开发环境

MacBook Pro Apple M2 Pro | macOS Sonoma 14.0
Android Studio Giraffe | 2022.3.1 Patch 1
XCode Version 15.0
Flutter 3.13.2 • channel stable
Tools • Dart 3.1.0 • DevTools 2.25.0


先说下历程,因为我已经使用了Flutter3+的版本,起初了解到Flutter调用C/C++可以使用dart原生的 ‘dart:ffi’ 库,于是按照找到的一些文档使用,结果无论如何都会报错:“Failed to load dynamic library”,也就是在 DynamicLibrary.open('libxxx.so') 的阶段就失败了,我把 .so 文件尝试放过好几个目录 /assets/libs//lib//android/app/src/main/jniLibs/,最终都会报这个错误,现在才知道库文件需要放在你根本想象不到的地方!!!

尝试了一些方法还是不行后我放弃了 ffi,想着用 Flutter 的 MethodChannel 桥接 android/ios 原生,再让原生去调 native 层。一顿操作把Android端的搞定了,当然中间涉及到 Kotlin和C++ 层的数据类型映射的痛苦,而且业务函数也不像一个 helloworld 那么简单,别提有多痛苦了。当我再转身去搞iOS端的时候看到了iOS应该使用静态库 .a/.framework 格式的消息,如果使用动态库上架App Store是会被驳回的!native端不是我写的,我只有动态库,虽然之前写过双端的密钥插件有点经验,但是iOS毕竟咱过于陌生需要遍地找文档,过程实在过于痛苦,于是非常不甘心地又尝试起了 ffi 的方案。

在反复尝试了各种文档和博客后,我新建了一个Flutter C++的插件项目终于跑通了,并且找到了生成的库文件存放的位置。其实用法很简单,只是走错了路让我痛苦了一遍又一遍!!!
Flutter 和 Dart 的 官方文档 都只讲了如何调用 C/C++函数,没有提到如何直接调用 动态库或静态库。

中间我尝试了用Android原生 jni 调so库、用xcode写C++代码生成静态库给iOS调用、cmake交叉编译各平台库…因为 jni 的方式需要 包名、类名、入参类型、返回值类型 完全对应才能正确映射,jni 几百年不用一次又去捡了一遍这些细节知识,我真的椒麻了!!!

下面分别示例了 Flutter直接调用so动态库Flutter调用C/C++源文件内函数,第一种方式更为简单,因为省去了编译相关的配置


Flutter直接调用so动态库

先讲一下流程:

  1. 在正确的地方放置 .so 文件
  2. 编写 dart 代码调用 native 函数
  3. 在 dart 代码中调用 dart 映射的函数

案例:

我创建了一个 C++ 项目,使用一个 .cpp 文件写了一个 add 函数,add 函数有 两个 int 类型的入参,和一个 int 类型的出参,最终打包了 libnative_add.so 文件给 Flutter项目的 Android和iOS两端使用。

cpp 代码如下:

#include // extern "C" 是移动端调用 C++ 代码需要的,调用 C 代码则不需要extern "C" {int32_t add(int32_t a, int32_t b) {return a + b;}}

映射成 dart 代码也就是:

int add(int a, int b) {return a + b;}

一、.so文件放在哪个目录

这可以说是坑了我的最关键的一步,动态库应该放的目录是:

项目名/build/app/intermediates/merged_native_libs/debug/out/lib/,因为我是新建的插件项目,所以我的目录层级会多一级。

对应的架构和原生一样分别放在自己的目录,比如 armeabi-v7a、arm64-v8a、x86_64,这里面也涉及真机和模拟器的一些问题

build 目录可能在 Android Studio 内看不到,到文件夹下去操作就行,release 阶段也需要在对应目录放置库文件。是不是非常意想不到,毕竟这个目录一旦 clean 就没了,不过可以放在其他目录写个 gradle 脚本拷贝过去

顺便提一下 Flutter 很多文件的操作都需要在“非正常目录”去操作,比如说用xcode编写iOS端插件需要在 /ios/.symlinks/... 目录去找项目,有时候 Android Studio 还会抽疯,无法直接在 Flutter 项目里 “从 Android Studio 打开 android 目录” 或者 “从 XCode 打开 iOS 目录”

二、加载.so文件并创建映射函数

这一步是在写dart代码的 项目名/lib/ 目录,最好额外创建一个文件去处理这块儿内容,比如文件:native.dart

点解释了: 关于这两行代码的含义

点详细讲解了: ffi 调用native函数的两种方式和泛型参数的两种写法

final addLib = Platform.isAndroid ? DynamicLibrary.open('libnative_add.so') : DynamicLibrary.process();final addFunc = addLib.lookupFunction<Int32 Function(Int32, Int32), int Function(int, int)>('add');

三、调用函数

导入文件,直接调用就行

import '../native.dart';int result = addFunc(1, 2);

到这里代码就结束了,很简单对吧,我搞了一天!!!


四、解释一下这两行代码的含义

第一行是加载动态库文件。Android和iOS的方式不一样,包括Mac或者Windows上也需要不同的代码兼容(这里只包含Android iOS的),动态库的原文件名就是 “libnative_add.so”,我没尝试过类似Java加载动态库的这种写法能不能行 “native_add”

第二行是调用函数 add 。泛型部分后面有详细讲解。


五、ffi 调用native函数的两种方式和泛型参数的两种写法

ffi 调用native函数的两种方式

  1. ffi 调用native函数方式一
final int Function(int x, int y) addFunc = addLib.lookup<NativeFunction<Int32 Function(Int32, Int32)>>('add').asFunction();
  1. ffi 调用native函数方式二
final addFunc = addLib.lookupFunction<Int32 Function(Int32, Int32), int Function(int, int>('add');

其中关键函数有两个,方式一是 lookup().asFunction(),方式二是 lookupFunction()。函数的出参和入参都是 Function 的形式。

官方使用的方式一,这个应该是版本原因,方式二的函数估计是后面版本新增的扩展方法,反正我是用的这个函数。这几个函数的原定义如下:

// 方式一的函数,需要配合 asFunction 函数使用external Pointer<T> lookup<T extends NativeType>(String symbolName);extension NativeFunctionPointer<NF extends Function> on Pointer<NativeFunction<NF>> {external DF asFunction<('NF') DF extends Function>({bool isLeaf = false});}// 方式二的函数external F lookupFunction<T extends Function, F extends Function>(String symbolName, {bool isLeaf = false});

再解释一下这两个函数的泛型部分

方式一的函数,泛型只有一个参数,传入的是 native层函数写法的出参和入参类型,且需要用 NativeFunction 类包裹,变量接收的是 dart层函数写法的出入参类型。涉及到 dart 和 C/C++ 的数据类型对照看这里。

方式二的函数,泛型有两个参数,泛型参数一是 native层函数写法的出入参类型,泛型参数二是 dart层函数写法的出入参类型

是不是感觉有点绕,多看几眼就适应了。

至于泛型参数部分还有其他写法,就是将泛型参数用 typedef 关键字定义出去。举个完整的栗子来清晰一下两种写法:

  1. 最原始的写法
final lib = Platform.isAndroid ? DynamicLibrary.open('libnative_add.so') : DynamicLibrary.process();// 方式一调用final int Function(int x, int y) addFunc = addLib.lookup<NativeFunction>('add').asFunction();// 方式二调用final addFunc = addLib.lookupFunction('add');
  1. 视觉优化后的写法
typedef AddNative = Int32 Function(Int32, Int32); //定义native层函数写法的出入参类型typedef AddDart = int Function(int, int); //dart层函数写法的出入参类型final lib = Platform.isAndroid ? DynamicLibrary.open('libnative_add.so') : DynamicLibrary.process();// 方式一调用final addDart addFunc = addLib.lookup('add').asFunction();// 方式二调用final addFunc = addLib.lookupFunction('add');

现在是不是理解我为什么会选用方式二了,因为语法层面会更清晰明了一些!




Flutter调用C/C++源文件内函数

依旧是使用官方的 ‘dart:ffi’ 调用。

很简单,全程在 android 目录下操作,首先讲一下流程:

  1. 创建 ‘xx.cpp’ 文件,编写函数代码
  2. 创建 ‘CMakeLists.txt’ 文件,编写打包 动态库或静态库 代码
  3. 配置 cmake 编译环境和平台
  4. 使用 ffi 调用 native 函数

一、编写 C/C++ 代码

这里只演示了 C++,仅仅是 C 的话自行修改,注:C++ 可以不需要头文件

#include extern "C" {int32_t add(int32_t a, int32_t b) {return a + b;}}

二、编写 CMakeLists.txt 代码

项目名/android/ 创建文件 CMakeLists.txt
以下文件打出来的包在如下位置,如有插件会多一层目录:
项目名/build/app/intermediates/merged_native_libs/debug/out/lib/

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)# 版本根据自己的需要进行修改add_library(# 编译打包出来的lib文件名称,以下打包出来为:libnative_add.sonative_add# 动态库使用:SHARED、静态库使用:STATICSHARED# 源文件可以放在别的地方native_add.cpp )

三、配置 cmake 编译环境和平台

打开 build.gradle,在 android 节点下配置:

android {externalNativeBuild {cmake {path "CMakeLists.txt"}}}

四、使用 ffi 调用 native 函数

参照上面调用 .so 的代码

// ffi 加载动态库,并映射 native 函数final addLib = Platform.isAndroid ? DynamicLibrary.open('libnative_add.so') : DynamicLibrary.process();final addFunc = addLib.lookupFunction<Int32 Function(Int32, Int32), int Function(int, int)>('add');
// 导入文件,调用函数import '../native.dart';int result = addFunc(1, 2);

文末 !!!!!!!!!!加粗吐槽跨平台针对原生兼容的坑,官方文档有重要遗漏且不清晰、官方没有足够完整的案例、对于平常只接触单一平台的人很不友好!!!!!!!!!