Flutter + Rust 高性能的跨端尝试

稍作配置，同一份代码横跨 Android & IOS，相比于 React Native 方案更加高性能。除此之外，得益于 Rust 跨平台加持，Rust 部分的代码可在种种场合复用。

这篇文章旨在记录作者尝试结合 Rust 和 Flutter 的过程，且仅为初步尝试。不会涉及诸如：

• 
  
• 如何搭建一个 Flutter 开发环境，以及 Dart 语言怎么用
  
• 如何搭建一个 Rust 开发环境，以及 Rust 语言怎么学
  

Environment

• 
  
• Flutter: Android, IOS 工具配置妥当
  
  
• 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

这里有一些行之有效的辅助脚本用于更加快捷配置交叉编译工具。

1. 
   
2. 
   

   获取 Android NDK

   
   

   sdkmanager --verbose ndk-bundle
   

   如果已经准备好了 Android NDK ，则设置环境变量 $ANDROID_NDK_HOME

   
   

   # example:
   
   export ANDROID_NDK_HOME=/Users/yinsiwei/Downloads/android-ndk-r20b
   

   
   
3. 
   

   Create the standalone NDK

   
   

   # $(pwd) == ~/Downloads
   
   git clone https://github.com/kennytm/rust-ios-android.git
   
   cd rust-ios-android
   
   ./create-ndk-standalone.sh
   

   
   
4. 
   

   在 Cargo default config VS 配置 Android 交叉编译工具

   
   

   cat cargo-config.toml >> ~/.cargo/config
   

   执行上述命令后会在 Cargo 默认配置中，增加有关 Android 跨平台目标 (targets, aarch64-linux-android, armv7-linux-androideabi, i686-linux-android) 的工具信息，指向刚刚创建的 standalone NDK。

   
   

   [target.aarch64-linux-android]
   
   ar = ...
   
   linker = ..
   
   
   [target.armv7-linux-androideabi]
   
   ...
   
   
   [target.i686-linux-android]
   
   ..
   

   
   
5. 
   

   下载 Rust 支持 Android 交叉编译的依赖

   
   
   
   

rustup target add aarch64-linux-android armv7-linux-androideabi i686-linux-android
```

Start a simple rust library

1. 
   
2. 
   

   创建一个 Rust 项目

   
   
   
   

cargo init my-app-base --lib
```

2. 
   
3. 
   

   编辑 Cargo.toml 修改 crate-type

   
   
   
   

[lib]
name = "my_app_base"
crate-type = ["staticlib", "cdylib"]
```
Rust 构建出来的二进制库，在 IOS 中是静态链接进最终的程序之中，需要对构建 staticlib 的支持；在 Android 是通过动态链接在运行时装在进程序运行空间的，需要对构建 cdylib 的支持。

1. 
   
2. 
   

   写一些符合 C ABI 的函数 src/lib.rs

   
   

   use std::os::raw::c_char;
   
   use std::ffi::CString;
   
   
   #[no_mangle]
   
   pub unsafe extern fn hello() -> *const c_char {
   
       let s = CString::new("world").unwrap();
   
       s.into_raw()
   
   }
   

   在上述代码中，每次当外部调用 hello 函数时，会在晋城堆空间中创建一个字符串 ( CString )，并将所有权 ( 释放该字符串所占堆空间的权利 ) 移交给调用者。

   
   
   

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

然后在 target 目录下会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 部分就告于段落了。

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

1. 
   
2. 
   

   添加依赖

   
   

   pubspec.yaml -> dev_dependencies: += ffi: ^0.1.3

   
   
   
3. 
   

   添加代码

   
   

   (直接在生成的项目上修改，暂不考虑代码设计问题，就简简单单的先把项目跑起来 )

   
   

   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 # 如果连接着 Android 设备就直接运行了起来

Build IOS Project

( 复杂了许多 )

1. 
   
2. 跟随 Flutter 官方文档，配置 XCode 项目。
   
3. 在 Build Phases 中 Link Binary With Libraries 添加 libmy_app_base.a 文件
   (按照图上箭头点...)
   
   
4. 在 Build Settings 中 Other Linker Flags 中添加 force_load 的参数。
   
   

这是由于在 Dart 中通过动态的方式调用了该库的相关函数，但在编译期间静态分析的时候，这些都是未曾被调用过的无用函数，就被剪裁掉了。要通过 force_load 方式解决这个问题。

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

将后面的路径替换成你的

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

删除&重新下载

rm -rf /Users/hey/flutter/bin/cache && flutter doctor -v

真机无法启动 Flutter 程序

参见 github.com/flutter/flu…
不要升级到 IOS 13.3.1 系统

What's next

• 
  
• 
  

  如何高效的实现 Rust & Dart 部分的通信

  
  

  我们知道 Flutter 和广大 GUI 库类似，属于单线程模型结合事件系统，因此在主线程中使用 FFI 调用 Rust 部分的代码不能阻塞线程。Dart 语言提供 async/await 语法特性用于在 Flutter 中处理网络请求等阻塞任务。而 Rust 也在最近版本中提供了 async/await 语法支持，如何优雅的把两部分结合起来，这是一个问题。

  
  
  
• 
  

  对 MacOS Windows Linux 桌面端的支持

  
  

  Flutter 已经有了对桌面端的实验性支持，可以研究下如何结合在一起，实现跨 6 个端共享代码。

  
  
  

References

• 
  
• 
  

  github.com/kennytm/rus…

  
  

  介绍了如何构建出 Android, IOS 库，并提供了例子

  
  
  
• 
  

  github.com/TimNN/cargo…

  
  

  用于构建 universal library

  
  
  
• 
  

  github.com/hanabi1224/…