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打通前後端邏輯,客戶端Flutter程式碼一天上線

開發十年,就只剩下這套架構體系了! >>>   

一、前沿

​ 隨著閒魚的業務快速增長,運營類的需求也越來越多,其中不乏有很多介面修改或運營坑位的需求。閒魚的版本現在是每2週一個版本,如何快速迭代產品,跳過視窗期來滿足這些需求?另外,閒魚客戶端的包體也變的很大,企業包的大小,iOS已經到了94.3M,Android也到了53.5M。Android的包體大小,相比2016年,已經增長了近1倍,怎麼能將包體大小降下來?首先想到的是如何動態化的解決此類問題。

​ 對於原生的能力的動態化,Android平臺各公司都有很完善的動態化方案,甚至Google還提供了Android App Bundles讓開發者們更好地支援動態化。由於Apple官方擔憂動態化的風險,因此並不太支援動態化。因此動態化能力就會考慮跟Web結合,從一開始基於 WebView 的 Hybrid 方案 PhoneGap、Titanium,到現在與原生相結合的 React Native 、Weex。

​ 但Native和JavaScript Context之間的通訊,頻繁的互動就成了程式的效能瓶頸。於此同時隨著閒魚Flutter技術的推廣,已經有10多個頁面用Flutter實現,上面提到的幾種方式都不適合Flutter場景,如何解決這個問題Flutter的動態化的問題?

二、動態方案

我們最初調研了Google的動態化方案CodePush。

2.1 CodePush

​ CodePush是谷歌官方推出的動態化方案,目前只有在Android上面實現了。Dart VM在執行的時候,載入isolate_snapshot_data 和isolate_snapshot_instr 2個檔案,通過動態更改這些檔案,就達到動態更新的目的。官方的Flutter原始碼當中,已經有相關的提交來做動態更新的內容,具體內容可以參考 ResourceExtractor.java

​ 根據官方給出的Guide,我們這邊也做了相關的測試,patch的包體大小會很大(939kb)。為了降低包體大小,還可以通過增量的修改snapshot檔案的方式來更新。通過

bsdiff生成的snapshot的差異檔案,2個檔案分別可以縮小到48kb和870kb。

​ 目前看來,CodePush還不能做到很好的工程化。而且如何管理patch檔案,需要制定baseline和patch檔案的規則。

2.2 動態模板

​ 動態模板,就是通過定義一套DSL,在端側解析動態的建立View來實現動態化,比如LuaViewSDKTangram-iOSTangram-Android。這些方案都是建立的Native的View,如果想在Flutter裡面實現,需要建立Texture來橋接;Native端渲染完成之後,再將紋理貼在Flutter的容器裡面,實現成本很高,效能也有待商榷,不適合閒魚的場景。

​ 所以我們提出了閒魚自己的Flutter動態化方案,前面已經有同事介紹過方案的原理:《做了2個多月的設計和編碼,我梳理了Flutter動態化的方案對比及最佳實現》,下面看下具體的實現細節。

三、模板編譯

自定義一套DSL,維護成本較高,怎麼能不自定義DSL來實現模板下發?閒魚的方案就是直接將Dart檔案轉化成模板,這樣模板檔案也可以快速沉澱到端側。

3.1 模板規範

​ 先來看下一個完整的模板檔案,以新版我的頁面為例,這個是一個列表結構,每個區塊都是一個獨立的Widget,現在我們期望將“賣在閒魚”這個區塊動態渲染,對這個區塊拆分之後,需要3個子控制元件:頭部、選單欄、提示欄;因為這3部分介面有些邏輯處理,所以先把他們的邏輯內建。

內建的子控制元件分別是MenuTitleWidgetMenuItemWidgetHintItemWidget,編寫的模板如下:

@override
Widget build(BuildContext context) {
    return new Container(
        child: new Column(
            children: <Widget>[
                new MenuTitleWidget(data),    // 頭部
                new Column(    // 選單欄
                    children: <Widget>[
                        new Row(
                            children: <Widget>[
                                new MenuItemWidget(data.menus[0]),
                                new MenuItemWidget(data.menus[1]),
                                new MenuItemWidget(data.menus[2]),
                            ],
                        )
                    ],
                ),
                new Container(    // 提示欄
                    child: new HintItemWidget(data.hints[0])),
            ],
        ),
    );
}

中間省略了樣式描述,可以看到寫模板檔案就跟普通的widget寫法一樣,但是有幾點要注意:

  1. 每個Widget都需要用newconst來修飾
  2. 資料訪問以data開頭,陣列形式以[]訪問,字典形式以.訪問

​ 模板寫好之後,就要考慮怎麼在端上渲染,早期版本是直接在端側解析檔案,但是考慮到效能和穩定性,還是放在前期先編譯好,然後下發到端側。

3.2 編譯流程

​ 編譯模板就要用到Dart的Analyzer庫,通過parseCompilationUnit函式直接將Dart原始碼解析成為以CompilationUnit為Root節點的AST樹中,它包含了Dart原始檔的語法和語義資訊。接下來的目標就是將CompilationUnit轉換成為一個JSON格式。

​ 上面的模板解析出來build函式孩子節點是ReturnStatementImpl,它又包含了一個子節點InstanceCreationExpressionImpl,對應模板裡面的new Container(…),它的孩子節點中,我們最關心的就是ConstructorNameImplArgumentListImpl節點。ConstructorNameImpl標識建立節點的名稱,ArgumentListImpl標識建立引數,引數包含了引數列表和變數引數。

定義如下結構體,來儲存這些資訊:

class ConstructorNode {
    // 建立節點的名稱
    String constructorName;
    // 引數列表
    List<dynamic> argumentsList = <dynamic>[];
    // 變數引數
    Map<String, dynamic> arguments = <String, dynamic>{};
}

遞迴遍歷整棵樹,就可以得到一個ConstructorNode樹,以下程式碼是解析單個Node的引數:

ArgumentList argumentList = astNode;

for (Expression exp in argumentList.arguments) {
    if (exp is NamedExpression) {
        NamedExpression namedExp = exp;
        final String name = ASTUtils.getNodeString(namedExp.name);
        if (name == 'children') {
            continue;
        }

        /// 是函式
        if (namedExp.expression is FunctionExpression) {
            currentNode.arguments[name] =
                FunctionExpressionParser.parse(namedExp.expression);
        } else {
            /// 不是函式
            currentNode.arguments[name] =
                ASTUtils.getNodeString(namedExp.expression);
        }
    } else if (exp is PropertyAccess) {
        PropertyAccess propertyAccess = exp;
        final String name = ASTUtils.getNodeString(propertyAccess);
        currentNode.argumentsList.add(name);
    } else if (exp is StringInterpolation) {
        StringInterpolation stringInterpolation = exp;
        final String name = ASTUtils.getNodeString(stringInterpolation);
        currentNode.argumentsList.add(name);
    } else if (exp is IntegerLiteral) {
        final IntegerLiteral integerLiteral = exp;
        currentNode.argumentsList.add(integerLiteral.value);
    } else {
        final String name = ASTUtils.getNodeString(exp);
        currentNode.argumentsList.add(name);
    }
}

端側拿到這個ConstructorNode節點樹之後,就可以根據Widget的名稱和引數,來生成一棵Widget樹。

四、渲染引擎

端側拿到編譯好的模板JSON後,就是解析模板並建立Widget。先看下,整個工程的框架和工作流:

工作流程:

  1. 開發人員編寫dart檔案,編譯上傳到CDN
  2. 端側拿到模板列表,並在端側存庫
  3. 業務方直接下發對應的模板id和模板資料
  4. Flutter側再通過橋接獲取到模板,並建立Widget樹

對於Native測,主要負責模板的管理,通過橋接輸出到Flutter側。

4.1 模板獲取

模板獲取分為2部分,Native部分和Flutter部分;Native主要負責模板的管理,包括下載、降級、快取等。

程式啟動的時候,會先獲取模板列表,業務方需要自己實現,Native層獲取到模板列表會先儲存在本地資料庫中。Flutter側業務程式碼用到模板的時候,再通過橋接獲取模板資訊,就是我們前面提到的JSON格式的資訊,Flutter也會有快取,已減少Flutter和Native的互動。

4.2 Widget建立

Flutter側當拿到JSON格式的,先解析出ConstructorNode樹,然後遞迴建立Widget。

建立每個Widget的過程,就是解析節點中的argumentsListarguments 並做資料繫結。例如,建立HintItemWidget需要傳入提示的資料內容,new HintItemWidget(data.hints[0]),在解析argumentsList時,會通過key-path的方式從原始資料中解析出特定的值。

解析出來的值都會儲存在WidgetCreateParam裡面,當遞迴遍歷每個建立節點,每個widget都可以從WidgetCreateParam裡面解析出需要的引數。

/// 構建widget用的引數
class WidgetCreateParam {
  String constructorName;    /// 構建的名稱
  dynamic context;    /// 構建的上下文
  Map<String, dynamic> arguments = <String, dynamic>{}; /// 字典引數
  List<dynamic> argumentsList = <dynamic>[]; /// 列表引數
  dynamic data; /// 原始資料
}

​ 通過以上的邏輯,就可以將ConstructorNode樹轉換為一棵Widget樹,再交給Flutter Framework去渲染。

至此,我們已經能將模板解析出來,並渲染到介面上,互動事件應該怎麼處理?

4.3 事件處理

在寫互動的時候,一般都會通過GestureDectorInkWell等來處理點選事件。互動事件怎麼做動態化?

​ 以InkWell元件為例,定義它的onTap函式為openURL(data.hints[0].href, data.hints[0].params)。在建立InkWell時,會以OpenURL作為事件ID,查詢對應的處理函式,當用戶點選的時候,會解析出對應的引數列表並傳遞過去,程式碼如下:

...
final List<dynamic> tList = <dynamic>[];
// 解析出引數列表
exp.argumentsList.forEach((dynamic arg) {
    if (arg is String) {
        final dynamic value = valueFromPath(arg, param.data);
        if (value != null) {
            tList.add(value);
        } else {
            tList.add(arg);
        }
    } else {
        tList.add(arg);
    }
});

// 找到對應的處理函式
final dynamic handler =
    TeslaEventManager.sharedInstance().eventHandler(exp.actionName);
if (handler != null) {
    handler(tList);
}
...

五、 效果

新版我的頁面添加了動態化渲染能力之後,如果有需求新新增一種元件型別,就可以直接編譯釋出模板,服務端下發新的資料內容,就可以渲染出來了;動態化能力有了,大家會關心渲染效能怎麼樣。

5.1 幀率

在加了動態載入邏輯之後,已經開放了2個動態卡片,下圖是新版本我的頁面近半個月的的幀率資料:

從上圖可以看到,幀率並沒有降低,基本保持在55-60幀左右,後續可以多新增動態的卡片,觀察下效果。

注:因為我的頁面會有本地的一些業務判斷,從其他頁面回到我的tab,都會重新整理介面,所以幀率會有損耗。

​ 從實現上分析,因為每個卡片,都需要遍歷ConstructorNode樹來建立,而且每個構建都需要解析出裡面的引數,這塊可以做一些優化,比如快取相同的Widget,只需要映射出資料內容並做資料繫結。

5.2 失敗率

現在監控了渲染的邏輯,如果本地沒有對應的Widget建立函式,會主動拋Error。監控資料顯示,渲染的流程中,還沒有異常的情況,後續還需要對橋接層和native層加錯誤埋點。

六、展望

​ 基於Flutter動態模板,之前需要走發版的Flutter需求,都可以來動態化更改。而且以上邏輯都是基於Flutter原生的體系,學習和維護成本都很低,動態的程式碼也可以快速的沉澱到端側。

​ 另外,閒魚正在研究UI2Code的黑科技,不瞭解的老鐵,可以參考閒魚大神的這篇文章《重磅系列文章!UI2CODE智慧生成Flutter程式碼——整體設計篇》。可以設想下,如果有個需求,需要動態的顯示一個元件,UED出了視覺稿,通過UI2Code轉換成Dart檔案,再通過這個系統轉換成動態模板,下發到端側就可以直接渲染出來,程式設計師都不需要寫程式碼了,做到自動化運營,看來以後程式設計師失業也不是沒有可能了。

​ 基於Flutter的Widget,還可以拓展更多個性化的元件,比如內建動畫元件,就可以動態化下發動畫了,更多好玩的東西等待大家來一起探索。

參考文獻

  1. https://github.com/flutter/flutter/issues/14330
  2. https://www.dartlang.org/
  3. https://mp.weixin.qq.com/s/4s6MaiuW4VoHr_7f0S_vuQ
  4. https://github.com/flutter/engine

作者:閒魚技術-景鬆

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