撰写双端平台代码（插件编写实现）

本指南介绍了如何编写自定义的平台相关代码，某些平台相关功能可通过已有的软件包获得，具体细节可查看： 在 Flutter 里使用 Packages。

Flutter 构建了一个灵活的系统，你可以调用各种相关平台的 API，具体如下所示：

• Android 中的 Java 或 Kotlin API

• iOS 中的 Objective-C 或 Swift API

• Windows 操作系统中的 C++ API

• macOS 系统中的 Objective-C

• Linux 操作系统中的 C

Flutter 使用了灵活系统，无论是在 Android 上的 Kotlin 还是 Java，亦或是 iOS 上的 Swift 或 Objective-C，它都允许你调用平台特定 API。

Flutter 内置的平台特定 API 支持不依赖于任何生成代码，而是灵活的依赖于传递消息格式。或者，你也可以使用 Pigeon 这个 package，通过生成代码来 发送结构化类型安全消息。

• 应用中的 Flutter 部分通过平台通道向其宿主 (非 Dart 部分) 发送消息。

• 宿主监听平台通道并接收消息。然后，它使用原生编程语言来调用任意数量的相关平台 API，并将响应发送回客户端（即应用程序中的 Flutter 部分）。

架构概述：平台通道

消息使用平台通道在客户端（UI）和宿主（平台）之间传递，如下图所示：

消息和响应以异步的形式进行传递，以确保用户界面能够保持响应。

客户端做方法调用的时候 MethodChannel 会负责响应，从平台一侧来讲，Android 系统上使用 MethodChannelAndroid、 iOS 系统使用 MethodChanneliOS 来接收和返回来自 MethodChannel 的方法调用。在开发平台插件的时候，可以减少样板代码。

平台通道数据类型及编解码器

标准平台通道使用标准消息编解码器，它支持简单的类似 JSON 值的高效二进制序列化，例如布尔值、数字、字符串、字节缓冲区及这些类型的列表和映射（详情请参阅 StandardMessageCodec）。当你发送和接收值时，它会自动对这些值进行序列化和反序列化。

下表展示了如何在平台端接收 Dart 值，反之亦然：

• Java
• Kotlin
• Obj-C
• Swift
• C++
• C

示例: 通过平台通道调用平台的 iOS、Android 和 Windows 代码

以下代码演示了如何调用平台相关 API 来检索并显示当前的电池电量。它通过平台消息 getBatteryLevel() 来调用 Android 的 BatteryManager API、 iOS 的 device.batteryLevel API、以及 indows 上的 GetSystemPowerStatus。

该示例在主应用程序中添加平台相关代码。如果想要将该代码重用于多个应用程序，那么项目的创建步骤将略有差异（查看 Flutter Packages 的开发和提交），但平台通道代码仍以相同方式编写。

第一步：创建一个新的应用项目

首先创建一个新的应用：

• 在终端中运行：flutter create batterylevel

默认情况下，我们的模板使用 Kotlin 编写 Android 或使用 Swift 编写 iOS 代码。要使用 Java 或 Objective-C，请使用 -i 和/或 -a 标志：

• 在终端中运行：flutter create -i objc -a java batterylevel

第二步：创建 Flutter 平台客户端

应用程序的 State 类保持当前应用的状态。扩展它以保持当前的电池状态。

首先，构建通道。在返回电池电量的单一平台方法中使用 MethodChannel。

通道的客户端和宿主端通过传递给通道构造函数的通道名称进行连接。一个应用中所使用的所有通道名称必须是唯一的；使用唯一的 域前缀 为通道名称添加前缀，比如：samples.flutter.dev/battery。

import 'dart:async';
import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:flutter/services.dart';

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  static const platform = MethodChannel('samples.flutter.dev/battery');
  // Get battery level.

接下来，在方法通道上调用方法（指定通过 String 标识符 getBatteryLevel 调用的具体方法）。调用可能会失败—比如，如果平台不支持此平台 API（比如在模拟器中运行），所以将 invokeMethod 调用包裹在 try-catch 语句中。

在 setState 中使用返回结果来更新 _batteryLevel 内的用户界面状态。

// Get battery level.
String _batteryLevel = 'Unknown battery level.';

Future<void> _getBatteryLevel() async {
  String batteryLevel;
  try {
    final int result = await platform.invokeMethod('getBatteryLevel');
    batteryLevel = 'Battery level at $result % .';
  } on PlatformException catch (e) {
    batteryLevel = "Failed to get battery level: '${e.message}'.";
  }

  setState(() {
    _batteryLevel = batteryLevel;
  });
}

最后，将模板中的 build 方法替换为包含以字符串形式显示电池状态、并包含一个用于刷新该值的按钮的小型用户界面。

@override
Widget build(BuildContext context) {
  return Material(
    child: Center(
      child: Column(
        mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.spaceEvenly,
        children: [
          ElevatedButton(
            onPressed: _getBatteryLevel,
            child: const Text('Get Battery Level'),
          ),
          Text(_batteryLevel),
        ],
      ),
    ),
  );
}

步骤 3: 添加 Android 平台的实现

• Kotlin
• Java

import androidx.annotation.NonNull
import io.flutter.embedding.android.FlutterActivity
import io.flutter.embedding.engine.FlutterEngine
import io.flutter.plugin.common.MethodChannel

class MainActivity: FlutterActivity() {
  private val CHANNEL = "samples.flutter.dev/battery"

  override fun configureFlutterEngine(@NonNull flutterEngine: FlutterEngine) {
    super.configureFlutterEngine(flutterEngine)
    MethodChannel(flutterEngine.dartExecutor.binaryMessenger, CHANNEL).setMethodCallHandler {
      call, result ->
      // This method is invoked on the main thread.
      // TODO
    }
  }
}

import android.content.Context
import android.content.ContextWrapper
import android.content.Intent
import android.content.IntentFilter
import android.os.BatteryManager
import android.os.Build.VERSION
import android.os.Build.VERSION_CODES

  private fun getBatteryLevel(): Int {
    val batteryLevel: Int
    if (VERSION.SDK_INT >= VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
      val batteryManager = getSystemService(Context.BATTERY_SERVICE) as BatteryManager
      batteryLevel = batteryManager.getIntProperty(BatteryManager.BATTERY_PROPERTY_CAPACITY)
    } else {
      val intent = ContextWrapper(applicationContext).registerReceiver(null, IntentFilter(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED))
      batteryLevel = intent!!.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_LEVEL, -1) * 100 / intent.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_SCALE, -1)
    }

    return batteryLevel
  }

    MethodChannel(flutterEngine.dartExecutor.binaryMessenger, CHANNEL).setMethodCallHandler {
      call, result ->
      // This method is invoked on the main thread.
      // TODO
    }

    MethodChannel(flutterEngine.dartExecutor.binaryMessenger, CHANNEL).setMethodCallHandler {
      // This method is invoked on the main thread.
      call, result ->
      if (call.method == "getBatteryLevel") {
        val batteryLevel = getBatteryLevel()

        if (batteryLevel != -1) {
          result.success(batteryLevel)
        } else {
          result.error("UNAVAILABLE", "Battery level not available.", null)
        }
      } else {
        result.notImplemented()
      }
    }

import androidx.annotation.NonNull;
import io.flutter.embedding.android.FlutterActivity;
import io.flutter.embedding.engine.FlutterEngine;
import io.flutter.plugin.common.MethodChannel;

public class MainActivity extends FlutterActivity {
  private static final String CHANNEL = "samples.flutter.dev/battery";

  @Override
  public void configureFlutterEngine(@NonNull FlutterEngine flutterEngine) {
  super.configureFlutterEngine(flutterEngine);
    new MethodChannel(flutterEngine.getDartExecutor().getBinaryMessenger(), CHANNEL)
        .setMethodCallHandler(
          (call, result) -> {
            // This method is invoked on the main thread.
            // TODO
          }
        );
  }
}

import android.content.ContextWrapper;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.os.BatteryManager;
import android.os.Build.VERSION;
import android.os.Build.VERSION_CODES;
import android.os.Bundle;

  private int getBatteryLevel() {
    int batteryLevel = -1;
    if (VERSION.SDK_INT >= VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
      BatteryManager batteryManager = (BatteryManager) getSystemService(BATTERY_SERVICE);
      batteryLevel = batteryManager.getIntProperty(BatteryManager.BATTERY_PROPERTY_CAPACITY);
    } else {
      Intent intent = new ContextWrapper(getApplicationContext()).
          registerReceiver(null, new IntentFilter(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED));
      batteryLevel = (intent.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_LEVEL, -1) * 100) /
          intent.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_SCALE, -1);
    }

    return batteryLevel;
  }

          (call, result) -> {
            // This method is invoked on the main thread.
            // TODO
          }

          (call, result) -> {
            // This method is invoked on the main thread.
            if (call.method.equals("getBatteryLevel")) {
              int batteryLevel = getBatteryLevel();

              if (batteryLevel != -1) {
                result.success(batteryLevel);
              } else {
                result.error("UNAVAILABLE", "Battery level not available.", null);
              }
            } else {
              result.notImplemented();
            }
          }

现在你应该可以在 Android 中运行该应用。如果使用了 Android 模拟器，请在扩展控件面板中设置电池电量，可从工具栏中的 … 按钮访问。

步骤 4：添加 iOS 平台的实现

• Swift
• Objective-C

@UIApplicationMain
@objc class AppDelegate: FlutterAppDelegate {
  override func application(
    _ application: UIApplication,
    didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {

    let controller : FlutterViewController = window?.rootViewController as! FlutterViewController
    let batteryChannel = FlutterMethodChannel(name: "samples.flutter.dev/battery",
                                              binaryMessenger: controller.binaryMessenger)
    batteryChannel.setMethodCallHandler({
      (call: FlutterMethodCall, result: @escaping FlutterResult) -> Void in
      // This method is invoked on the UI thread.
      // Handle battery messages.
    })

    GeneratedPluginRegistrant.register(with: self)
    return super.application(application, didFinishLaunchingWithOptions: launchOptions)
  }
}

private func receiveBatteryLevel(result: FlutterResult) {
  let device = UIDevice.current
  device.isBatteryMonitoringEnabled = true
  if device.batteryState == UIDevice.BatteryState.unknown {
    result(FlutterError(code: "UNAVAILABLE",
                        message: "Battery level not available.",
                        details: nil))
  } else {
    result(Int(device.batteryLevel * 100))
  }
}

batteryChannel.setMethodCallHandler({
  [weak self] (call: FlutterMethodCall, result: FlutterResult) -> Void in
  // This method is invoked on the UI thread.
  guard call.method == "getBatteryLevel" else {
    result(FlutterMethodNotImplemented)
    return
  }
  self?.receiveBatteryLevel(result: result)
})

#import <Flutter/Flutter.h>
#import "GeneratedPluginRegistrant.h"

@implementation AppDelegate
- (BOOL)application:(UIApplication*)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary*)launchOptions {
  FlutterViewController* controller = (FlutterViewController*)self.window.rootViewController;

  FlutterMethodChannel* batteryChannel = [FlutterMethodChannel
                                          methodChannelWithName:@"samples.flutter.dev/battery"
                                          binaryMessenger:controller.binaryMessenger];

  [batteryChannel setMethodCallHandler:^(FlutterMethodCall* call, FlutterResult result) {
    // This method is invoked on the UI thread.
    // TODO
  }];

  [GeneratedPluginRegistrant registerWithRegistry:self];
  return [super application:application didFinishLaunchingWithOptions:launchOptions];
}

- (int)getBatteryLevel {
  UIDevice* device = UIDevice.currentDevice;
  device.batteryMonitoringEnabled = YES;
  if (device.batteryState == UIDeviceBatteryStateUnknown) {
    return -1;
  } else {
    return (int)(device.batteryLevel * 100);
  }
}

__weak typeof(self) weakSelf = self;
[batteryChannel setMethodCallHandler:^(FlutterMethodCall* call, FlutterResult result) {
  // This method is invoked on the UI thread.
  if ([@"getBatteryLevel" isEqualToString:call.method]) {
    int batteryLevel = [weakSelf getBatteryLevel];

    if (batteryLevel == -1) {
      result([FlutterError errorWithCode:@"UNAVAILABLE"
                                 message:@"Battery level not available."
                                 details:nil]);
    } else {
      result(@(batteryLevel));
    }
  } else {
    result(FlutterMethodNotImplemented);
  }
}];

现在你应该可以在 iOS 中运行该应用。如果使用了 iOS 模拟器（注意它并不支持 battery API），应用则会显示 ‘battery info unavailable’。

第五步：添加 Windows 平台特定实现

首先在 Visual Studio 中打开你 Flutter 应用 Windows 的 host 部分：

1. 在你项目的目录夹下运行一次 flutter build windows 以生成 Visual Studio solution 文件。

2. 启动 Visual Studio。

3. 选择 Open a project or solution

4. 导航至含有你 Flutter 应用的目录下，然后进入 build 文件夹，然后是 windows 文件夹，然后选择 batterylevel.sln 文件，点击 Open。

然后添加 platform channel 方法的 c++ 实现：

1. 在 Solution 浏览器中展开 batterylevel > Source Files

2. 打开 flutter_window.cpp。

首先，在文件的最顶部添加必要的引用，在 #include "flutter_window.h" 下面写上就行：

#include <flutter/event_channel.h>
#include <flutter/event_sink.h>
#include <flutter/event_stream_handler_functions.h>
#include <flutter/method_channel.h>
#include <flutter/standard_method_codec.h>
#include <windows.h>

#include <memory>

编辑 FlutterWindow::OnCreate 方法，然后创建一个 flutter::MethodChannel 绑定 samples.flutter.dev/battery 名字：

bool FlutterWindow::OnCreate() {
  // ...
  RegisterPlugins(flutter_controller_->engine());

  flutter::MethodChannel<> channel(
      flutter_controller_->engine()->messenger(), "samples.flutter.dev/battery",
      &flutter::StandardMethodCodec::GetInstance());
  channel.SetMethodCallHandler(
      [](const flutter::MethodCall<>& call,
         std::unique_ptr<flutter::MethodResult<>> result) {
        // TODO
      });

  SetChildContent(flutter_controller_->view()->GetNativeWindow());
  return true;
}

接下来添加使用 Windows battery API 来检索电池电量的代码。该代码与你在原生 Windows 应用中编写代码别无二致。

在 flutter_window.cpp 顶部添加下面的新方法，在 #include 下面添加：

static int GetBatteryLevel() {
  SYSTEM_POWER_STATUS status;
  if (GetSystemPowerStatus(&status) == 0 || status.BatteryLifePercent == 255) {
    return -1;
  }
  return status.BatteryLifePercent;
}

最后，完成 setMethodCallHandler() 方法。你可以在这里处理平台方法，getBatteryLevel()，然后可以在 call 参数中进行测试。这个平台方法调用的实现，在之前的步骤中已经完成了。如果调用了一个未知的，请报告它。

移除下面的代码：

  channel.SetMethodCallHandler(
      [](const flutter::MethodCall<>& call,
         std::unique_ptr<flutter::MethodResult<>> result) {
        // TODO
      });

然后替换为这个：

  channel.SetMethodCallHandler(
      [](const flutter::MethodCall<>& call,
         std::unique_ptr<flutter::MethodResult<>> result) {
        if (call.method_name() == "getBatteryLevel") {
          int battery_level = GetBatteryLevel();
          if (battery_level != -1) {
            result->Success(battery_level);
          } else {
            result->Error("UNAVAILABLE", "Battery level not available.");
          }
        } else {
          result->NotImplemented();
        }
      });

你现在应该可以在 Windows 上运行应用了。如果你的设备没有电池的话，它会提示 ‘Battery level not available’。

通过 Pigeon 获得类型安全的通道

在之前的样例中，我们使用 MethodChannel 在 host 和 client 之间进行通信，然而这并不是类型安全的。为了正确通信，调用/接收消息取决于 host 和 client 声明相同的参数和数据类型。 Pigeon 包可以用作 MethodChannel 的替代品，它将生成以结构化类型安全方式发送消息的代码。

在 Pigeon 中，消息接口在 Dart 中进行定义，然后它将生成对应的 Android 以及 iOS 的代码。更复杂的例子以及更多信息尽在 pigeon。

使用 Pigeon 消除了在主机和客户端之间匹配字符串的需要消息的名称和数据类型。它支持：嵌套类，消息转换为 API，生成异步包装代码并发送消息。生成的代码具有相当的可读性并保证在不同版本的多个客户端之间没有冲突。支持 Objective-C，Java，Kotlin 和 Swift（通过 Objective-C 互操作）语言。

Pigeon 样例

Pigeon 文件:

import 'package:pigeon/pigeon.dart';

class SearchRequest {
  String query = '';
}

class SearchReply {
  String result = '';
}

@HostApi()
abstract class Api {
  Future search(SearchRequest request);
}

Dart 用法:

import 'generated_pigeon.dart';

Future<void> onClick() async {
  SearchRequest request = SearchRequest()..query = 'test';
  Api api = SomeApi();
  SearchReply reply = await api.search(request);
  print('reply: ${reply.result}');
}

从 UI 代码中分离平台相关代码

如果你想要在多个 Flutter 应用中使用你的平台相关代码，则将代码分离为位于主应用目录之外的平台插件会很有用。相关细节查看 Flutter Packages 的开发和提交。

将平台相关代码作为 Package 进行提交

与 Flutter 生态中的其他开发者共享你的平台相关代码，可查看 提交 package。

自定义通道和编解码器

除了上面提到的 MethodChannel，你还可以使用更基础的 BasicMessageChannel，它支持使用自定义的消息编解码器进行基本的异步消息传递。你还可以使用专门的 BinaryCodec、StringCodec 和 JSONMessageCodec 类，或创建自己的编解码器。

您还可以在 cloud_firestore 插件中查看自定义编解码器的示例，该插件可以序列化和反序列化比默认类型更多的类型。

通道和平台线程

目标平台向 Flutter 发起 channel 调用的时候，需要在对应平台的主线程执行。同样的，在 Flutter 向目标平台发起 channel 调用的时候，需要在根 Isolate 中执行。对应平台侧的 handler 既可以在平台的主线程执行，也可以通过事件循环在后台执行。对应平台侧 handler 的返回值可以在任意线程异步执行。

在后台线程中执行 channel 的 handlers

要在 channel 对应的平台侧的后台中执行 handler，需要使用 Task Queue API。当前该功能仅支持在 iOS 和 Android。

对应的 Java 代码：

@Override
public void onAttachedToEngine(@NonNull FlutterPluginBinding binding) {
  BinaryMessenger messenger = binding.getBinaryMessenger();
  BinaryMessenger.TaskQueue taskQueue =
      messenger.makeBackgroundTaskQueue();
  channel =
      new MethodChannel(
          messenger,
          "com.example.foo",
          StandardMethodCodec.INSTANCE,
          taskQueue);
  channel.setMethodCallHandler(this);
}

Kotlin 版本：

override fun onAttachedToEngine(@NonNull flutterPluginBinding: FlutterPlugin.FlutterPluginBinding) {
  val taskQueue =
      flutterPluginBinding.binaryMessenger.makeBackgroundTaskQueue()
  channel = MethodChannel(flutterPluginBinding.binaryMessenger,
                          "com.example.foo",
                          StandardMethodCodec.INSTANCE,
                          taskQueue)
  channel.setMethodCallHandler(this)
}

Swift 版本：

public static func register(with registrar: FlutterPluginRegistrar) {
  let taskQueue = registrar.messenger.makeBackgroundTaskQueue()
  let channel = FlutterMethodChannel(name: "com.example.foo",
                                     binaryMessenger: registrar.messenger(),
                                     codec: FlutterStandardMethodCodec.sharedInstance,
                                     taskQueue: taskQueue)
  let instance = MyPlugin()
  registrar.addMethodCallDelegate(instance, channel: channel)
}

Objective-C 版本：

+ (void)registerWithRegistrar:(NSObject<FlutterPluginRegistrar>*)registrar {
  NSObject<FlutterTaskQueue>* taskQueue =
      [[registrar messenger] makeBackgroundTaskQueue];
  FlutterMethodChannel* channel =
      [FlutterMethodChannel methodChannelWithName:@"com.example.foo"
                                  binaryMessenger:[registrar messenger]
                                            codec:[FlutterStandardMethodCodec sharedInstance]
                                        taskQueue:taskQueue];
  MyPlugin* instance = [[MyPlugin alloc] init];
  [registrar addMethodCallDelegate:instance channel:channel];
}

跳转到 Android 中的 UI 线程

为了符合通道跳转到 Android UI 线程的要求，你可能需要从后台线程跳转到 Android 的 UI 线程以执行通道的方法。在 Android 中的实现方式是：在一个叫 Looper 的 Android UI 线程里 post() 一个 Runnable。这能使得 Runnable 在下一次机会时在主线程上执行。

Java 代码：

new Handler(Looper.getMainLooper()).post(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
    // Call the desired channel message here.
  }
});

Kotlin 代码：

Handler(Looper.getMainLooper()).post {
  // Call the desired channel message here.
}

跳转到 iOS 中的主线程

为了符合通道跳转到 iOS 主线程的要求，您可能需要从后台线程跳转到 iOS 的主线程来执行通道方法。在iOS中，这是通过在主 dispatch queue上执行 block来实现的：

Objective-C 代码：

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
  // Call the desired channel message here.
});

Swift 代码：

DispatchQueue.main.async {
  // Call the desired channel message here.
}