Channel: flutter平台层与运行层的双向通信

Posted 2022-02-09 lindeer

环境: flutter sdk [email protected]
对应 flutter engine: 52c7a1e849a170be4b2b2fe34142ca2c0a6fea1f

存在这样的情形: flutter应用的视图控件响应用户的输入(比如KeyEvent), 需要将平台的按键数据传递到flutter的dart环境并响应, 同时应用可能因为某个操作需要调用平台的接口让手机震动. 但是flutter的App视图运行dart代码,平台(android)运行Java代码, 同时dart层无法识别java层定义的对象类, 这就需要将数据在不同的运行环境中传递, flutter框架中的channel机制其实就是实现这个目的的.

一些文章和部分代码可能会让人感到困扰, 为什么已经有send接口了还要添加一个setMessageHander接口, 同时send已经有回调reply了, 怎么MessageHandler除了数据还有带一个reply.

理解的关键其实就是这个channel, 顾名思义, 就是进行数据传送的通道, 在平台层(java)与运行层(dart)进行数据通信. 一旦涉及通信就涉及对象传递, 而在不同运行时(runtime)环境进行对象传递就必然涉及对象序列化了. 所以不用被名称迷惑, 所谓的MessageCodec其实就是专门作对象序列化的实例, 而通道既然能发送数据也必须能够接收数据, 如此的双向通信, 仅此而已.

一个通道关联3个对象： 名称, 操作与序列化, 操作即具体做收发消息的工作, 即Messenger. 而消息按类型又分为普通对象, 操作方法, 数据流, 对应着3种基本通道: BasicMessageChannel<T>, MethodChannel, EventChannel

发送有时机, 接收无定时

平台端(android)可以显式的创建一个通道, 通道建立后既可作为发送端又可作为接收端, 作为发送端可以主动的传送相关数据, 是为有时机, 作为接收端, 只能被动等待数据到来, 是为无定时

数据发送

调用一个通道的send方法,即为发送数据了, 有时发送完数据需要一个反馈, 于是有另一个回调参数Reply<T>, 这个回复是接收端反馈给发送端后发送端作的响应, 可以叫做发送回复.

数据接收

每种通道都设置了一个setMessageHandler的方法, MessageHandler<T>其实就是通道的数据接收器, 更容易理解的名字应该是MessageReceiver, 专门等待发送端发送的数据; 表示通道建立后作为接收方接收数据后进行的处理, 数据处理完之后可能需要再反馈给发送端, 所以MessageHandler<T>.onMessage(T message, Reply<T> reply)中的Reply<T>是接收端反馈给发送端的回复, 可以叫做接收回复

通道解码

理解了通道本质, 通道的解码MessageCodec就显而易见了, 也就显得不那么重要了: 在数据通信过程中针对各种各样的数据对象进行序列化和反序列化. 我们自己也完全可以定制自己的序列方式(比如gson), 因为无论是c++层java层还是dart层, 只能读写字节.

可以总结如下：
通道的本质即数据通信
通道的解码即对数据进行序列化和反序列化
通道可作为发送端也可作为接收端
通道最终是以二进制字节的形态传送数据
c++消弥平台的差异(android,ios), 同时提供统一的接口和方式供dart使用

数据发送示例

普通对象传递-以Android端传递按键事件至dart端为例
按键数据被包装成一个对象实例，通道对象类型是BinaryMessenger<Object>调用序列如下：

FlutterView.onKeyDown
  AndroidKeyProcessor.onKeyDown
    KeyEventChannel.keyDown
     BasicMessageChannel.send
       BinaryMessenger.send -> DartExecutor.send
         DartMessenger.send
           FlutterJNI.dispatchPlatformMessage

最终调用了BinaryMessenger的send方法, 其实现体是DartExecutor, DartExecutor是平台层与运行层交互的点, 它实现了平台向dart调用, dart向平台的响应.

调用dart方法-以Android端传递导航事件至dart端为例
activity响应打开页面的方法onNewIntent被flutter定义了一个导航方法，通道对象类型是MethodChannel, 调用序列如下：

FlutterActivityDelegate.onNewIntent
  FlutterActivityDelegate.loadIntent
    FlutterView.setInitialRoute
      NavigationChannel.setInitialRoute
        MethodChannel.invokeMethod
          new MethodCall
          JSONMethodCodec.encodeMethodCall
          BinaryMessenger.send -> DartExecutor.send
            DartMessenger.send
              FlutterJNI.dispatchPlatformMessage

可以看到方法的名称与参数被包装成了MethodCall, 结构体被序列化成了字节之后传递给dart, 最终还是调用了DartMessenger的send方法

此外还有EventChannel，但是在代码中没有实例化(2019.06.24 flutter-engine:52c7a1e8)就先不分析了，本质与原理还是一样的。

响应发送回复

可以看到DartMessenger用pendingReplies:Map<>缓存了BinaryMessenger.BinaryReply, 待dart代码执行完发送端操作后响应handlePlatformMessageResponse时取出, 完成发送反馈, 在MethodChannel中即为方法返回值.

数据接收示例

接收dart层通知
目前代码中只有AccessibilityChannel有用到BasicMessageChannel.MessageHandler, 这是为了设置android视图View的Accessibility属性, 平常开发不怎么用到, 但毫无疑问,最终调用的还是平台层的相关代码

接收dart层调用-以Android端调用平台类PlatformChannel为例
PlatformChannel负责dart层向平台层调用的统一操作, 其创建过程如下

FlutterView.FltterView()
  new PlatformChannel
    new MethodChannel
    MethodChannel.setMethodCallHandler
      BinaryMessenger.setMessageHandler -> DartExecutor.setMessageHandler
        DartMessenger.setMessageHandler
  new PlatformPlugin
    PlatformChannel.setPlatformMessageHandler

DartMessenger用messageHandlers根据通道名称缓存了BinaryMessenger.BinaryMessageHandler, 平台层作为接收方不定时等待dart层发送数据, 方法调用流程如下:

DartMessenger.handleMessageFromDart
  BinaryMessenger.BinaryMessageHandler.onMessage -> MethodChannel.IncomingMethodCallHandler.onMessage
    MethodCallHandler.onMethodCall -> PlatformChannel.parsingMethodCallHandler.onMethodCall
      PlatformMessageHandler.vibrateHapticFeedback -> PlatformPlugin.mPlatformMessageHandler.vibrateHapticFeedback
        PlatformPlugin.vibrateHapticFeedback
          View.performHapticFeedback

由上可见DartMessenger是channel机制中最为重要的核心类, 是在平台层负责与运行层通信的最关键角色.