Flutter调用Rust代码操作指南

在这里插入图片描述

在之前的利用Rust与Flutter开发一款小工具文章中，我们使用Rust代码实现了一个简单的WebSocket发送功能。也在Rust库交叉编译以及在Android与iOS使用这篇中介绍了Rust库的打包以及双端的使用。

今天我们继续用之前WebSocket的代码举例，来介绍如何在Flutter项目中使用。

准备工作

本篇的主角就是flutter_rust_bridge，它是用于 Flutter 和 Rust 的高级内存安全绑定生成器。这个库只是一个代码生成器，帮助你的 Flutter / Dart 调用 Rust 函数。它只是生成了一些模板代码，代替了手工编写。

首先我们可以把Rust代码放到Flutter项目的根目录中，或者运行 cargo new --lib创建一个新的 Rust crate。完成后项目结构如下：

├── android
├── ios
├── lib
├── linux
├── macos
├── $crate
│   ├── Cargo.toml
│   └── src
├── test
├── web
└── windows

注意：将 crate 的根目录设为和其他项目同等级别，这样有助于简化配置过程。

稍微修改一下之前的rust代码（注意代码不要直接写在lib.rs中，不然生成文件无法获取导包）：

这里我们将之前的代码放入api.rs中:

use std::collections::HashMap;
use std::sync::Mutex;
use ws::{
    
    connect, Handler, Sender, Handshake, Result, Message, CloseCode, Error};
use ws::util::Token;


lazy_static! {
    
    
    static ref DATA_MAP: Mutex<HashMap<String, Sender>> = {
    
    
        let map: HashMap<String, Sender> = HashMap::new();
        Mutex::new(map)
    };
}

struct Client {
    
    
    sender: Sender,
    host: String,
}

impl Handler for Client {
    
    
    fn on_open(&mut self, _: Handshake) -> Result<()> {
    
    
        DATA_MAP.lock().unwrap().insert(self.host.to_owned(), self.sender.to_owned());
        Ok(())
    }

    fn on_message(&mut self, msg: Message) -> Result<()> {
    
    
        println!("<receive> '{}'. ", msg);
        Ok(())
    }

    fn on_close(&mut self, _code: CloseCode, _reasonn: &str) {
    
    
        DATA_MAP.lock().unwrap().remove(&self.host);
    }

    fn on_timeout(&mut self, _event: Token) -> Result<()> {
    
    
        DATA_MAP.lock().unwrap().remove(&self.host);
        self.sender.shutdown().expect("shutdown error");
        Ok(())
    }

    fn on_error(&mut self, _err: Error) {
    
    
        DATA_MAP.lock().unwrap().remove(&self.host);
    }

    fn on_shutdown(&mut self) {
    
    
        DATA_MAP.lock().unwrap().remove(&self.host);
    }

}

pub fn websocket_connect(host: String) {
    
    
    if let Err(err) = connect(host.to_owned(), |out| {
    
    
        Client {
    
    
            sender: out,
            host: host.to_owned(),
        }
    }) {
    
    
        println!("Failed to create WebSocket due to: {:?}", err);
    }
}

pub fn send_message(host: String, message: String) {
    
    
    let binding = DATA_MAP.lock().unwrap();
    let sender = binding.get(&host.to_owned());
    
    match sender {
    
    
        Some(s) => {
    
    
            if s.send(message).is_err() {
    
    
                println!("Websocket couldn't queue an initial message.")
            };
        } ,
        None => println!("None")
    }
}

pub fn websocket_disconnect(host: String) {
    
    
    DATA_MAP.lock().unwrap().remove(&host.to_owned());
}

api.rs

mod api;
#[macro_use]
extern crate lazy_static;

Cargo.toml配置如下：

[package]
name = "rust_demo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
publish = false

[lib]
name = "rust_demo"
crate-type = ["staticlib", "cdylib"]

[profile.release]
lto = true
opt-level = 'z'
strip = true
codegen-units = 1
# panic = 'abort'

[dependencies]
ws = "0.9.2"
lazy_static = "1.4.0"
flutter_rust_bridge = "=1.77.1"
flutter_rust_bridge_macros = "=1.77.1"

[build-dependencies]
flutter_rust_bridge_codegen = "=1.77.1"

Flutter中pubspec.yaml的配置如下：

dependencies:
  flutter_rust_bridge: 1.77.1
  ffi: ^2.0.1

dev_dependencies:
  ffigen: ^8.0.2

这里注意flutter_rust_bridge的版本需要一致。我这里目前使用的是1.77.1。然后在rust项目中执行：

cargo install flutter_rust_bridge_codegen
# 如果为iOS或MacOS应用构建
cargo install cargo-xcode

flutter_rust_bridge_codegen, 生成 Rust-Dart 胶水代码的核心。
ffigen, 从 C 头文件中生成 Dart 代码/
安装 LLVM, 请看 Installing LLVM，ffigen 会使用到。
(可选) cargo-xcode，如果你想生成为 IOS 和 MacOS 的 Xcode 项目。

完成上面的准备工作，我们就可以在Flutter项目下执行命令，成功胶水代码了。

flutter_rust_bridge_codegen -r native/src/api.rs -d lib/ffi/rust_ffi.dart -c ios/Runner/bridge_generated.h

native/src/api.rs rust代码路径。
lib/ffi/rust_ffi.dart生成dart代码路径。
ios/Runner/bridge_generated.h创建的一个 C 头文件，里面列出了 Rust 库导出的所有符号，我们需要使用它确保 Xcode 不会将符号去除。

Android配置

首先安装cargo-ndk，它能够将代码编译到适合的 JNI 而不需要额外的配置。我们之前的文章中，就通过手动的方式在.cargo/config中配置clang链接器的路径。就比较繁琐，这个插件就是简化这一操作的。

安装命令：

// ndk低于22
cargo install cargo-ndk --version 2.6.0
// ndk高于22
cargo install cargo-ndk

交叉编译到安卓需要一些额外的组件，这个我们之前的文章也有说明：

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

接着，在 android/app/build.gradle 的最后添加下面几行：

[
        Debug: null,
        Profile: '--release',
        Release: '--release'
].each {
    
    
    def taskPostfix = it.key
    def profileMode = it.value
    tasks.whenTaskAdded {
    
     task ->
        if (task.name == "javaPreCompile$taskPostfix") {
    
    
            task.dependsOn "cargoBuild$taskPostfix"
        }
    }
    tasks.register("cargoBuild$taskPostfix", Exec) {
    
    
        workingDir "../../native"
        environment ANDROID_NDK_HOME: "$ANDROID_NDK"
        commandLine 'cargo', 'ndk',
                // the 2 ABIs below are used by real Android devices
                '-t', 'armeabi-v7a',
                '-t', 'arm64-v8a',
                '-o', '../android/app/src/main/jniLibs', 'build'
        if (profileMode != null) {
    
    
            args profileMode
        }
    }
}

../../native就是rust代码路径。
ANDROID_NDK就是在android/gradle.properties配置的NDK路径。
Android每次运行都会打包rust代码并将so文件放入android/app/src/main/jniLibs下。所以如果Rust代码没有变化修改，可以在生成release文件后注释掉此处代码。

ANDROID_NDK=/Users/weilu/android/android-sdk-macosx/ndk/21.4.7075529

iOS配置

安装交叉编译组件：

rustup target add aarch64-apple-ios x86_64-apple-ios

接着在rust项目目录下执行cargo xcode。执行后，会生成一个xcodeproj后缀文件夹。它可以用于导入到其他 Xcode 项目中。
请添加图片描述
在 Xcode 中打开 ios/Runner.xcodeproj, 点击菜单File ---> Add Files to "Runner"接着把 xxx.xcodeproj 添加为子项目。

点击 Runner 根项目，在Build PhasesTab下的Target Dependencies点击加号添加 $crate-staticlib文件。
接着，展开下面的 Link Binary With Libraries点击加号, 为 IOS 添加 lib$crate_static.a文件。

完成后如下图：

绑定一开始生成的头文件bridge_generated.h。

在 ios/Runner/Runner-Bridging-Header.h 中添加：bridge_generated.h。

#import "GeneratedPluginRegistrant.h"
#import "bridge_generated.h"

ios/Runner/AppDelegate.swift 中添加dummy_method_to_enforce_bundling()：

import UIKit
import Flutter

@UIApplicationMain
@objc class AppDelegate: FlutterAppDelegate {
    
    
  override func application(
    _ application: UIApplication,
    didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?
  ) -> Bool {
    
    
    let dummy = dummy_method_to_enforce_bundling()
    print(dummy)
    GeneratedPluginRegistrant.register(with: self)
    return super.application(application, didFinishLaunchingWithOptions: launchOptions)
  }
}

Flutter调用

至此，配置工作已全部结束。下面我们看下如何调用，首先我们简单封装一个方法调用类。

import 'dart:ffi';
import 'dart:io';

import 'package:flutter_ffi/ffi/rust_ffi.dart';

class NativeFFI {
    
    
  NativeFFI._();

  static DynamicLibrary? _dyLib;

  static DynamicLibrary get dyLib {
    
    
    if (_dyLib != null) return _dyLib!;

    if (Platform.isIOS) {
    
    
      _dyLib = DynamicLibrary.process();
    } else if (Platform.isAndroid) {
    
    
      _dyLib = DynamicLibrary.open('librust_demo.so');
    } else {
    
    
      throw Exception('DynamicLibrary初始化失败');
    }

    return _dyLib!;
  }
}

class NativeFun {
    
    
  static final _ffi = RustDemoImpl(NativeFFI.dyLib);

  static Future<void> websocketConnect(String host) async {
    
    
    return await _ffi.websocketConnect(host: host);
  }

  static Future<void> sendMessage(String host, String message) async {
    
    
    return await _ffi.sendMessage(host: host, message: message);
  }

  static Future<void> websocketDisconnect(String host) async {
    
    
    return await _ffi.websocketDisconnect(host: host);
  }
}

使用时，直接调用NativeFun.xxx()方法将可以了。

以上示例代码我已经提交到Github，有需要的可以运行查看。对你有帮助的话，点赞收藏起来～我们下个月再见！