Flutter 熱更新功能實現

Flutter 官方在 GitHub 上聲明是暫時不支持熱更新的，但是在 Flutter 的源碼裏，是有一部分預埋的熱更新相關的代碼，並且通過一些我們自己的手段，在Android端是能夠實現動態更新的功能的。

Flutter 產物的探究

不論是創建完全的 Flutter項目，還是 Native以 Moudle得方式集成 Flutter，亦或是 Native以 aar方式集成 Flutter，最終 Flutter在 Andorid端的 App 都是以 Native項目+ Flutter 的UI產物存在的。所以在這裏拆開一個 Flutter在 release模式下編譯後生成 aar包來做分析：

我們關注重點在 assets，jni，libs 這 3 個目錄中，其他的文件都是 Nactive層殼工程的產物；

jni ：該目錄下存在文件 libflutter.so，該文件爲 Flutter Engine (引擎) 層的 C++實現，提供skia(繪製引擎)，Dart，Text(紋理繪製)等支持；

libs：該目錄下存在文件爲 flutter.jar，該文件爲 Flutter embedding (嵌入) 層的 Java實現，該層提供給 Flutter 許多Native層平臺系統功能的支持，比如創建線程。

assets:該目錄下分爲兩部分：

1. flutter_assets 目錄：該目錄下存放Flutter 我們應用層的資源，包括images,font等；

2. isolate_snapshot_data，isolate_snapshot_instr，vm_snapshot_data，vm_snapshot_instr 文件：這 4 個文件分別對應 isolate，VM 的數據段和指令段文件。這四個文件就是我們自己的 Flutter 代碼的產物了。

Flutter 代碼的熱更新

代碼探究

在我們的 Native 項目中，會在 FlutterMainActivity 中，通過調用 Flutter 這個類來創建 View：

flutterView = Flutter.createView(this, getLifecycle(), route);
layoutParams = new FrameLayout.LayoutParams(FrameLayout.LayoutParams.MATCH_PARENT,
FrameLayout.LayoutParams.MATCH_PARENT);
addContentView(flutterView, layoutParams);

查看 Flutter 類代碼，發現 Flutter 類主要做了幾件事：
1. 使用 FlutterNative 加載 View，設置路由，使用 lifecycle 綁定生命週期；
2. 使用 FlutterMain 初始化，重點關注這裏。

public static FlutterView createView(@NonNull final Activity activity, @NonNull Lifecycle lifecycle, String initialRoute) {
FlutterMain.startInitialization(activity.getApplicationContext());
FlutterMain.ensureInitializationComplete(activity.getApplicationContext(), (String[])null);
FlutterNativeView nativeView = new FlutterNativeView(activity);

所以，真正初始化的相關代碼是在 FlutterMian 中：

public static void startInitialization(Context applicationContext, FlutterMain.Settings settings) {
if (Looper.myLooper() != Looper.getMainLooper()) {
throw new IllegalStateException("startInitialization must be called on the main thread");
} else if (sSettings == null) {
sSettings = settings;
long initStartTimestampMillis = SystemClock.uptimeMillis();
initConfig(applicationContext);
initAot(applicationContext);
initResources(applicationContext);
System.loadLibrary("flutter");
long initTimeMillis = SystemClock.uptimeMillis() - initStartTimestampMillis;
nativeRecordStartTimestamp(initTimeMillis);
}
}

在 startInitialization 中，主要執行了三個初始化方法 initConfig(applicationContext)，initAot(applicationContext)，initResources(applicationContext)，最後記錄了執行時間；

在 initConfig 中：

private static void initConfig(Context applicationContext) {
try {
Bundle metadata = applicationContext.getPackageManager().getApplicationInfo(applicationContext.getPackageName(), 128).metaData;
if (metadata != null) {
sAotSharedLibraryPath = metadata.getString(PUBLIC_AOT_AOT_SHARED_LIBRARY_PATH, "app.so");
sAotVmSnapshotData = metadata.getString(PUBLIC_AOT_VM_SNAPSHOT_DATA_KEY, "vm_snapshot_data");
sAotVmSnapshotInstr = metadata.getString(PUBLIC_AOT_VM_SNAPSHOT_INSTR_KEY, "vm_snapshot_instr");
sAotIsolateSnapshotData = metadata.getString(PUBLIC_AOT_ISOLATE_SNAPSHOT_DATA_KEY, "isolate_snapshot_data");
sAotIsolateSnapshotInstr = metadata.getString(PUBLIC_AOT_ISOLATE_SNAPSHOT_INSTR_KEY, "isolate_snapshot_instr");
sFlx = metadata.getString(PUBLIC_FLX_KEY, "app.flx");
sFlutterAssetsDir = metadata.getString(PUBLIC_FLUTTER_ASSETS_DIR_KEY, "flutter_assets");
}

} catch (NameNotFoundException var2) {
throw new RuntimeException(var2);
}
}

在 initResources 中：

sResourceExtractor = new ResourceExtractor(applicationContext);
sResourceExtractor.addResource(fromFlutterAssets(sFlx)).addResource(fromFlutterAssets(sAotVmSnapshotData)).addResource(fromFlutterAssets(sAotVmSnapshotInstr)).addResource(fromFlutterAssets(sAotIsolateSnapshotData)).addResource(fromFlutterAssets(sAotIsolateSnapshotInstr)).addResource(fromFlutterAssets("kernel_blob.bin"));
if (sIsPrecompiledAsSharedLibrary) {
sResourceExtractor.addResource(sAotSharedLibraryPath);
} else {
sResourceExtractor.addResource(sAotVmSnapshotData).addResource(sAotVmSnapshotInstr).addResource(sAotIsolateSnapshotData).addResource(sAotIsolateSnapshotInstr);
}

sResourceExtractor.start();

在 ResourceExtractor 類中，通過名字就能知道這個類是做資源提取的。把 add 的 Flutter 相關文件從 assets 目錄中取出來，該類中 ExtractTask 的 doInBackground 方法中：

File dataDir = new File(PathUtils.getDataDirectory(ResourceExtractor.this.mContext));

這句話指定了資源提取的目的地，即 data/data/包名/app_flutter，如下：

如圖，可以看到該目錄是的訪問權限是可讀可寫，所以理論上，我們只要把自己的 Flutter 產物下載後，從內存 copy 到這裏，便能夠實現代碼的動態更新。

代碼實現

public class FlutterUtils {

 private static String TAG = "FlutterUtils.class";
 private static String flutterZipName = "flutter-code.zip";
 private static String fileSuffix = ".zip";
 private static String zipPath = Environment.getExternalStorageDirectory().getPath() + "/k12/" + flutterZipName;
 private static String targetDirPath = zipPath.replace(fileSuffix, "");
 private static String targetDirDataPath = zipPath.replace(fileSuffix, "/data");

 /**
 * Flutter 代碼熱更新第一步： 解壓 Flutter 的壓縮文件
 */
 public static void unZipFlutterFile() {
 Log.i(TAG, "unZipFile: Start");
 try {
 unZipFile(zipPath, targetDirPath);
 Log.i(TAG, "unZipFile: Finish");
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * Flutter 代碼熱更新第二步： 將 Flutter 的相關文件移動到 AppData 的相關目錄,APP啓動時調用
 *
 * @param mContext 獲取 AppData 目錄需要
 */
 public static void copyDataToFlutterAssets(Context mContext) {
 String appDataDirPath = PathUtils.getDataDirectory(mContext.getApplicationContext()) + File.separator;
 Log.d(TAG, "copyDataToFlutterAssets-filesDirPath:" + targetDirDataPath);
 Log.d(TAG, "copyDataToFlutterAssets-appDataDirPath:" + appDataDirPath);
 File appDataDirFile = new File(appDataDirPath);
 File filesDirFile = new File(targetDirDataPath);
 File[] files = filesDirFile.listFiles();
 for (File srcFile : files) {
 if (srcFile.getPath().contains("isolate_snapshot_data")
 || srcFile.getPath().contains("isolate_snapshot_instr")
 || srcFile.getPath().contains("vm_snapshot_data")
 || srcFile.getPath().contains("vm_snapshot_instr")) {
 File targetFile = new File(appDataDirFile + "/" + srcFile.getName());
 FileUtil.copyFileByFileChannels(srcFile, targetFile);
 Log.i(TAG, "copyDataToFlutterAssets-copyFile:" + srcFile.getPath());
 }
 }
 Log.i(TAG, "copyDataToFlutterAssets: Finish");
 }

 /**
 * 解壓縮文件到指定目錄
 *
 * @param zipFileString 壓縮文件路徑
 * @param outPathString 目標路徑
 * @throws Exception
 */
 private static void unZipFile(String zipFileString, String outPathString) {
 try {
 ZipInputStream inZip = new ZipInputStream(new FileInputStream(zipFileString));
 ZipEntry zipEntry;
 String szName = "";
 while ((zipEntry = inZip.getNextEntry()) != null) {
 szName = zipEntry.getName();
 if (zipEntry.isDirectory()) {
 szName = szName.substring(0, szName.length() - 1);
 File folder = new File(outPathString + File.separator + szName);
 folder.mkdirs();
 } else {
 File file = new File(outPathString + File.separator + szName);
 if (!file.exists()) {
 Log.d(TAG, "Create the file:" + outPathString + File.separator + szName);
 file.getParentFile().mkdirs();
 file.createNewFile();
 }
 FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);
 int len;
 byte[] buffer = new byte[1024];
 while ((len = inZip.read(buffer)) != -1) {
 out.write(buffer, 0, len);
 out.flush();
 }
 out.close();
 }
 }
 inZip.close();
 } catch (Exception e) {
 Log.i(TAG,e.getMessage());
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * 使用FileChannels複製文件。
 *
 * @param source 原路徑
 * @param dest 目標路徑
 */
 public static void copyFileByFileChannels(File source, File dest) {
 FileChannel inputChannel = null;
 FileChannel outputChannel = null;
 try {
 inputChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
 outputChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
 outputChannel.transferFrom(inputChannel, 0, inputChannel.size());
 refreshMedia(BaseApplication.getBaseApplication(), dest);
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 } finally {
 try {
 inputChannel.close();
 outputChannel.close();
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }

 /**
 * 更新媒體庫
 *
 * @param cxt
 * @param files
 */
 public static void refreshMedia(Context cxt, File... files) {
 for (File file : files) {
 String filePath = file.getAbsolutePath();
 refreshMedia(cxt, filePath);
 }
 }

 public static void refreshMedia(Context cxt, String... filePaths) {
 MediaScannerConnection.scanFile(cxt.getApplicationContext(),
 filePaths, null,
 null);
 }
}

Flutter 資源的熱更新

我們的App安裝到手機上後，是很難再修改 Assets 目錄下的資源，所以關於資源的替換，目前的方案是使用 Flutter 的 API ：Image.file() 來從存儲卡中讀取圖片。

通常我們的 Flutter 項目中應當存有關於 App 的圖片，儘量保證在熱更新的時候使用已經存在的圖片，

其次，我們可以使用 Image.network() 來加載網絡資源的圖片，

如果還不能滿足需求，兜底的方案就是使用 Image.file()，將資源圖片放到Zip目錄下一起下發，並在Flutter代碼中使用 Image.file() 來加載。

通過 Native 層方法拿到圖片文件夾的內存地址 dataDir；
判斷圖片是否存在，存在則加載，不存在則加載已經存在的圖片佔位；

new File(dataDir + 'hotupdate_test.png').existsSync()

? Image.file(new File(dataDir + 'hotupdate_test.png'))

: Image.asset("images/net_error.png"),

總結

在 Flutter 代碼產物替換中，因爲替換的 4 個文件皆爲直接加載到內存中的引擎代碼，所以這部分優化空間有限。但在資源的熱更新中，資源是從Assets取得，所以這裏應該有更優的方案。

Flutter 的熱更新意味着可以在在App的一個入口裏，像 H5 一樣無窮的嵌入頁面，但又有和原生媲美的流暢體驗。

未來 Flutter 熱更新技術如果成熟，應用開發可能只需要 Android端和 IOS端實現本地業務功能模塊的封裝，業務和UI的代碼都放在 Flutter 中，

便能夠真正的實現移動兩端一份業務代碼，並且賦予產品在不影響用戶體驗的情況下，擁有動態部署APP內容的能力。

Flutter 熱更新功能實現

Flutter 產物的探究

Flutter 代碼的熱更新

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總結

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