前言

Windows應(yīng)用開發(fā)有著較為豐富和多樣的技術(shù)選型。C#/WPF 這種偏Native的閉源方案，目前開發(fā)人員相對(duì)比較小眾了。C++/QT 的跨平臺(tái)框架，C++對(duì)于GUI開發(fā)來說上手會(huì)更難。JavaScript/CEF/Electron 基于Chromium 的跨端框架，使用前端技術(shù)棧來構(gòu)建桌面應(yīng)用，性能會(huì)略低一些?？偠灾饔兴L(zhǎng)，有一點(diǎn)可以確定的是，跨端能力成為了選型的重要考量。

Flutter從誕生之初起，其核心目標(biāo)就是跨平臺(tái)，不僅僅支持Android和iOS的移動(dòng)端設(shè)備，同時(shí)包括桌面端和Web端。隨著2022年2月Flutter 2.10的推出，也帶來了首個(gè)支持Windows平臺(tái)的穩(wěn)定版本?；贔lutter的跨平臺(tái)特性，移動(dòng)端或Web端的Flutter應(yīng)用也能夠在Windows系統(tǒng)上運(yùn)行，Windows應(yīng)用開發(fā)者能夠享受到Flutter開發(fā)帶來的便利和生產(chǎn)力上的提升，同時(shí)移動(dòng)端開發(fā)者也能夠快速上手Windows應(yīng)用開發(fā)了。

Windows平臺(tái)接入

在進(jìn)一步探索和預(yù)演之后，通過Flutter的能力，可以很方便地將移動(dòng)端的業(yè)務(wù)模塊遷移至PC端，盡可能地實(shí)現(xiàn)一碼多端，降低業(yè)務(wù)維護(hù)成本，以此為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行了Windows平臺(tái)的接入。

閑魚App已經(jīng)在Android和iOS平臺(tái)上有了多年的積累，并且采用了Native和Flutter混合的技術(shù)方案，F(xiàn)lutter和Native相輔相成，共同組成了App的完整生態(tài)。如果想要讓Flutter相關(guān)的模塊在Windows平臺(tái)上運(yùn)行，那就需要讓W(xué)indows平臺(tái)補(bǔ)齊Android和iOS平臺(tái)提供給Flutter的能力。比如通過Platform Channel提供給Flutter側(cè)相關(guān)的Native能力，通過Platform View將Native視圖嵌入到Flutter頁面中，都需要在Windows平臺(tái)上進(jìn)行重新開發(fā)。

Windows平臺(tái)通過Plugin或FFI的方式提供相關(guān)能力，需要使用C++編寫相關(guān)的平臺(tái)代碼。如果Plugin的代碼可以自閉環(huán)，即所有C++代碼都可以在Plugin內(nèi)編寫完成，那這個(gè)Plugin可以單獨(dú)抽成一個(gè)Dart庫。但是如果Plugin的代碼需要復(fù)用其他Plugin或者主工程的C++代碼，粗暴一點(diǎn)就是拷貝代碼，或者通過CMakeLists來控制相互之間的依賴關(guān)系，通過find_package來完成頭文件和庫文件的鏈接。一旦依賴關(guān)系比較復(fù)雜，CMakeLists就會(huì)變得臃腫，依賴關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，也會(huì)牽一發(fā)而動(dòng)全身。隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的提升，開發(fā)人員的增加，模塊之間相互耦合在一起，單一模塊的修改都會(huì)影響到所有模塊。

針對(duì)上述的問題，對(duì)于底層的模塊化設(shè)計(jì)，梳理了需要遵循的設(shè)計(jì)原則：

• 單一職責(zé)原則：一個(gè)模塊維護(hù)一個(gè)單一的主要功能，劃清模塊間的職責(zé)邊界；
• 開閉原則：模塊應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。用抽象構(gòu)建框架，用實(shí)現(xiàn)填充細(xì)節(jié)，通過擴(kuò)展實(shí)體來實(shí)現(xiàn)變化，避免修改代碼來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。
• 迪米特法則：最少知道原則，對(duì)依賴的模塊知道的越少越好，模塊除了對(duì)外暴露的方法，其他實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)都隱藏在內(nèi)部。
• 接口隔離原則：只依賴需要的接口，模塊之間提供最小的接口實(shí)現(xiàn)依賴關(guān)系。
• 依賴倒置原則：依賴抽象，不依賴具體細(xì)節(jié)，模塊之間需要依賴抽象的架構(gòu)，而非具體的模塊細(xì)節(jié)。

首先基于上述的設(shè)計(jì)原則，制定了模塊化拆解的XModule方案，依據(jù)職責(zé)來劃分模塊，設(shè)計(jì)對(duì)外暴露的抽象接口，抽象接口保持最小化原則，完成接口實(shí)現(xiàn)，編譯出模塊的動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL，依賴到主工程并放置到特定目錄，運(yùn)行時(shí)通過插件機(jī)制進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載。

其次針對(duì)模塊化帶來的依賴管理復(fù)雜的問題，引入了vcpkg的依賴管理方案，通過清單模式便捷地管理各個(gè)模塊，可以自動(dòng)引入間接依賴，并且版本沖突問題也不復(fù)存在了。
結(jié)合XModule和vcpkg之后，最終形成了下面的結(jié)構(gòu)，后面將詳細(xì)展開。

模塊化拆解XModule

上述是一個(gè)登錄模塊的例子，Module 作為基類，定義了模塊的一些生命周期方法。LoginModule是對(duì)外公開的業(yè)務(wù)接口，里面僅包含外部會(huì)用到的和登錄業(yè)務(wù)相關(guān)的方法。LoginModuleImplV1類是登錄邏輯的具體實(shí)現(xiàn)，不對(duì)外公開，里面的私有成員變量和方法對(duì)外部是隱藏的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Module和LoginModule的接口。Provider用于創(chuàng)建和管理Module實(shí)例。

這里采用的思路是，底層模塊和模塊之間，上層和底層之間只依賴接口頭文件，頭文件內(nèi)包含有限的需要對(duì)外暴露的接口。通過XModule這個(gè)框架，將實(shí)現(xiàn)和接口進(jìn)行分離。

為了將接口和實(shí)現(xiàn)分離，用到了 pimpl (Pointer to Implementation) 的理念，將對(duì)象的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏在指針背后。LoginModule接口負(fù)責(zé)定義對(duì)外公開的API，LoginModuleImplV1類負(fù)責(zé)定義LoginModule的具體實(shí)現(xiàn)，也就是調(diào)用的指針實(shí)際指向的對(duì)象。調(diào)用方只能知道LoginModule中公開的API，而無法知道LoginModuleImplV1的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可以降低調(diào)用方的使用門檻，也可以降低錯(cuò)誤使用的可能性。pimpl不僅解除了接口和實(shí)現(xiàn)之間的耦合關(guān)系，還可以降低文件間的編譯依賴關(guān)系，起到“編譯防火墻”的作用，可以提高一定的編譯效率。

// LoginModuleProvider 通過宏自動(dòng)生成
X_MODULE_PROVIDER_DEFINE_SINGLE(LoginModule, MIN_VERSION, MAX_VERSION);
// LoginModuleImplV1Provider 通過宏自動(dòng)生成
X_MODULE_DEFINE_SECONDARY_PROVIDER(LoginModuleImplV1, LoginModule);

XModule的模版開發(fā)方式，會(huì)增加很多類文件，為了方便，通過宏來控制Provider類的自動(dòng)生成。其中MIN_VERSION和MAX_VERSION是該Module接口能支持的最小和最大的版本范圍，可以限制后期dll插件化加載時(shí)，不加載在版本之外的dll，避免產(chǎn)生沖突和錯(cuò)誤，目前Provider的GetVersion使用的是MAX_VERSION。

// 由 X_MODULE_DEFINE_SECONDARY_PROVIDER 宏自動(dòng)生成
class DLLEXPORT LoginModuleImplV1Provider : public LoginModuleProvider {
   public:
    LoginModule* Create() const {
      LoginModuleImplV1* p = new LoginModuleImplV1();
      ((Module*)p)->OnCreate();
      return p;
    } 
  };

LoginModuleImplV1Provider可以通過調(diào)用Create方法拿到對(duì)應(yīng)的LoginModuleImplV1實(shí)例。

x_module::ModuleCenter* module_center = x_module::ModuleCenter::GetInstance();
module_center->AcceptProviderType<LoginModuleProvider>();

ModuleCenter是所有Module的管理類，先通過x_module::ModuleCenter::GetInstance()拿到ModuleCenter的實(shí)例，它是一個(gè)跨dll的單例。然后要用之前的LoginModuleProvider去注冊(cè)一個(gè)Module類型到ModuleCenter中。LoginModuleProvider中定義了支持的Module類型，以及最小版本和最大版本，如果后續(xù)掃描到的dll中提供的對(duì)應(yīng)類型的Provider中GetVersion返回的值不在最大版本和最小版本之間，那么就不會(huì)被允許加載進(jìn)來。

module_center->AddProvider(new LoginModuleImplV1Provider());

通過這種方式，可以將LoginModuleImplV1Provider注冊(cè)到ModuleCenter中，然后創(chuàng)建并管理LoginModuleImplV1的實(shí)例。但是這樣就顯式地依賴了LoginModuleImplV1Provider，違反了前面說過的依賴倒置原則，對(duì)開閉原則也不友好，因?yàn)檫@樣就只能通過修改代碼來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展了。

#include <x_module/connector.h>
#include "login_module/login_module_impl.h"
X_MODULE_CONNECTOR
bool XModuleConnect(x_module::Owner& owner) {
    owner.add(new LoginModuleImplV1Provider());
    return true;
}

為了在加載dll時(shí)，來注冊(cè)Provider，增加了一個(gè)connector.cc，添加一個(gè)XModuleConnect方法，讓dll被加載之后，能夠找到XModuleConnect這個(gè)符號(hào)方法，并進(jìn)行調(diào)用，在XModuleConnect被調(diào)用的時(shí)候，會(huì)調(diào)用AddProvider將Provider進(jìn)行注冊(cè)。

std::string path = GetProgramDir();
module_center->Install(path, "login_module");

由于目前l(fā)ogin_module.dll是直接放在exe同目錄的，所以這里直接獲取了一下exe絕對(duì)路徑，然后調(diào)用Install方法，將路徑和dll名login_module傳入進(jìn)去，這樣就完成了注冊(cè)。

auto* p_login_module = module_center->ModuleFromProtocol<LoginModule, LoginModuleProvider>();
if (p_login_module == nullptr) {
    (*move_result)->Error("-100", "login module 為空");
    return;
}
bool islogin = p_login_module->IsLogin();

在使用時(shí)，只需要LoginModule和LoginModuleProvider這兩個(gè)抽象，就能獲取真實(shí)的LoginModuleImplV1這個(gè)實(shí)例，調(diào)用方僅需關(guān)心LoginModule所公開的API，完全屏蔽了對(duì)實(shí)現(xiàn)的依賴。后續(xù)底層擴(kuò)展成了LoginModuleImplV2，只要LoginModule的公開API不變，對(duì)上層是無感知的。這種方式完全遵循了前面提到的設(shè)計(jì)原則，對(duì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)的多人維護(hù)以及后續(xù)的更新迭代都帶來了穩(wěn)定的保障。

基于vcpkg的C++依賴管理

模塊拆分之后，帶來的副作用就是依賴管理會(huì)變得更加復(fù)雜，到C++這邊就是CMakeLists的膨脹。從移動(dòng)端的角度來看這個(gè)問題，Android可以通過Gradle來管理依賴，依賴庫構(gòu)建成aar之后上傳到Maven倉庫，implementation 'androidx.recyclerview:recyclerview:1.1.0'像這樣通過包名、庫名和版本號(hào)來依賴具體的庫。iOS有CocoaPods，通過添加pod 'AFNetworking', '~> 2.6'到Podfile來完成依賴的添加。前端也有NPM這樣的包管理器，所有依賴都在package.json這個(gè)文件中聲明和管理。Flutter側(cè)也可以通過pubspec來管理各個(gè)依賴庫。為了獲得一致的體驗(yàn)，解決C++側(cè)依賴管理的痛點(diǎn)，我們引入了微軟官方推出的vcpkg，vcpkg的清單模式可以得到類似的體驗(yàn)。

依賴庫配置

這里以fish-ffi-module模塊為例子，文件結(jié)構(gòu)如下，其中include文件里面是對(duì)外公開的頭文件，src文件包含當(dāng)前庫內(nèi)部使用的代碼，cmake文件下的config.cmake.in模版文件用于生成xxx-config.cmake的文件，用于被find_package找到。

.
├── CMakeLists.txt
├── LICENSE
├── cmake
│   └── config.cmake.in
├── include
│   └── fish_ffi_module.h
├── src
│   ├── connector.cc
│   ├── fish_ffi_module_impl_v1.cc
│   └── fish_ffi_module_impl_v1.h
├── vcpkg-configuration.json
└── vcpkg.json

vcpkg-configuration.json配置了私有源，后面會(huì)講到。vcpkg.json文件，聲明了當(dāng)前庫所依賴的其他庫，即vcpkg的依賴清單，其中"dependencies"字段聲明了所使用的依賴名稱。

{
	"name": "fish-ffi-module",
	"version": "1.0.0",
	"description": "A fish-ffi module based on fish-ffi-sdk.",
	"homepage": "",
  "dependencies": [
    "fish-ffi-sdk",
    "x-module",
    "flutter-sdk"
  ]
}

CMake工程最重要的就是CMakeLists文件了，里面配置了編譯相關(guān)的設(shè)置，添加了相關(guān)的注釋來幫助理解。

cmake_minimum_required(VERSION 3.15)
# 倉庫版本常量，升級(jí)時(shí)修改
set(FISH_FFI_MODULE_VERSION "1.0.0")
project(fish-ffi-module
    VERSION ${FISH_FFI_MODULE_VERSION}
    DESCRIPTION "A fish-ffi module based on fish-ffi-sdk."
		HOMEPAGE_URL ""
    LANGUAGES CXX)
option(BUILD_SHARED_LIBS "Build using shared libraries" ON)
# vcpkg清單中添加依賴之后，通過find_package就能找到
find_package(fish-ffi-sdk CONFIG REQUIRED)
find_package(flutter-sdk CONFIG REQUIRED)
find_package(x-module CONFIG REQUIRED)
# configure_package_config_file 生成config要用到
include(CMakePackageConfigHelpers)
# install 安裝要用到
include(GNUInstallDirs)
# 當(dāng)前庫的頭文件和源文件
aux_source_directory(include HEADER_LIST)
aux_source_directory(src SRC_LIST)
add_library(fish-ffi-module SHARED
    ${HEADER_LIST}
    ${SRC_LIST}
)
# 設(shè)置別名
add_library(fish-ffi-module::fish-ffi-module ALIAS fish-ffi-module)
# 設(shè)置動(dòng)態(tài)庫導(dǎo)出宏，PRIVATE為編譯時(shí)，INTERFACE為運(yùn)行時(shí)
if (BUILD_SHARED_LIBS AND WIN32)
    target_compile_definitions(fish-ffi-module
        PRIVATE "FISH_FFI_MODULE_EXPORT=__declspec(dllexport)"
        INTERFACE "FISH_FFI_MODULE_EXPORT=__declspec(dllimport)")
endif ()
target_compile_features(fish-ffi-module PUBLIC cxx_std_17)
# 添加頭文件
target_include_directories(fish-ffi-module PUBLIC 
    $<BUILD_INTERFACE:${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include/>
    $<INSTALL_INTERFACE:${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}>
)
# 鏈接庫文件
target_link_libraries(fish-ffi-module PRIVATE fish-ffi-sdk::fish-ffi-sdk)
target_link_libraries(fish-ffi-module PRIVATE flutter-sdk::flutter-sdk)
target_link_libraries(fish-ffi-module PRIVATE x-module::x-module)
# 基于config.cmake.in的模板生成xxx-config.cmake的文件
configure_package_config_file(
    cmake/config.cmake.in
    ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/fish-ffi-module-config.cmake
    INSTALL_DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_DATADIR}/fish-ffi-module
    NO_SET_AND_CHECK_MACRO)
# 生成xx-config-version.cmake文件
write_basic_package_version_file(
    ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/fish-ffi-module-config-version.cmake
    VERSION ${FISH_FFI_MODULE_VERSION}
    COMPATIBILITY SameMajorVersion)
# 將上面生成的兩個(gè)config文件，安裝到share/fish-ffi-module下
install(
    FILES
        ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/fish-ffi-module-config.cmake
        ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/fish-ffi-module-config-version.cmake
    DESTINATION
        ${CMAKE_INSTALL_DATADIR}/fish-ffi-module)
# 安裝頭文件
install(DIRECTORY include/ DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR})
# install target
install(TARGETS fish-ffi-module
    EXPORT fish-ffi-module-targets
    RUNTIME DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_BINDIR}
    LIBRARY DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}
    ARCHIVE DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR})
# 導(dǎo)出
install(EXPORT fish-ffi-module-targets
    NAMESPACE fish-ffi-module::
    DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_DATADIR}/fish-ffi-module)

這里面最重要的一點(diǎn)是配置xx-config.cmake和xx-config-version.cmake的生成，vcpkg會(huì)在源碼首次拉下來的時(shí)候進(jìn)行編譯，編譯完在相應(yīng)庫的share目錄生成上述兩個(gè)文件，并且在CMake配置階段執(zhí)行，這樣在使用find_package的時(shí)候就能獲取到這個(gè)庫以及對(duì)應(yīng)版本號(hào)?？偨Y(jié)一下就是，vcpkg幫助完成了代碼的下載、編譯和配置，然后就可以方便的鏈接三方庫了。

自定義私有源

私有源的自定義非常簡(jiǎn)單，其實(shí)就是個(gè)Git倉庫，push到私有的git托管服務(wù)上即可。只需要將依賴庫的最新commit信息記錄到這個(gè)倉庫里面，通過模版化的配置就能完成依賴庫的發(fā)布。

.
├── ports
│		├── fish-ffi-module
│   │   ├── portfile.cmake
│   │   └── vcpkg.json
│   └── x-module
│       ├── portfile.cmake
│       └── vcpkg.json
├── versions
│   ├── f-
│		│		└── fish-ffi-module.json
│   └── x-
│		│		└── x-module.json
│   └──baseline.json
└── LICENSE

vcpkg里面對(duì)依賴庫的定義叫port，這里定義了兩個(gè)port，分別是fish-ffi-module和x-module。其中的文件說明如下：

• portfile.cmake中定義了這個(gè)庫的git地址、分支、commitId、編譯配置等信息
• vcpkg.json定義了這個(gè)port的依賴以及版本信息，如果有依賴，則會(huì)在編譯這個(gè)庫之前優(yōu)先編譯依賴。
• versions下的文件按首字母分類，里面定義了version和git-tree的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在port新增或更新之后，git-tree需要重新生成，通過git rev-parse HEAD:ports/x-module來生成git-tree，然后通過git commit --amend追加提交到剛剛的commit中。

在需要使用私有源的CMake工程根目錄，添加vcpkg-configuration.json，里面內(nèi)容如下。default-registry為默認(rèn)源，指向官方的地址即可。registries下添加自定義的私有源，再通過指定packages，表示里面的庫需要在這個(gè)私有源查找。這樣就完成了私有源的配置。

{
    "default-registry": {
      "kind": "git",
      "repository": "https://github.com/microsoft/vcpkg",
      "baseline": "f4b262b259145adb2ab0116a390b08642489d32b"
    },
    "registries": [
      {
        "kind": "git",
        "repository": "xxx.git",
        "baseline": "1ad54586a5a2fadb8c44d3f8f47754e849fc5a38",
        "packages": [ "x-module",  "fish-ffi-sdk", "fish-ffi-module"]
      }
    ]
  }

在versions文件夾下還有一個(gè)baseline.json的文件，這個(gè)文件主要是設(shè)置基線用的，不像其他的依賴管理工具，vcpkg主要是通過這個(gè)基線來設(shè)置當(dāng)前所使用的版本號(hào)的。

vcpkg可以勝任依賴管理的相關(guān)工作，綜上所述只是一個(gè)簡(jiǎn)單使用，相比其他平臺(tái)的依賴管理工具略顯繁瑣，除此之外還有很多其他能力，需要到vcpkg.io的官方文檔里面探索了。

總結(jié)

Flutter應(yīng)用接入Windows平臺(tái)，主要遇到的問題就是Windows側(cè)的一些能力的提供，需要對(duì)齊Android和iOS的已有能力。因?yàn)槭褂玫氖荂++的開發(fā)語言，對(duì)于移動(dòng)端開發(fā)者并不是那么友好，學(xué)習(xí)曲線相對(duì)會(huì)比較抖。不過一旦平臺(tái)側(cè)的能力完善之后，又可以回歸到Flutter這個(gè)熟悉的領(lǐng)域了，享受Flutter開發(fā)帶來的便捷。此外Windows應(yīng)用的開發(fā)不僅僅只是屏幕加大版的移動(dòng)端開發(fā)，還包括不同的輸入設(shè)備(鍵盤鼠標(biāo))、交互習(xí)慣、樣式風(fēng)格、操作系統(tǒng)特性等，為了更好的平臺(tái)體驗(yàn)，會(huì)帶來一定的適配成本，這一塊后續(xù)也將持續(xù)投入。

以上就是Flutter應(yīng)用Windows平臺(tái)接入實(shí)踐詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Flutter接入Windows平臺(tái)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！