Flutter熱更新技術探索

來源 | OSCHINA 社區

作者 | 京東云開發者-京東科技 劉振中、周智

一，需求背景：

APP 發布到市場后，難免會遇到嚴重的 BUG 阻礙用戶使用，因此有在不發布新版本 APP 的情況下使用熱更新技術立即修復 BUG 需求。原生 APP（例如：Android & IOS）的熱更新需求已經比較成熟，但 Flutter 技術棧目前還缺少類似的技術方案，因此 Flutter 研發團隊，也需要類似的熱更新技術。

二，Flutter 熱更新技術方向分析：

經過分析目前可能有三種可行的方案：1）類似 RN 框架；2）頁面動態組件框架；3）Dart 虛擬機定制方案；

因為其他方式都有開源的示例，本案將重點以第三種 “Dart 虛擬機定制方案” 為目標，做方案的研究講解。

三，預備知識

在開始了解技術方案之前，需要提前了解一些相應的技術概念：

3.1 Flutter 編譯模式

Flutter 開發語言是 Dart，它的編譯模式來自 Dart 的編譯模式，主要有 JIT (Just In Time) 和 AOT (Ahead Of Time)。

Flutter 編譯模式有：Debug，Release，Profile；

3.2 Flutter 編譯產物分析

Flutter 下的 iOS/Android 工程本質上是一個標準的 iOS/Android 的工程；IOS 平臺： Flutter 通過在 BuildPhase 中添加 shell (xcode_backend.sh) 來生成和嵌入 App.framework 和 Flutter.framework 到 ios; Android 平臺： Flutter 通過 gradle 來添加 flutter.jar 和編譯完的二進制文件添加到 Android;

3.2.1 引擎層結構分析：

3.2.2 Android 編譯產物的分析

3.2.3 IOS 編譯產物的分析

四，熱更新技術方案分析

4.1 業務代碼分析

根據 “3.3.1” ～“3.3.2” 的分析可以確定無論是 IOS 還是 Android APP 業務代碼都是由四個段組成：kDartVmSnapshotData、kDartVmSnapshotInstructions、kDartIsolateSnapshotData、kDartIsolateSnapshotInstructions；理論上只要能動態替換加載的代碼段 & 數據段代碼即可實現目標。

注釋：isolate, snapshot, vm isolate 含義解釋如下：

4.2 業務代碼的加載分析（運行時）

按照 4.1 的分析思路，我們首先需要了解 Flutter 運行時代碼加載的完整流程，經過梳理分析流程如下：

1 ）Android- APP 業務代碼的加載流程：

2）IOS- APP 業務代碼的加載流程：

4.3 業務代碼的編譯生成（編譯時）

根據以上的分析，我們知道了 Flutter 業務代碼的數據結構，也知道了在運行時如何加載，因此我們只需要在編譯時做更改，產生自己需要的代碼段，和數據段文件。在運行時加載自己的構建產物即可達到目標。

1）在此以 IOS 構建自己的業務代碼流程做詳細分析：

** 有完成構建流程可以分析，基本流程是 “Dart Code（業務代碼）” -> (通過 Dart 編譯器 gen_snapshot.cc) 生成 snapshot_assemble.S 的匯編文件 -> (通過 xcrun 工具) 生成 snapshot_assemble.o 的 obj 文件 -> (通過 xcun clang 工具鏈) 生成了 App.Framework。

2）Android 的產物構建流程和 IOS 類似。由于 Android 有其他更簡單的方案， 因此省略詳細的構建流程分析，大致如下：

4.4 實現熱更新的方案探索

根據上面的技術分析結果，已經可以獨立生成自己的代碼段，數據段文件。通過需改虛擬機底層代碼的方式，也可以動態的加載運行。但由于 IOS 系統目前底層的系統還不能動態加載可讀寫的代碼段數據到內存中，所以還有技術難點需要突破。但 Android 端有更簡單的路徑可以解決，因此下面以 Android 端為例重點分析思路，大致如下圖所示：

由上圖可以得知，Android 端 熱修復核心步驟如下：

1， 修改 Flutter Engine 代碼，加載指定路徑的 libapp.so 和 flutter_aasets，比如私有目錄 (data/data/files)；

2， 編譯 APK 時，利用 Gradle Transform 插件，根據 Flutter SDK 的 engine version 動態替換官方的 Flutter engine，最終寫入修改后的 engine 到 APK；

3， 生成補丁包：利用 BSdiff 算法比較新舊 APK 文件，生成 patch 補丁包

4， APP 啟動時訪問后端接口，根據參數（app 的版本號，補丁包版本號，md5，flutter SDK 版本號，Engine 版本號）拉取補丁包；

5， 合成補丁包：校驗 md5，app 版本號，補丁版本號，安裝時間；

6， 自定義 Flutter Engine 加載指定路徑的 libapp.so 和 flutter_assets 資源文件；