重磅|庖丁解牛之——Flutter for Web

Flutter for Web

在2018年冬的Flutter 1.0伦敦发布会上，Flutter产品经理Tim Sneath通过一个滑动拼图的例子介绍了如何让Flutter运行在Web之上。 这一当时代号HummingBird的项目后来被重命名为flutter_web，并最终合入了master分支。

Flutter Web想在单代码库的情况下，使Flutter应用拥有Web支持。 这样开发者使用Dart编写的Flutter应用可以被部署到任意的Web服务器上，或嵌入到浏览器中。 开发者可以使用Flutter的所有特性，也不需要特殊的浏览器插件支持。

就最新的Flutter1.9.x而言，Flutter Web还处于技术预览版阶段，离真正应用到生产环境中还是有一些距离的。

设计

那么Flutter Web是怎么做到这一切的呢？ 这就要从Flutter的原理说起。 Flutter框架的设计如下所示:

其中，Flutter Framework是使用纯Dart开发的。 我们将其分为两部分，渲染和逻辑。 就渲染而言，其最终会表示为dart:ui中提供的TextBox，Picture，Image等实例对象，再通过native方法(实现dart调用C++)调用Skia，Text等C++库，最终渲染在屏幕上，逻辑部分则被Dart Runtime执行。 不难看出，要实现在Web上运行Flutter，要解决两个问题。 Dart如何运行在Web上以及dart:ui中的native方法如何通过标准Web的方式来实现。 就前者而言，dart2js是一个已有的成熟框架，所以问题的重点就在于如何通过标准Web的方式去实现一个dart:ui库。 这也就是目前Flutter Web的设计原理:

在Flutter Web的设计之初，主要考虑了两个方案用于Web支持:

• HTML+CSS+Canvas

• CSS Paint API

方案1具有最好的兼容性，它优先考虑HTML+CSS表达，当HTML+CSS无法表达图片的时候，会使用Canvas来绘制。 但2D Canvas在浏览器中是位图表示，会造成像素化下的性能问题。

方案2是新的Web API, 属于Houdini的组成部分。 Houdini提供了一组可以直接访问CSS对象模型的API，使得开发者可以去书写代码并被浏览器作为CSS加以解析，这样在无需等待浏览器原生的支持下，创造了新的CSS特性。 它的绘制并非由核心Javascript完成，而是类似Web Worker的机制。 其绘制由显示列表支持，而不是位图。 但目前CSS Paint API不支持文本，此外各家厂商对齐支持也并不统一。

鉴于此，目前Flutter Web使用的是基于方案1的实现。

环境准备

Flutter环境

Web环境

在flutter的master分支上，开发者可以通过下方命令检查当前是否打开了Web支持:

如果不能看到Chrome/Server这两个设备，可以通过以下命令打开支持:

这个命令会将配置项保存到用户Home目录下的.flutter_settings中，一个典型的内容如下所示:

dart2js配置修改

以flutter自带的gallery为例，默认的flutter web实现下，生成的js如下所示:

可以看到此js代码可读性很差(变量名，格式等)，大小为2.2MB。 这是因为flutter构建过程中开启了dart2js命令的O4优化项所致。 为了方便我们分析和调试，我们对此其进行如下修改:

O0将禁止很多优化，修改后的效果如下所示:

可以看到，大小增加了不少，但可读性上好很多，除特殊说明外，本文将在O0优化项下展开。

原理剖析

Gallery上的 表现对比

我们首先基于Flutter提供的Gallery项目，比较下其在Mobile和Web上的表现(此处使用Flutter Web默认优化级别):

Flutter Native vs Flutter Web:

 

可以看出，Flutter Web在完备性上还是比较不错的，但依然有一些问题，比如本地图片在Android设备上显示正常，在iOS上却无法正常显示，网络图片则是正常的。

在Mobile/Web开发中，常见的元素包括图片，文字，形状，手势等，接下来，我们逐一进行剖析。

图片的实现

以如下代码为例:

其运行效果如下(左侧为Native，右侧为Web):

其Native与Web简要原理对 比如下所示:

在flutter web sdk中最终调用html库(dart-sdk自带)绘制的代码如下:

相对应地，通过 flutter build web--release--verbose 生成的main.dart.js中部分代码如下:

最终调用到了CanvasRenderingContext2D.drawImage这一标准W3C的API。

文本的实现

以如下代码为例:

其运行效果如下(左侧为Native，右侧为Web):

其Native与Web简要原理对比如下所示:

在flutter web sdk中最终调用html库(dart-sdk自带)构建和添加Element的代码如下:

相对应地main.dart.js中部分代码如下:

从文本这个例子不难看出，对于可以通过HTML+CSS形式表达的元素，flutter web将其最终翻译成Element+CSS Style形式动态生成类似静态HTML+CSS描述的内容，最终完成内容的渲染。

形状的实现

以如下代码为例:

其运行效果如下(左侧为Native，右侧为Web):

其Native与Web简要原理对比如下所示:

在flutter web sdk中最终调用html库(dart-sdk自带)构建Element(添加部分同文本)的代码如下:

相对应地main.dart.js中部分代码如下:

对于本例中的形状，也是通过HTML+CSS的方式实现的。

触摸事件的实现

以如下代码为例:

其运行效果如下(左侧为Native，右侧为Web):

其Native与Web简要原理对比如下所示:

此例中的PointerBinding由dart sdk.js提供，其提供了从Window获取事件回调的机制，并最终调用到了WidgetsFlutterBinding(也是GestureBinding)的 handlePointerDataPacket$1方法，后续的路由机制同Native情景下的Flutter部分。

优缺点

优点

从目前Flutter Web选取的技术路线来说，HTML+CSS+Canvas这种方式具有最好的兼容性，这样开发者开发的Flutter代码(不包括Plugin部分对于Native的扩展)将零成本地转成标准Web展示，这一低成本扩展到Web平台带来的优势还是很明显的。

不足

尽管其优势很明显，也面临一些不足的问题 a. 包大小过大的问题

目前dart2js本身并没有针对小型程序做出优化，即使是本文中的手势这么简单的代码，Flutter Web最终生成的大小也有560KB, 无法满足要求。

但从理论上来说，通过对dart2js本身做出合理的优化(鉴于dart/flutter整个的开源设计)，我们可以将Flutter Web依赖的基础SDK全集嵌入应用中(或者按需下载的方式)，将真正的业务代码与SDK分离，也是有可能将其大小降低的。

b. 功能不完备的问题 比如在flutter_gallery的例子中Safari上图标展示为方框的问题。

c. 性能的问题 当需要用到BitmapCanvas比较多的时候，Element对象直接的光栅化，会导致在一些诸如缩放等的场景下，面临性能的问题。 当然缩放的问题在移动设备的场景下也是有可能避免的。

小结

总体而言，Flutter Web具有优秀的设计。 它基于dart:js和dart:html这些成熟的框架，通过将与Native相关的dart:ui库重写的方式，很好地解决了Flutter扩展到Web平台上的问题。 对于上层开发者而言，完全不用去做任何修改，即可产生一套符合Web标准的代码，显示和行为也同原始设计保持一致。 虽然目前Flutter Web还不够成熟，存在一些诸如包大小性能等问题，但基于Flutter和Flutter Web的良好分层设计，我们有理由相信随着时间的推移和社区成熟，这些问题终将得到改善或解决。

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