Flutter 工程化框架选择 — add-to-app 的指路明灯

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这是 《Flutter 工程化框架选择》 系列的第五篇 ，就像之前说的，这个系列只是单纯告诉你，创建一个 Flutter 工程，或者说搭建一个 Flutter 工程脚手架，应该如何快速选择适合自己的功能模块，或者说这是一个指引系列，所以比较适合新手同学。

这算是目前 Flutter 上少有关于 add-to-app 支持的指导分析了。

本来没想写这个话题，因为 add-to-app 混合开发一直是 Flutter 的痛，但目前又属于无法避免的场景 ，有时候甚至还有 RN内嵌 Flutter UI 这种“鬼畜”需求，所以既然大家都有这样的需要，那就来聊聊这类工程下有哪些选择。

add-to-app

首先为什么 add-to-app 在 Flutter 里很特殊？因为 Flutter 里的控件和路由等是通过独立的 FlutterEngine 进行绘制和管理，所以 Flutter 脱离会平台的 UI 渲染机制和页面堆栈。

也就是 Flutter 对于原生平台来说是一个“单页面”应用，举一个之前经常说的例子，如下图所示：

  • 在当前 Flutter 端路由堆栈里有 FlutterA 和 FlutterB 两个页面 Flutter 页面；
  • 这时候打开新的 Activity / ViewController，启动了原生页面X，可以看到原生页面 X 作为新的原生页面加入到原生层路由后，把默认的 FlutterActivity / FlutterViewController 给挡住，也就是把 FlutterA 和 FlutterB 都被挡住；
  • 这时候在 Flutter 层再打开新的 FlutterC 页面，可以看到依然会被原生页面X挡住；

所以通过这部分内容可以看出来，Flutter 默认情况下作为“单页面”应用，他们的路由堆栈是和原生层存在不兼容的隔离，其他问题还有如：内存数据互通、UI 控件嵌套等，这些都是 add-to-app 的痛点。

那关于 add-to-app 集成方式的选择上，官方在 Android 提供了两种集成方法，在 iOS 提供了三种集成方式，我个人推荐选择以下的集成方式：

  • Android 本地aar + 远程aar ，这种集成方式 Android 开发团队本地可以不需要安装 Flutter SDK

  • iOS 生成 xcframework ，这种集成方式 iOS 开发团队本地可以不需要安装 Flutter SDK

当然以上集成方式最大的问题就是需要分开调试，但从项目耦合上和协调开发上我个人觉得会更符合要求。

另外，如果你对如何使用 add-to-app 还有疑问，那官方的 put-flutter-to-work 项目就是一个很好的参考例子。

add-to-app 跑不起来？参考这个 Demo 是你的最佳选择，例如配置依赖和通过 FlutterEngineCache 和 executeDartEntrypoint 预热 Engine 等。

混合路由

这是本篇的重点，通过前面简单的例子，我们可以预见在 add-to-app 里混合路由和数据共享将会是最大的障碍，例如：

  • 打开一个原生页面 A
  • 再打开一个 Flutter 页面 B
  • 再打开一个原生页面 C
  • 再打开一个 Flutter 页面 D

而这个过程中既要保证混合路由的同步，又要保证数据交互的畅通，那么在这个基础上，统一路由到原生页面堆栈， “多开 Flutter 页面” 就成为必然的需求，但是对“多开”的实现又有不同的选择：

  • 每个 Flutter 页面新建一个 Flutter Engine
  • 多个 Flutter 页面共享一个 Flutter Engine

不同实现各自的利弊，而本篇也是主要介绍它们的实现者各自的利弊。

FlutterEngineGroup

FlutterEngineGroup 可能对部分人来说比较陌生，它是在 Flutter 2.0 时发布的 add-to-app 的官方解决方案，FlutterEngineGroup 方案使用了多 Engine 混合支持，官方宣称除了一个 Engine 对象之外，后续每个 Engine 对象在 Android 和 iOS 上仅占用 180kB 。

以前的方案每多一个Engine ，可能就会多出 19MB Android 和 13MB iOS 的占用。

在使用 FlutterEngineGroup 之后，FlutterEngine 都将由 FlutterEngineGroup 去生成，生成的 FlutterEngine 可以独立应用于 FlutterActivity/FlutterViewController、 FlutterFragment 和 FlutterView 等。

其实 FlutterEngineGroup 不一定是用于混合路由，如下动图所示，在官方的 multiple_flutters 例子里也有在一个页面内放置两个 FlutterFragment 的实现，重点还是在于 FlutterEngineGroup 可以在多 Engine 混合模式下保持极低的内存占用。

之所以 FlutterEngineGroup 能在多 Engine 模式下保持极低的内存占用， 其实得益于通过 FlutterEngineGroup 生成的 FlutterEngine 可以共享 GPU 上下文， font metrics 和 isolate group snapshot ，也就是新 Engine 可以通过旧 Engine spawn 出来。

而 FlutterEngineGroup 里主要是通过 dartEntrypoint 来制定入口：

  • findAppBundlePath 默认指向的 flutter_assets 目录；
  • entrypoint 其实就是 dart 代码里启动方法的名称；也就是绑定了在 dart 中 runApp 的方法，在 dart 可以通过 @pragma('vm:entry-point') 来指定
  • dart 层和原生层通过 MethodChannel 共享数据

接入 FlutterEngineGroup 之后：

  • 在 dart 层面可以通过 MethodChannel 打开原始页面；
  • 在原生层可以通过新建 FlutterEngine 打开新的 Flutter 页面；
  • 甚至你还可以在原生层打开一个 FlutterView 的 Dialog；

当然，到这里你可能已经注意到了，因为每个 Flutter 页面都是一个独立的 Engine ，由于 dart isolate 的设计理念，每个独立 Engine 的 Flutter 页面内存是无法共享的。

也就是说，当你需要共享数据时，只能在原生层持有数据，然后注入或者传递到每个 Flutter 页面中，就像官方所说的，每个 Flutter 页面更像是一个独立 Flutter 模块。

当然这也造成了一些不必要的麻烦，比如：同一张图片，在原生层、不同 Flutter Engine 会出现多次加载的问题，这种问题可能就需要你针对 Flutter 的图片加载使用外界纹理，来实现在原生层统一的内存管理等。

而 FlutterEngineGroup 的好处也很直观：官方维护，不需要第三方框架，轻量级。

其实 FlutterEngineGroup 不只是在多页面下的场景有价值，就算你只有一个 Engine 也可以考虑它，例如当你在 Service 里去创建 Flutter Engine 并构建独立的 FlutterView 效果，但是页面在静止 20 分钟左右后就可能会出现：

E/MessageQueue-JNI: java.lang.RuntimeException: Cannot execute operation because FlutterJNI is not attached to native.

这个时候如果将 Engine 的创建方式换成 FlutterEngineGroup ，你会发现 Engine 因为多次创建和被回收的问题将得到极大程度的缓解。

这里为什么要介绍那么长的 FlutterEngineGroup ，因为它是后面的框架有很大关系。

flutter_boost

在 Flutter add-to-app 这个领域里， flutter_boost 相信大家肯定不会陌生，作为最早开源并且支持混合开发路由的框架，flutter_boost 采用的是单 Engine 内存共享的方式 。

这种实现方式的好处很明显：那就是 Dart 层面数据状态支持共享，因为只有一个 Engine ，但是问题也很明显，如下图是 flutter_boost 在 2.0 时的渲染流程，维护一个 Engine 渲染多个 Surface 这种非官方实让 flutter_boost 在很长一段时间没能快速推进项目。

不过 flutter_boost 几乎是早期 add-to-app 的不二之选，但如果你现在要使用 flutter_boost， 那么最好你的 Flutter SDK 是从 3.0 开始。

因为在 3.0 之前 flutter_boost 自己拷贝并维护了一套 Engine Embedding 层的自定义代码，这部分代码导致 flutter_boost 更新速度慢并且入侵性更强，而 flutter_boost 3.0 开始采用继承的方式扩展，后期兼容性更好。

虽然 flutter_boost 也表示 flutter_boost 3.0 会兼容 Flutter 2.0 ，但是你懂的。

从目前的 flutter_boost 3.0 上来看，新版本优势主要有：

  • 和 flutter_boost 2.0 对比 Android 和 iOS 两端 API 得到对齐，统一生命周期，代码优化后更好阅读

  • 不侵入 Engine 代码，兼容更多 Flutter 版本，避免因为 flutter_boost 而导致的无法升级 Flutter SDK 等问题

  • 目前在仍在维护

当然，如果是对比 FlutterEngineGroup flutter_boost 的优势在于：

  • 支持页面间数据传递
  • 统一的混合路由调用接口
  • Dart 层面数据支持共享
  • 支持跨端事件传递

那缺陷可能是什么？flutter_boost 采用的单 Engine 实现，最大问题就是可能遇到渲染切换上的时机问题，例如：

可以看到在 Flutter 的实现机制上维护一套机制外的逻辑缺失不容易，更不容易的是 flutter_boost 现在还在积极推进和维护，从目前来看 flutter_boost 3.0 会是一个不错的选择。

flutter_thrio

flutter_thrio 一开始是哈罗单车开源的 add-to-app 集成方案，后来哈罗不再维护之后，由 flutter_thrio 组织社区开源进行维护。

flutter_thrio 采用多 Engine 模式，同时又支持 Engine 复用的逻辑，从目前的代码（bf16529）上看，大概逻辑就是：

所有路由操作都通过原生端支持维护，而一个 ThrioFlutterActivity / FlutterViewController 可以承载多个 Dart 页面，如果 last 页面不是 Flutter 容器，就 spawn 一个新的 FlutterEngine 并构建新的 Flutter 容器页面。

flutter_thrio 的内部实现的多 Engine 模式和 FlutterEngineGroup 那套基本一样，不过它是通过反射拿到 FlutterEngine 里的 flutterJNI ，然后通过 spawn 构建新的 FlutterEngine 。

PS，目前 flutter_thrio 里的 isMultiEngineEnabled标识位感觉有些具备迷惑性，其实它更多是控制 entrypoint ，通过 entrypoint 来决定是否启动新的 FlutterEngine 容器。

另外 flutter_thrio 通过封装，在三端利用统一的 notify 接口来实现页面通知进行数据同步，这也是目前 add-to-app 里数据联通的常规实现方案。

那 flutter_thrio 有什么优势？

  • FlutterEngine 可以按需启动
  • 更低的内存占用
  • 统一的路由堆栈和数据接口
  • 轻量级代码，更简便接入

那这个库有什么问题？

  • 不兼容 Fragment 级别支持
  • 不提供 iOS 中存在的 present 功能
  • 官方不再维护，社区库维护投入有限，理解项目迭代纯靠源码：”不打算好好看看源码的使用者可以放弃这个库了，因为很多设定是比较死的，而我本人不打算花时间写太多文档“

flutter_thrio 很多 Feat 和想法还是很不错的，只是维护的资源有限，希望未来项目还能够继续持续推进。

mix_stack

mix_stack 是个人开源的混合路由库，从设计上看它类似于早期更轻量级的 boost ，采用的是单 Engine 模式，所以也是通过跳转 Flutter 容器时切换 Surface 来实现路由混合。

在 mix_stack 里每一个 Native Flutter Container 都会包含了一个独立的 Navigator 用于维持 Flutter 内栈管理，通过 Flutter 内 Stack 控制当前渲染 Native Container 所属的 Flutter 页面堆栈。

而 mix_stack 的特点就是支持多 Tab Flutter View 和 Flutter 端控制 Native 界面隐藏显示 ，其中最有意思的就是 Flutter 端控制 Native 界面隐藏显示的 NativeOverlayReplacer 。

举个例子，如下图所示，此时 FlutterView 上面有两个 Native 的控件 navigationBar 和 tabBar ，如果此时我们直接弹出新的 Flutter Route 肯定会被这两个 Native 控件遮挡，但是因为需要 Hero 效果，所以又不希望用新的原生容器去承载，这时候就可以用 NativeOverlayReplacer 。

如上图右侧动态，在页面内通过 NativeOverlayReplacer 指定 autoHidesOverlayNames ，然后在弹出 Flutter popup 路由之前调用 registerAutoPushHiding ，最终就可以实现 Flutter 控件“渲染在 Native” 之上的效果。

NativeOverlayReplacer(
  autoHidesOverlayNames: ["tabBar", "navigationBar"],
····  
NativeOverlayReplacer.of(context).registerAutoPushHiding

这里面的原理其实是在页面打开时，通过在原生层利用 createBitmap 将两个 Native 控件进行截图，并将 bitmap toByteArray 传递到 Flutter 层，之后只需要在 Flutter 控件展示时对原生控件进行隐藏，并通过 Stack 在相应位置绘制出 native 控件的 Bitmap ，就可以达到类似 Flutter 控件“渲染在 Native” 之上的效果。

所以针对 mix_stack 的优势在于：

  • 支持 View 级别调用
  • 更加灵活
  • 拥有 NativeOverlayReplacer 特性

  • 支持多 Tab Flutter View

    mix_stack 的劣势也很明显：

  • mix_stack 相对入侵性较强， 例如它在 android 上通过各种反射获取 FlutterView 里的 FlutterEngine 、 FlutterTextureView 等 ，同时还利用反射获取了 embedding 的各种内部变量和方法，这对持续维护和稳定性有一定的影响

  • 个人维护，目前用户不多，可踩坑程度未知。

PS：如果你跑 Demo 发现 Android Install Failed ，可以将 android/app 目录下的 debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:2.4' 屏蔽

fusion

fusion 采用的是 FlutterEngineGroup 方案，默认在 Flutter 与 Native 页面多次跳转情况下，APP 始终仅有一份 FlutterEngine 实例，也就是对应 fusion 里的 REUSE_MODE 。

当然， fusion 针对 FusionFragment 和 Dialog 等场景也提供了不复用场景，可以通过 FlutterEngineGroup 底成本构建独立 Engine 的支持。

如果从代码层面看，fusion 代码相对会简洁不少，比如 FusionActivity 在继承 FlutterActivity 之后，主要做的两件事：

  • 找到当前 activity 下的 FlutterView ，调用 detachFromFlutterEngine 停用
  • 在 onResume 里调用 engine.activityControlSurface.attachToActivity 和 flutterView?.attachToFlutterEngine 复用引擎。

fusion 的设计理念就是尽可能简洁地去融合对应逻辑，所以侵入性不高，能复用 embedding 相关的逻辑就不自定义，从目前 Demo 运行的情况下内存占用问题也还可以。

fusion 的优势其实在于作者对一些细节处理比较上心，比如：

  • Flutter 容器与 Native 容器跳转时状态栏图标颜色可能出现显示不正确的问题；
  • 混合开发时当栈顶是 Flutter 页面时进入到任务界面其应用名称不显示的问题；
  • 混合开发时 Android APP 在后台被系统回收后再次进入 Flutter 页面不能恢复的问题
  • 支持生命周期调用

当然 fusion 的劣势也很明显：

  • 作者 gtbluesky 好像并没有在 Github 开源，所以目前交流反馈存在问题
  • 存在某些场景下闪动问题
  • 暂不知道是否还有什么坑

PS：如果 demo 跑不起来，先把 compileSdkVersion 改为 32 ，所有 ext.kotlin_version 改为 '1.7.10' 就可以了

最后

通过上面分享关于 add-to-app 的现状和框架支持，相信大家对于相关的实现应该都有了一定的了解，采用什么方案和框架具体还是取决于你的需求场景，不管是哪个框架目前都有坑和局限，重点还是在于它未来是否持续维护，或者不维护了我们自己能否继续维护下去。

这里说一个题外话，其实开源更多是提供解决思路，有效的沟通和 PR 才能推进项目的健康发展，如果社区内基本都是一味的 issue 等待解决，那基本项目都很难长久，所以项目是不是 KPI 并不重要，重要的是它提供的思路是否有用，这才是我认为的开源里最大的价值。

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