        //拿到支持的abi格式--arm64_v8a
        // Possible values: armeabi, armeabi-v7a, arm64-v8a, x86, x86_64, mips, mips64
        String abi;
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
            abi = Build.SUPPORTED_ABIS[0];
        } else {
            abi = Build.CPU_ABI;
        }
        String pathAbi = abi.replace("-", "_"); // abis are represented with underscores in paths.


        // TODO(garyq): Optimize this apk/file discovery process to use less i/o and be more
        // performant and robust.


        // Search directly in APKs first
        List<String> apkPaths = new ArrayList<>();
        // If not found in APKs, we check in extracted native libs for the lib directly.
        List<String> soPaths = new ArrayList<>();


        Queue<File> searchFiles = new LinkedList<>();
        // Downloaded modules are stored here--下載的 modules 存盤位置
        searchFiles.add(context.getFilesDir());
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
            //第一次通過appbundle形式安裝的split apks位置
            // The initial installed apks are provided by `sourceDirs` in ApplicationInfo.
            // The jniLibs we want are in the splits not the baseDir. These
            // APKs are only searched as a fallback, as base libs generally do not need
            // to be fully path referenced.
            for (String path : context.getApplicationInfo().splitSourceDirs) {
                searchFiles.add(new File(path));
            }
        }


        //查找apk和so檔案
        while (!searchFiles.isEmpty()) {
            File file = searchFiles.remove();
            if (file != null && file.isDirectory() && file.listFiles() != null) {
                for (File f : file.listFiles()) {
                    searchFiles.add(f);
                }
                continue;
            }
            String name = file.getName();
            // Special case for "split_config" since android base module non-master apks are
            // initially installed with the "split_config" prefix/name.
            if (name.endsWith(".apk")
                    && (name.startsWith(componentName) || name.startsWith("split_config"))
                    && name.contains(pathAbi)) {
                apkPaths.add(file.getAbsolutePath());
                continue;
            }
            if (name.equals(aotSharedLibraryName)) {
                soPaths.add(file.getAbsolutePath());
            }
        }


        List<String> searchPaths = new ArrayList<>();


        // Add the bare filename as the first search path. In some devices, the so
        // file can be dlopen-ed with just the file name.
        searchPaths.add(aotSharedLibraryName);


        for (String path : apkPaths) {
            searchPaths.add(path + "!lib/" + abi + "/" + aotSharedLibraryName);
        }
        for (String path : soPaths) {
            searchPaths.add(path);
        }
//打開so檔案
        flutterJNI.loadDartDeferredLibrary(loadingUnitId, searchPaths.toArray(new String[searchPaths.size()]));
    }

3.2.4.修改Application的代碼并洗掉
com.google.android.play:core的依賴，

override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        val deferredComponentManager = CustomDeferredComponentsManager(this, null)
        val injector = FlutterInjector.Builder().setDeferredComponentManager(deferredComponentManager).build()
        FlutterInjector.setInstance(injector)

至此，核心代碼全部實作完畢，其他細節代碼可以見
https://coding.jd.com/jd_logistic/deferred_component_demo/，需要加權限的聯系shenmingliang1即可，

3.3 本地驗證

運行 flutter build appbundle --release --target-platform android-arm64 命令生成app-release.aab檔案，
.運行下列命令將app-release.aab決議出本地可以安裝的apks檔案：java -jar bundletool.jar build-apks --bundle=app-release.aab --output=app.apks --local-testing
解壓上一步生成的app.apks檔案，在加壓后的app檔案夾下找到splits/scoreComponent-arm64_v8a_2.apk，繼續解壓此apk檔案，在生成的scoreComponent-arm64_v8a_2檔案夾里找到lib/arm64-v8a/libapp.so-2.part.so 檔案，
執行 java -jar bundletool.jar install-apks --apks=app.apks命令安裝app.apks，此時打開安裝后的app，點擊首頁右下角的按鈕跳轉到DeferredPage頁面，此時頁面不會成功加載，并且會提示你“未在sd卡中找到so檔案”，
將第3步找到的lipase.so-2.part.so push到指定檔案夾下，命令如下 adb push libapp.so-2.part.so /storage/emulated/0/Android/data/com.example.deferred_official_demo/files，重啟app行程，并重新打開DeferredPage界面即可，

四、總結

官方實作方案對國內的使用來講，最大的限制無疑是Google Play，本文實作了一個脫離Google Play限制的最小demo，驗證了deferred components在國內使用的可行性，

參考：

https://docs.flutter.dev/perf/deferred-components
https://github.com/flutter/flutter/wiki/Deferred-Components

作者：京東物流沈明亮

內容來源：京東云開發者社區

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