Flutter框架：深入理解Flutter Platform Channel

大佬教程收集整理的这篇文章主要介绍了Flutter框架：深入理解Flutter Platform Channel，大佬教程大佬觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。

作者：闲鱼技术-皓黯@H_419_1@

相信读者们在阅读了我们之前的文章后，对Platform ChAnnel有了一定的理解和认识。但是由于篇幅有限，上文并未对Platform ChAnnel的工作原理进行详细的讲解。Platform ChAnnel如何工作，消息如何从Flutter端传递到Platform端，消息如何编解码，Platform ChAnnel工作在什么线程上，是否线程安全，Platform ChAnnel能否传递大内存数据块？本文试图结合官方例子，对上述问题进行详细的讲解。@H_419_1@@H_874_2@1. 理解Platform ChAnnel工作原理

Flutter定义了三种不同类型的ChAnnel，它们分别是@H_419_1@

• BasicmessageChAnnel：用于传递字符串和半结构化的信息。@H_419_1@

• @H_597_0@methodChAnnel：用于传递方法调用（method invocation）。@H_419_1@

• EventChAnnel: 用于数据流（event streams）的通信。@H_419_1@

三种ChAnnel之间互相独立，各有用途，但它们在设计上却非常相近。每种ChAnnel均有三个重要成员变量：@H_419_1@

• name:  String类型，代表ChAnnel的名字，也是其唯一标识符。@H_419_1@

• messager：Binarymessenger类型，代表消息信使，是消息的发送与接收的工具。@H_419_1@

• codec: messageCodec类型或MethodCodec类型，代表消息的编解码器。@H_419_1@

1.1. ChAnnel name

一个Flutter应用中可能存在多个ChAnnel，每个ChAnnel在创建时必须指定一个独一无二的name，ChAnnel之间使用Name来区分彼此。当有消息从Flutter端发送到Platform端时，会根据其传递过来的chAnnel name找到该ChAnnel对应的Handler（消息处理器）。@H_419_1@

1.2. 消息信使:Binarymessenger

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binarymessager@H_419_1@

虽然三种ChAnnel各有用途，但是他们与Flutter通信的工具却是相同的，均为Binarymessager。@H_419_1@

Binarymessenger是Platform端与Flutter端通信的工具，其通信使用的消息格式为二进制格式数据。当我们初始化一个ChAnnel，并向该ChAnnel注册处理消息的Handler时，实际上会生成一个与之对应的BinarymessageHandler，并以chAnnel name为key，注册到Binarymessenger中。当Flutter端发送消息到Binarymessenger时，Binarymessenger会根据其入参chAnnel找到对应的BinarymessageHandler，并交由其处理。@H_419_1@

Binarymessenger在Android端是一个接口，其具体实现为FlutterNativeView。而其在iOS端是一个协议，名称为FlutterBinarymessenger，FlutterViewController遵循了它。@H_419_1@

Binarymessenger并不知道ChAnnel的存在，它只和BinarymessageHandler打交道。而ChAnnel和BinarymessageHandler则是一一对应的。由于ChAnnel从BinarymessageHandler接收到的消息是二进制格式数据，无法直接使用，故ChAnnel会将该二进制消息通过Codec（消息编解码器）解码为能识别的消息并传递给Handler进行处理。@H_419_1@

当Handler处理完消息之后，会通过回调函数返回result，并将result通过编解码器编码为二进制格式数据，通过Binarymessenger发送回Flutter端。@H_419_1@

1.3. 消息编解码器:Codec

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binarymessager@H_419_1@

消息编解码器Codec主要用于将二进制格式的数据转化为Handler能够识别的数据，Flutter定义了两种Codec：messageCodec和MethodCodec。@H_419_1@

1.3.1. messageCodec

messageCodec用于二进制格式数据与基础数据之间的编解码。BasicmessageChAnnel所使用的编解码器就是messageCodec。@H_419_1@

Android中，messageCodec是一个接口，定义了两个方法:encodemessage接收一个特定的数据类型T，并将其编码为二进制数据ByteBuffer，而decodemessage则接收二进制数据ByteBuffer，将其解码为特定数据类型T。iOS中，其名称为FluttermessageCodec，是一个协议，定义了两个方法：encode接收一个类型为id的消息，将其编码为NSData类型，而decode接收NSData类型消息，将其解码为id类型数据。@H_419_1@

messageCodec有多种不同的实现：@H_419_1@

• BinaryCodec

  BinaryCodec是最为简单的一种Codec，因为其返回值类型和入参的类型相同，均为二进制格式（Android中为ByteBuffer，iOS中为NSData）。实际上，BinaryCodec在编解码过程中什么都没做，只是原封不动将二进制数据消息返回而已。或许你会因此觉得BinaryCodec没有意义，但是在某些情况下它非常有用，比如使用BinaryCodec可以使传递内存数据块时在编解码阶段免于内存拷贝。@H_419_1@

• StringCodec

  StringCodec用于字符串与二进制数据之间的编解码，其编码格式为UTF-8。@H_419_1@

• JSONmessageCodec

  JSONmessageCodec用于基础数据与二进制数据之间的编解码，其支持基础数据类型以及列表、字典。其在iOS端使用了NSJSONserialization作为序列化的工具，而在Android端则使用了其自定义的JSONUtil与StringCodec作为序列化工具。@H_419_1@

• StandardmessageCodec

  StandardmessageCodec是BasicmessageChAnnel的默认编解码器，其支持基础数据类型、二进制数据、列表、字典，其工作原理会在下文中详细介绍。@H_419_1@

1.3.2. MethodCodec

@H_597_0@methodCodec用于二进制数据与方法调用(MethodCall)和返回结果之间的编解码。MethodChAnnel和EventChAnnel所使用的编解码器均为MethodCodec。@H_419_1@

与messageCodec不同的是，MethodCodec用于MethodCall对象的编解码，@L_424_16@methodCall对象代表一次从Flutter端发起的方法调用。MethodCall有2个成员变量：String类型的@H_684_51@method代表需要调用的方法名称，通用类型(Android中为Object，iOS中为id)的arguments代表需要调用的方法入参。@H_419_1@

由于处理的是方法调用，故相比于messageCodec，MethodCodec多了对调用结果的处理。当方法调用成功时，使用encodesuccessEnvelope将result编码为二进制数据，而当方法调用失败时，则使用encodeErrorEnvelope将error的code、message、detail编码为二进制数据。@H_419_1@@H_597_0@methodCodec有两种实现：@H_419_1@

• JSONMethodCodec

  JSONMethodCodec的编解码依赖于JSONmessageCodec，当其在编码MethodCall时，会先将MethodCall转化为字典{"method":method,"args":args}。其在编码调用结果时，会将其转化为一个数组，调用成功为[result]，调用失败为[code,message,detail]。再使用JSONmessageCodec将字典或数组转化为二进制数据。@H_419_1@

• StandardMethodCodec

  @H_597_0@methodCodec的默认实现，StandardMethodCodec的编解码依赖于StandardmessageCodec，当其编码MethodCall时，会将method和args依次使用StandardmessageCodec编码，写入二进制数据容器。其在编码方法的调用结果时，若调用成功，会先向二进制数据容器写入数值0（代表调用成功），再写入StandardmessageCodec编码后的result。而调用失败，则先向容器写入数据1（代表调用失败），再依次写入StandardmessageCodec编码后的code，message和detail。@H_419_1@

1.4. 消息处理器：Handler

当我们接收二进制格式消息并使用COdec将其解码为Handler能处理的消息后，就该Handler上场了。Flutter定义了三种类型的Handler，与ChAnnel类型一一对应。我们向ChAnnel注册一个Handler时，实际上就是向Binarymessager注册一个与之对应的BinarymessageHandler。当消息派分到BinarymessageHandler后，ChAnnel会通过Codec将消息解码，并传递给Handler处理。@H_419_1@

1.4.1. messageHandler

messageHandler用户处理字符串或者半结构化的消息，其onmessage方法接收一个T类型的消息，并异步返回一个相同类型result。messageHandler的功能比较基础，使用场景较少，但是其配合BinaryCodec使用时，能够方便传递二进制数据消息。@H_419_1@

1.4.2. MethodHandler

@H_597_0@methodHandler用于处理方法的调用，其onmessage方法接收@L_424_16@methodCall类型消息，并根据MethodCall的成员变量@H_684_51@method去调用对应的API，当处理完成后，根据方法调用成功或失败，返回对应的结果。@H_419_1@

1.4.3. StreamHandler

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binarymessager@H_419_1@

StreamHandler与前两者稍显不同，用于事件流的通信，最为常见的用途就是Platform端向Flutter端发送事件消息。当我们实现一个StreamHandler时，需要实现其onListen和onCancel方法。而在onListen方法的入参中，有一个EventSink（其在Android是一个对象，iOS端则是一个block）。我们持有EventSink后，即可通过EventSink向Flutter端发送事件消息。@H_419_1@

实际上，StreamHandler工作原理并不复杂。当我们注册了一个StreamHandler后，实际上会注册一个对应的BinarymessageHandler到Binarymessager。而当Flutter端开始监听事件时，会发送一个二进制消息到Platform端。Platform端用MethodCodec将该消息解码为MethodCall，如果MethodCall的method的值为"listen"，则调用StreamHandler的onListen方法，传递给StreamHandler一个EventSink。而通过EventSink向Flutter端发送消息时，实际上就是通过Binarymessager的send方法将消息传递过去。@H_419_1@@H_874_2@2. 理解消息编解码过程

在官方文档《WriTing custom platform-specific code with platform chAnnels》中的获取设备电量的例子中我们发现，Android端的返回值是java.lang.Integer类型的，而iOS端返回值则是一个NSnumber类型的（通过NSnumber numberWithInt:获取）。而到了Flutter端时，这个返回值自动"变成"了dart语言的int类型。那么这中间发生了什么呢？@H_419_1@

Flutter官方文档表示，standard platform chAnnels使用standard messsage codec对message和response进行序列化和反序列化，message与response可以是Booleans, numbers, Strings, byte buffers,List, @H_684_51@maps等等，而序列化后得到的则是二进制格式的数据。@H_419_1@

所以在上文提到的例子中，java.lang.Integer或NSnumber类型的返回值先是被序列化成了一段二进制格式的数据，然后该数据传递到传递到Flutter侧后，被反序列化成了dart语言中的int类型的数据。@H_419_1@

Flutter默认的消息编解码器是StandardmessageCodec,其支持的数据类型如下：@H_419_1@

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binarymessager@H_419_1@

当message或response需要被编码为二进制数据时，会调用StandardmessageCodec的writeValue方法，该方法接收一个名为value的参数，并根据其类型，向二进制数据容器(NSMutableData或ByteArrayOutputStream)写入该类型对应的type值，再将该数据转化为二进制表示，并写入二进制数据容器。@H_419_1@

而message或者response需要被解码时，使用的是StandardmessageCodec的readValue方法，该方法接收到二进制格式数据后，会先读取一个byte表示其type，再根据其type将二进制数据转化为对应的数据类型。@H_419_1@

在获取设备电量的例子中，假设设备的电量为100，当这个值被转化为二进制数据时，会先向二进制数据容器写入int类型对应的type值:3，再写入由电量值100转化而得的4个byte。而当Flutter端接收到该二进制数据时，先读取第一个byte值，并根据其值得出该数据为int类型，接着，读取紧跟其后的4个byte，并将其转化为dart类型的int。@H_419_1@

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binarymessager@H_419_1@

对于字符串、列表、字典的编码会稍微复杂一些。字符串使用UTF-8编码得到的二进制数据是长度不定的，因此会在写入type后，先写入一个代表二进制数据长度的size，再写入数据。列表和字典则是写入type后，先写入一个代表列表或字典中元素个数的size，再递归调用writeValue方法将其元素依次写入。@H_419_1@@H_874_2@3. 理解消息传递过程

消息是如何从Flutter端传递到Platform端的呢？接下来我们以一次MethodChAnnel的调用为例，去理解消息的传递过程。@H_419_1@

3.1. 消息传递：从Flutter到Platform

3.1.1. Dart层

当我们在Flutter端使用MethodChAnnel的invokeMethod方法发起一次方法调用时，就开始了我们的消息传递之旅。invokeMethod方法会将其入参message和arguments封装成@L_424_16@methodCall对象，并使用MethodCodec将其编码为二进制格式数据，再通过Binarymessages将消息发出。（注意，此处提到的类名与方法名均为dart层的实现）@H_419_1@

上述过程最终会调用到ui.Window的_sendPlatformmessage方法，该方法是一个native方法，其实现在Native层，这与Java的JNI技术非常类似。我们向native层发送了三个参数：@H_419_1@

• name，String类型，代表ChAnnel名称@H_419_1@

• data，ByteData类型，即之前封装的二进制数据@H_419_1@

• callBACk，Function类型，用于结果回调@H_419_1@

3.1.2. Native层

到native层后，window.cc的SendPlatformmessage方法接受了来自dart层的三个参数，并对它们做了一定的处理：dart层的回调callBACk封装为native层的PlatformmessageResponseDart类型的response；dart层的二进制数据data转化为std::vector<uint8_t>类型数据data；根据response,data以及ChAnnel名称name创建一个Platformmessage对象，并通过dart_state->window()->client()->HandlePlatformmessage方法处理Platformmessage对象。@H_419_1@

dart_state->window()->client()是一个WindowClient，而其具体的实现为RuntimeController，RuntimeController会将消息交给其代理RuntimeDelegate处理。@H_419_1@

RuntimeDelegate的实现为ENGIne，ENGIne在处理message时，会判断该消息是否是为了获取资源（chAnnel等于"Flutter/assets"）,如果是，则走获取资源逻辑，否则调用ENGIne::Delegate的OnENGIneHandlePlatformmessage方法。@H_419_1@

ENGIne::Delegate的具体实现为SHell，其OnENGIneHandlePlatformmessage接收到消息后，会向PlatformTaskRunner添加一个Task，该Task会调用PlatformView的HandlePlatformmessage方法。值得注意的是，Task中的代码执行在PLatform Task Runner中，而之前的代码均执行在UI Task Runner中。@H_419_1@

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3.2. 消息处理

PlatformView的HandlePlatformmessage方法在不同平台有不同的实现，但是其基本原理是相同的。@H_419_1@

3.2.1. PlatformViewAndroid

PlatformViewAndroid的是Platformview的子类，也是其在Android端的具体实现。当PlatformViewAndroid接收到Platformmessage类型的消息时，如果消息中有response（类型为PlatformmessageResponseDart），则生成一个自增长的response_id,并以response_id为key，response为value存入字典pending_responses_中。接着，将chAnnel和data均转化为Java可识别的数据，通过JNI向Java层发起调用，将response_id、chAnnel和data传递过去。@H_419_1@

Java层中，被调用的代码为FlutterNativeView (Binarymessager的具体实现)的handlePlatformmessage，该方法会根据chAnnel找到对应的BinarymessageHandler并将消息传递给它处理。其具体处理过程我们已经在上文中详细分析过了，此处不再赘述。@H_419_1@

BinarymessageHandler处理完成后，FlutterNativeView会通过JNI调用native的方法，将response_data和response_id传递到native层。@H_419_1@

native层，PlatformViewAndroid的InvokePlatformmessageResponseCallBACk接收到了respond_id和response_data。其先将response_data转化为二进制结果，并根据response_id，从panding_responses_中找到对应的PlatformmessageResponseDart对象，调用其Complete方法将二进制结果返回。@H_419_1@

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3.2.2. PlatformViewIOS

PlatformViewIOS是PlatformView的子类，也是其在iOS端的具体实现，当PlatformViewIOS接收到message时会交给PlatformmessageRouter处理。@H_419_1@

PlatformmessageRouter通过Platformmessage中的chAnnel找到对应的FlutterBinarymessageHandler，并将二进制消息其处理，消息处理完成后，直接调用Platformmessage对象中的PlatformmessageResponseDart对象的Complete方法将二进制结果返回。@H_419_1@

3.3. 结果回传：从Platform到Flutter

PlatformmessageResponseDart的Complete方法向UI Task Runner添加了一个新的Task，这个Task的作用是将二进制结果从native的二进制数据类型转化为Dart的二进制数据类型response，并调用dart的callBACk将response传递到Dart层。@H_419_1@

Dart层接收到二进制数据后，使用MethodCodec将数据解码，并返回给业务层。至此，一次从Flutter发起的方法调用就完整结束了。@H_419_1@@H_874_2@4. 问题解析

4.1. Platform ChAnnel的代码运行在什么线程

在文章《深入理解Flutter引擎线程模型》中提及，Flutter ENGIne自己不创建线程，其线程的创建于管理是由enbedder提供的，并且Flutter ENGIne要求Embedder提供四个Task Runner,分别是Platform Task Runner,UI Task Runner，GPU Task Runner和IO Task Runner。@H_419_1@

实际上，在PLatform侧执行的代码运行在PLatform Task Runner中，而在Flutter app侧的代码则运行在UI Task Runner中。在Android和iOS平台上，Platform Task Runner跑在主线程上。因此，不应该在PLatform端的Handler中处理耗时操作。@H_419_1@

4.2. Platform ChAnnel是否线程安全

Platform ChAnnel并非是线程安全的，这一点在官方的文档也有提及。Flutter ENGIne中多个组件是非线程安全的，故跟Flutter ENGIne的所有交互（接口调用）必须发生在PLatform Thread。故我们在将Platform端的消息处理结果回传到Flutter端时，需要确保回调函数是在PLatform Thread（也就是Android和iOS的主线程）中执行的。@H_419_1@

4.3. 是否支持大内存数据块的传递

Platform ChAnnel实际上是支持大内存数据块的传递，当需要传递大内存数据块时，需要使用BasicmessageChAnnel以及BinaryCodec。而整个数据传递的过程中，唯一可能出现数据拷贝的位置为native二进制数据转化为Dart语言二进制数据。若二进制数据大于阈值时（目前阈值为1000byte）则不会拷贝数据，直接转化，否则拷贝一份再转化。@H_419_1@

4.4. 如何将Platform ChAnnel原理应用到开发工作中

实际上Platform ChAnnel的应用场景非常多，我们这里举一个例子：@H_419_1@

在平常的业务开发中，我们需要使用到一些本地图片资源，但是Flutter端是无法使用Platform端已存在的图片资源的。当Flutter端需要使用一个Platform端已有的图片资源时，只有将该图片资源拷贝一份到Flutter的Assert目录下才能使用。实际上，让Flutter端使用Platform端的资源并不是一件难事。@H_419_1@

我们可以使用BasicmessageChAnnel来完成这个工作。Flutter端将图片资源名name传递给Platform端，Native端使用Platform端接收到name后，根据name定位到图片资源，并将该图片资源以二进制数据格式，通过BasicmessageChAnnel，传递回Flutter端。@H_419_1@

在Flutter与Native混合开发的模式下，Platform ChAnnel的应用场景非常多，理解Platform ChAnnel的工作原理，有助于我们在从事这方面开发时能做到得心应手。@H_419_1@

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简历投递：@L_403_1@@H_419_1@@H_874_2@参考

https://flutter.io/platform-channels/@H_419_1@

https://github.com/flutter/flutter@H_419_1@

https://github.com/flutter/engine@H_419_1@

作者：闲鱼技术@H_419_1@

大佬总结

以上是大佬教程为你收集整理的Flutter框架：深入理解Flutter Platform Channel全部内容，希望文章能够帮你解决Flutter框架：深入理解Flutter Platform Channel所遇到的程序开发问题。

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