你好,我是陈航。在本次课程的最后一个主题里,我来和你聊聊如何设计自己的 Flutter 混合开发框架。

所谓混合开发,是指在 App 的整体架构继续使用原生技术栈的基础上,将 Flutter 运行环境嵌入到原生 App 工程中:由原生开发人员为 Flutter 运行提供宿主容器及基础能力支撑,而 Flutter 开发人员则负责应用层业务及 App 内大部分渲染工作。

这种开发模式的好处十分明显。对于工程师而言,跨平台的 Flutter 框架减少了对底层环境的依赖,使用完整的技术栈和工具链隔离了各个终端系统的差异,无论是 Android、iOS 甚至是前端工程师,都可以使用统一而标准化的能力进行业务开发,从而扩充了技能栈。而对于企业而言,这种方式不仅具备了原生 App 良好的用户体验,以及丰富的底层能力,还同时拥有了跨平台技术开发低成本和多端体验一致性的优势,直接节省研发资源。

那么,在原生工程中引入 Flutter 混合开发能力,我们应该如何设计工程架构,原生开发与 Flutter 开发的工作模式又是怎样的呢?

接下来,在今天的分享中,我会着重为你介绍这两个主题设计思路和建设方向;而在下一次分享中,我则会通过一个实际的案例,与你详细说明在业务落地中,我们需要重点考虑哪些技术细节,这样你在为自己的原生工程中设计混合开发框架时也就有迹可循了。

混合开发架构

第 41 篇文章中,我与你介绍了软件功能分治的两种手段,即组件化和平台化,以及如何在满足单向依赖原则的前提下,以分层的形式将软件功能进行分类聚合的方法。这些设计思想,能够让我们在设计软件系统架构时,降低整体工程的复杂性,提高 App 的可扩展性和可维护性。

与纯 Flutter 工程能够以自治的方式去分拆软件功能、管理工程依赖不同,Flutter 混合工程的功能分治需要原生工程与 Flutter 工程一起配合完成,即:在 Flutter 模块的视角看来,一部分与渲染相关的基础能力完全由 Flutter 代码实现,而另一部分涉及操作系统底层、业务通用能力部分,以及整体应用架构支撑,则需要借助于原生工程给予支持。

在第 41 篇文章中,我们通过四象限分析法,把纯 Flutter 应用按照业务和 UI 分解成 4 类。同样的,混合工程的功能单元也可以按照这个分治逻辑分为 4 个维度,即不具备业务属性的原生基础功能、不具备业务属性的原生 UI 控件、不具备 UI 属性的原生基础业务功能和带 UI 属性的独立业务模块。

图 1 四象限分析法

从图中可以看到,对于前 3 个维度(即原生 UI 控件、原生基础功能、原生基础业务功能)的定义,纯 Flutter 工程与混合工程并无区别,只不过实现方式由 Flutter 变成了原生;对于第四个维度(即独立业务模块)的功能归属,考虑到业务模块的最小单元是页面,而 Flutter 的最终呈现形式也是独立的页面,因此我们把 Flutter 模块也归为此类,我们的工程可以像依赖原生业务模块一样直接依赖它,为用户提供独立的业务功能。

我们把这些组件及其依赖按照从上到下的方式进行划分,就是一个完整的混合开发架构了。可以看到,原生工程和 Flutter 工程的边界定义清晰,双方都可以保持原有的分层管理依赖的开发模式不变。

图 2 Flutter 混合开发架构

需要注意的是,作为一个内嵌在原生工程的功能组件,Flutter 模块的运行环境是由原生工程提供支持的,这也就意味着在渲染交互能力之外的部分基础功能(比如网络、存储),以及和原生业务共享的业务通用能力(比如支付、账号)需要原生工程配合完成,即原生工程以分层的形式提供上层调用接口,Flutter 模块以插件的形式直接访问原生代码宿主对应功能实现。

因此,不仅不同归属定义的原生组件之前存在着分层依赖的关系,Flutter 模块与原生组件之前也隐含着分层依赖的关系。比如,Flutter 模块中处于基础业务模块的账号插件,依赖位于原生基础业务模块中的账号功能;Flutter 模块中处于基础业务模块的网络插件,依赖位于原生基础功能的网络引擎。

可以看到,在混合工程架构中,像原生工程依赖 Flutter 模块、Flutter 模块又依赖原生工程这样跨技术栈的依赖管理行为,我们实际上是通过将双方抽象为彼此对应技术栈的依赖,从而实现分层管理的:即将原生对 Flutter 的依赖抽象为依赖 Flutter 模块所封装的原生组件,而 Flutter 对原生的依赖则抽象为依赖插件所封装的原生行为。

Flutter 混合开发工作流

对于软件开发而言,工程师的职责涉及从需求到上线的整个生命周期,包含需求阶段 -> 方案阶段 -> 开发阶段 -> 发布阶段 -> 线上运维阶段。可以看出,这其实就是一种抽象的工作流程。

其中,和工程化关联最为紧密的是开发阶段和发布阶段。我们将工作流中和工程开发相关的部分抽离,定义为开发工作流,根据生命周期中关键节点和高频节点,可以将整个工作流划分为如下七个阶段,即初始化 -> 开发 / 调试 -> 构建 -> 测试 -> 发布 -> 集成 -> 原生工具链:

图 3 Flutter 混合开发工作流

前 6 个阶段是 Flutter 的标准工作流,最后一个阶段是原生开发的标准工作流。

可以看到,在混合开发工作模式中,Flutter 的开发模式与原生开发模式之间有着清晰的分工边界:Flutter 模块是原生工程的上游,其最终产物是原生工程依赖。从原生工程视角看,其开发模式与普通原生应用并无区别,因此这里就不再赘述了,我们重点讨论 Flutter 开发模式

对于 Flutter 标准工作流的 6 个阶段而言,每个阶段都会涉及业务或产品特性提出的特异性要求,技术方案的选型,各阶段工作成本可用性、可靠性的衡量,以及监控相关基础服务的接入和配置等。

每件事儿都是一个固定的步骤,而当开发规模随着文档、代码、需求增加时,我们会发现重复的步骤越来越多。此时,如果我们把这些步骤像抽象代码一样,抽象出一些相同操作,就可以大大提升开发效率。

优秀的程序员会发掘工作中的问题,从中探索提高生产力的办法,而转变思维模式就是一个不错的起点。以持续交付的指导思想来看待这些问题,我们希望整体方案能够以可重复、可配置化的形式,来保障整个工作流的开发体验、效率、稳定性和可靠性,而这些都离不开 Flutter 对命令行工具支持。

比如,对于测试阶段的 Dart 代码分析,我们可以使用 flutter analyze 命令对代码中可能存在的语法或语义问题进行检查;又比如,在发布期的 package 发布环节,我们可以使用 flutter packages pub publish –dry-run 命令对待发布的包进行发布前检查,确认无误后使用去掉 dry-run 参数的 publish 命令将包提交至 Pub 站点。

这些基本命令对各个开发节点的输入、输出以及执行过程进行了抽象,熟练掌握它们及对应的扩展参数用法,我们不仅可以在本地开发时打造一个易用便捷的工程开发环境,还可以将这些命令部署到云端,实现工程构建及部署的自动化。

我把这六个阶段涉及的关键命令总结为了一张表格,你可以结合这张表格,体会落实在具体实现中的 Flutter 标准工作流。

表 1 Flutter 标准工作流命令

总结

对于 Flutter 混合开发而言,如何处理好原生与 Flutter 之间的关系,需要从工程架构与工作模式上定义清晰的分工边界。

在架构层面,将 Flutter 模块定义为原生工程的独立业务层,以原生基础业务层向 Flutter 模块提供业务通用能力、原生基础能力层向 Flutter 模块提供基础功能支持这样的方式去分层管理依赖。

在工作模式层面,将作为原生工程上游的 Flutter 模块开发,抽象为原生依赖产物的工程管理,并提炼出对应的工作流,以可重复、配置化的命令行方式对各个阶段进行统一管理。

可以看到,在原生 App 工程中引入 Flutter 运行环境,由原生开发主做应用架构和基础能力赋能、Flutter 开发主做应用层业务的混合开发协作方式,能够综合原生 App 与 Flutter 框架双方的特点和优势,不仅可以直接节省研发资源,也符合目前行业人才能力模型的发展趋势。

思考题

除了工程依赖之外,我们还需要管理 Flutter SDK 自身的依赖。考虑到 Flutter SDK 升级非常频繁,对于多人协作的团队模式中,如何保证每个人使用的 Flutter SDK 版本完全一致呢?

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