【Rust blog】Rust + Flutter 高性能的跨端嘗試
- 2020 年 2 月 21 日
- 筆記
本文為 heymind 的翻譯投稿。
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稍作配置，同一份代碼橫跨 Android & IOS，相比於 React Native 方案更加高性能。除此之外，得益於 Rust 跨平台加持，Rust 部分的代碼可在種種場合復用。
這篇文章旨在記錄作者嘗試結合 Rust 和 Flutter 的過程，且僅為初步嘗試。不會涉及諸如：
- 如何搭建一個 Flutter 開發環境，以及 Dart 語言怎麼用
- 如何搭建一個 Rust 開發環境，以及 Rust 語言怎麼學
Environment
- Flutter: Android, IOS 工具配置妥當
- Rust: Stable 就好
Rust Part
Prepare cross-platform toolchains & deps
IOS
# Download targets for IOS ( 64 bit targets (real device & simulator) ) rustup target add aarch64-apple-ios x86_64-apple-ios # Install cargo-lipo to generate the iOS universal library cargo install cargo-lipo
Android
這裡有一些行之有效的輔助腳本用於更加快捷配置交叉編譯工具。
- 獲取 Android NDK
sdkmanager --verbose ndk-bundle如果已經準備好了 Android NDK ，則設置環境變量$ANDROID_NDK_HOME# example:export ANDROID_NDK_HOME=/Users/yinsiwei/Downloads/android-ndk-r20b - Create the standalone NDK
# $(pwd) == ~/Downloadsgit clone https://github.com/kennytm/rust-ios-android.gitcd rust-ios-android./create-ndk-standalone.sh - 在 Cargo default config VS 配置 Android 交叉編譯工具
cat cargo-config.toml >> ~/.cargo/config執行上述命令後會在 Cargo 默認配置中，增加有關 Android 跨平台目標 (targets,aarch64-linux-android,armv7-linux-androideabi,i686-linux-android) 的工具信息，指向剛剛創建的standalone NDK。[target.aarch64-linux-android]ar = ...linker = ..[target.armv7-linux-androideabi]...[target.i686-linux-android].. - 下載 Rust 支持 Android 交叉編譯的依賴
rustup target add aarch64-linux-android armv7-linux-androideabi i686-linux-android
Start a simple rust library
- 創建一個 Rust 項目
cargo init my-app-base --lib
- 編輯
Cargo.toml修改crate-type
[lib] name = "my_app_base" crate-type = ["staticlib", "cdylib"]
Rust 構建出來的二進制庫，在 IOS 中是靜態鏈接進最終的程序之中，需要對構建 `staticlib` 的支持；在 Android 是通過動態鏈接在運行時裝在進程序運行空間的，需要對構建 `cdylib` 的支持。
- 寫一些符合 C ABI 的函數
src/lib.rsuse std::os::raw::c_char;use std::ffi::CString;#[no_mangle]pubunsafeexternfn hello() -> *const c_char {let s = CString::new("world").unwrap();s.into_raw()}在上述代碼中，每次當外部調用hello函數時，會在晉城堆空間中創建一個字符串 (CString)，並將所有權 ( 釋放該字符串所佔堆空間的權利 ) 移交給調用者。
Build libraries
# IOS cargo lipo --release # Android cargo build --target aarch64-linux-android --release cargo build --target armv7-linux-androideabi --release cargo build --target i686-linux-android --release
然後在 target 目錄下會得到以下有用的物料。
target ├── aarch64-linux-android │ └── release │ ├── libmy_app_base.a │ └── libmy_app_base.so ├── armv7-linux-androideabi │ └── release │ ├── libmy_app_base.a │ └── libmy_app_base.so ├── i686-linux-android │ └── release │ ├── libmy_app_base.a │ └── libmy_app_base.so ├── universal │ └── release │ └── libmy_app_base.a
至此， Rust 部分就告於段落了。
Flutter Part
Copy build artifacts to flutter project
from: target/universal/release/libmy_app_base.a to: ios/ from: target/aarch64-linux-android/release/libmy_app_base.so to: android/app/src/main/jniLibs/arm64-v8a/ from: target/armv7-linux-androideabi/release/libmy_app_base.so to: android/app/src/main/jniLibs/armeabi-v7a/ from: target/i686-linux-android/release/libmy_app_base.so to: android/app/src/main/jniLibs/x86/
Call FFI function in Dart
- 添加依賴
pubspec.yaml->dev_dependencies:+=ffi: ^0.1.3 - 添加代碼 (直接在生成的項目上修改，暫不考慮代碼設計問題，就簡簡單單的先把項目跑起來 )
import 'dart:ffi';import 'package:ffi/ffi.dart';// ...final dylib = Platform.isAndroid ? DynamicLibrary.open('libmy_app_base.so') :DynamicLibrary.process();var hello = dylib.lookupFunction<Pointer<Utf8> Function(),Pointer<Utf8> Function()>('hello');// ...hello();// -> world
Build Android Project
flutter run # 如果連接着 Android 設備就直接運行了起來
Build IOS Project
( 複雜了許多 )
- 跟隨
Flutter官方文檔，配置XCode項目。 - 在
Build Phases中Link Binary With Libraries添加libmy_app_base.a文件 (按照圖上箭頭點…)
- 在
Build Settings中Other Linker Flags中添加force_load的參數。
這是由於在 Dart 中通過動態的方式調用了該庫的相關函數，但在編譯期間靜態分析的時候，這些都是未曾被調用過的無用函數，就被剪裁掉了。要通過 force_load 方式解決這個問題。
Result
Troubleshooting
XCode & IOS
Error getting attached iOS device: ideviceinfo could not find device
sudo xattr -d com.apple.quarantine ~/flutter/bin/cache/artifacts/libimobiledevice/ideviceinfo
將後面的路徑替換成你的
dyld: Library not loaded
dyld: Library not loaded: /b/s/w/ir/k/homebrew/Cellar/libimobiledevice-flutter/HEAD-398c120_3/lib/libimobiledevice.6.dylib Referenced from: /Users/hey/flutter/bin/cache/artifacts/libimobiledevice/idevice_id Reason: image not found
刪除&重新下載
rm -rf /Users/hey/flutter/bin/cache && flutter doctor -v
真機無法啟動 Flutter 程序
參見 https://github.com/flutter/flutter/issues/49504#issuecomment-581554697 不要升級到 IOS 13.3.1 系統
What's next
- 如何高效的實現 Rust & Dart 部分的通信 我們知道 Flutter 和廣大 GUI 庫類似，屬於單線程模型結合事件系統，因此在主線程中使用 FFI 調用 Rust 部分的代碼不能阻塞線程。Dart 語言提供 async/await 語法特性用於在 Flutter 中處理網絡請求等阻塞任務。而 Rust 也在最近版本中提供了 async/await 語法支持，如何優雅的把兩部分結合起來，這是一個問題。
- 對 MacOS Windows Linux 桌面端的支持 Flutter 已經有了對桌面端的實驗性支持，可以研究下如何結合在一起，實現跨 6 個端共享代碼。
References
- https://github.com/kennytm/rust-ios-android 介紹了如何構建出 Android, IOS 庫，並提供了例子
- https://github.com/TimNN/cargo-lipo 用於構建 universal library
- https://github.com/hanabi1224/flutter_native_extensions
原文鏈接：https://idx0.dev/2020/02/15/flutter-rust-1/
