柚子快報邀請碼778899分享：Flutter熱更新技術(shù)探索

http://yzkb.51969.com/

一，需求背景：

APP 發(fā)布到市場后，難免會遇到嚴(yán)重的 BUG 阻礙用戶使用，因此有在不發(fā)布新版本 APP 的情況下使用熱更新技術(shù)立即修復(fù) BUG 需求。原生 APP（例如：Android & IOS）的熱更新需求已經(jīng)比較成熟，但 Flutter 技術(shù)棧目前還缺少類似的技術(shù)方案，因此 Flutter 研發(fā)團(tuán)隊，也需要類似的熱更新技術(shù)。

二，F(xiàn)lutter 熱更新技術(shù)方向分析：

經(jīng)過分析目前可能有三種可行的方案：1）類似 RN 框架；2）頁面動態(tài)組件框架；3）Dart 虛擬機(jī)定制方案；

方案名稱原理優(yōu)點缺點開源方案類似 RN 的方案用 JS 以 Flutter 語法寫 dart，然后用 JavaScript 把 XML DSL 轉(zhuǎn)為 Flutter 的原子 widget 組件，然后再讓 Flutter 來渲染由于 ios 系統(tǒng)內(nèi)置支持 js，ios 上完全可以實現(xiàn)更新1) 由于跨語言執(zhí)行，對于性能有影響；學(xué)習(xí)成本高 2) Android 端需要額外引入 JS 庫手 Q 的 MXFlutter，58 同城的 Fair頁面動態(tài)組件方案編譯期時插樁 / 預(yù)埋好 DynamicWidget 到代碼中，然后動態(tài)下發(fā) Json 數(shù)據(jù)，通過協(xié)定好的語義匹配到 JSON 內(nèi)的數(shù)據(jù)，動態(tài)替換 Widget 內(nèi)容來實現(xiàn)更新能支持 Android/iOS 兩端的更新1）UI 更新相對較容易，業(yè)務(wù)邏輯動態(tài)化較麻煩；2）語義解析器開發(fā)成本相對較大，且不易維護(hù) 3）需要一整套前后端服務(wù)和工具天貓的 Tangram，淘寶的 DinamicX 等Dart 虛擬機(jī)定制方案通過分析 Dart 虛擬機(jī)的原理，修改 Flutter Engine 層 Java/C++ 代碼實現(xiàn)熱更新的目標(biāo)；性能影響小，動態(tài)性很高，技術(shù)上可以替換所有 Flutter 頁面（包括 UI，邏輯，資源文件）由于使用的是定制引擎，需要維護(hù)不同版本的 Flutter 引擎代碼；未開源

因為其他方式都有開源的示例，本案將重點以第三種 “Dart 虛擬機(jī)定制方案” 為目標(biāo)，做方案的研究講解。

三，預(yù)備知識

在開始了解技術(shù)方案之前，需要提前了解一些相應(yīng)的技術(shù)概念：

3.1 Flutter 編譯模式

Flutter 開發(fā)語言是 Dart，它的編譯模式來自 Dart 的編譯模式，主要有 JIT (Just In Time) 和 AOT (Ahead Of Time)。

編譯模式名稱特點優(yōu)點缺點JIT即時編譯，典型例子 V8，它可以即時編譯運行 JS，只需要輸入源代碼字符串，就可以編譯運行代碼可以動態(tài)下發(fā)和執(zhí)行代碼，不用管 CPU 架構(gòu)，可以提供動態(tài)化內(nèi)容1, 大量字符串代碼讓 JIT 編譯器花費時間和內(nèi)存；2, 性能不好；AOT預(yù)先編譯，典型例子 C/C++，通過 GCC 編譯成二進(jìn)制代碼，然后安裝取得權(quán)限后才可以加載執(zhí)行事先編譯好的，加載和執(zhí)行速度快1, 編譯時區(qū)分 CPU 架構(gòu)；2, 生成的二進(jìn)制代碼包比較大；3, 二進(jìn)制代碼需要取得權(quán)限才可以執(zhí)行，無法在 ios 系統(tǒng)上動態(tài)更新

Flutter 編譯模式有：Debug，Release，Profile；

Flutter 編譯模式特點Debug對應(yīng) JIT 模式，支持設(shè)備和模擬器；打開了斷言，支持快速開發(fā)，支持 HotReload；并未對包大小，執(zhí)行速度做優(yōu)化；Release對應(yīng) AOT 模式，支持真機(jī)，不支持模擬器；禁止了所有斷言調(diào)試信息；對包大小，啟動和執(zhí)行速度進(jìn)行了優(yōu)化；Profile類似 Release 模式，保留了一些調(diào)試功能，幫助性能分析；

3.2 Flutter 編譯產(chǎn)物分析 Flutter 下的 iOS/Android 工程本質(zhì)上是一個標(biāo)準(zhǔn)的 iOS/Android 的工程；IOS 平臺： Flutter 通過在 BuildPhase 中添加 shell (xcode_backend.sh) 來生成和嵌入 App.framework 和 Flutter.framework 到 ios; Android 平臺： Flutter 通過 gradle 來添加 flutter.jar 和編譯完的二進(jìn)制文件添加到 Android;3.2.1 引擎層結(jié)構(gòu)分析：

3.2.2 Android 編譯產(chǎn)物的分析

3.2.3 IOS 編譯產(chǎn)物的分析

四，熱更新技術(shù)方案分析

4.1 業(yè)務(wù)代碼分析

根據(jù) “3.3.1” ～“3.3.2” 的分析可以確定無論是 IOS 還是 Android APP 業(yè)務(wù)代碼都是由四個段組成：kDartVmSnapshotData、kDartVmSnapshotInstructions、kDartIsolateSnapshotData、kDartIsolateSnapshotInstructions；理論上只要能動態(tài)替換加載的代碼段 & 數(shù)據(jù)段代碼即可實現(xiàn)目標(biāo)。

名稱注釋作用注釋kDartIsolateSnapshotDataDart isolate 數(shù)據(jù)段類信息，全局變量，函數(shù)指針等允許動態(tài)下發(fā)kDartIsolateSnapshotInstructionsDart isolate 指令段包含由 Dart isolate 執(zhí)行的 AOT 代碼IOS 不允許動態(tài)下發(fā)kDartVmSnapshotDatavm isolate 數(shù)據(jù)段isolate 之間共享的 Dart 堆 (heap) 的初始狀態(tài)允許動態(tài)下發(fā)kDartVmSnapshotInstructionsvm isolate 指令段包含 VM 中所有 Dart isolate 之間共享的通用程序的 AOT 指令I(lǐng)OS 不允許動態(tài)下發(fā)

注釋：isolate, snapshot, vm isolate 含義解釋如下：

名稱含義isolateDart 是單線程，isolate 跟線程差不多，可以理解為 Dart 中的線程。isolate 與線程的區(qū)別：線程與線程之間是共享內(nèi)存的，而 isolate 和 isolate 之間是內(nèi)存不共享的。不存在鎖競爭問題，兩個 Isolate 完全是兩條獨立的執(zhí)行線，且每個 Isolate 都有自己的事件循環(huán)，它們之間只能通過發(fā)送消息通信，所以它的資源開銷低于線程。snapshot將類信息、全局變量、函數(shù)指令直接以序列化的方式存在磁盤中，稱為 Snapshot（快照）。vm isolate同一個進(jìn)程里可以有很多 isolate，但兩個 isolate 的堆區(qū)是不能共享的，所以官方設(shè)計了 VM isolate，也就是 kDartVmSnapshot，用來多個 isolate 之間的交互。

4.2 業(yè)務(wù)代碼的加載分析（運行時）

按照 4.1 的分析思路，我們首先需要了解 Flutter 運行時代碼加載的完整流程，經(jīng)過梳理分析流程如下：1 ）Android- APP 業(yè)務(wù)代碼的加載流程：

2）IOS- APP 業(yè)務(wù)代碼的加載流程：

4.3 業(yè)務(wù)代碼的編譯生成（編譯時）

根據(jù)以上的分析，我們知道了 Flutter 業(yè)務(wù)代碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也知道了在運行時如何加載，因此我們只需要在編譯時做更改，產(chǎn)生自己需要的代碼段，和數(shù)據(jù)段文件。在運行時加載自己的構(gòu)建產(chǎn)物即可達(dá)到目標(biāo)。1）在此以 IOS 構(gòu)建自己的業(yè)務(wù)代碼流程做詳細(xì)分析：

** 有完成構(gòu)建流程可以分析，基本流程是 “Dart Code（業(yè)務(wù)代碼）” -> (通過 Dart 編譯器 gen_snapshot.cc) 生成 snapshot_assemble.S 的匯編文件 -> (通過 xcrun 工具) 生成 snapshot_assemble.o 的 obj 文件 -> (通過 xcun clang 工具鏈) 生成了 App.Framework。2）Android 的產(chǎn)物構(gòu)建流程和 IOS 類似。由于 Android 有其他更簡單的方案， 因此省略詳細(xì)的構(gòu)建流程分析，大致如下：

4.4 實現(xiàn)熱更新的方案探索

根據(jù)上面的技術(shù)分析結(jié)果，已經(jīng)可以獨立生成自己的代碼段，數(shù)據(jù)段文件。通過需改虛擬機(jī)底層代碼的方式，也可以動態(tài)的加載運行。但由于 IOS 系統(tǒng)目前底層的系統(tǒng)還不能動態(tài)加載可讀寫的代碼段數(shù)據(jù)到內(nèi)存中，所以還有技術(shù)難點需要突破。但 Android 端有更簡單的路徑可以解決，因此下面以 Android 端為例重點分析思路，大致如下圖所示：

由上圖可以得知，Android 端 熱修復(fù)核心步驟如下：

1， 修改 Flutter Engine 代碼，加載指定路徑的 libapp.so 和 flutter_aasets，比如私有目錄 (data/data/files)；

2， 編譯 APK 時，利用 Gradle Transform 插件，根據(jù) Flutter SDK 的 engine version 動態(tài)替換官方的 Flutter engine，最終寫入修改后的 engine 到 APK；

3， 生成補丁包：利用 BSdiff 算法比較新舊 APK 文件，生成 patch 補丁包

4， APP 啟動時訪問后端接口，根據(jù)參數(shù)（app 的版本號，補丁包版本號，md5，flutter SDK 版本號，Engine 版本號）拉取補丁包；

5， 合成補丁包：校驗 md5，app 版本號，補丁版本號，安裝時間；

6， 自定義 Flutter Engine 加載指定路徑的 libapp.so 和 flutter_assets 資源文件；

柚子快報邀請碼778899分享：Flutter熱更新技術(shù)探索

http://yzkb.51969.com/

相關(guān)鏈接