iPad大屏ampampampFlutter多引擎适配之路（详细）

　　背景
　　在电商场景中iPad的大屏拥有比普通手机相比更大的屏幕，对于购物体验而言，如能充分利用好iPad的大屏体验，无疑提高用户购买体验，但一直以来在混合栈应用特别是Flutter混合栈中，在iPad大屏适配和Flutter多引擎适配都是个老大难问题。本文会介绍闲鱼在这iPad适配中的各个疑难点。
　　分屏模式
　　华为，oppo等厂商折叠屏的方案。界面会在展开和折叠时展示不同的视图样式。oppo称为平行视窗，华为称之为平行视界。苹果虽未推出折叠屏，但在WWDC2019推出了也为iPad的大屏体验的解决方案multi window模式。开发者可以根据自己的需求对进行定制。
　　同一款App在不同设备上保持一致操作逻辑，总是让使用者感受愉悦的用户体验。那么，如何让iPad版本拥有折叠屏一样的操作逻辑，让Pad竖屏等同于折叠屏折叠状态，横屏时等同于折叠屏展开左右分屏状态，iPad的大屏适配工作，应运而生。
　　分屏模式逻辑
　　虽然各个折叠屏厂商对于视图的展示方案各自不同，总体而言共分成两种展示逻辑。
　　一种是常用于电商软件，左右分屏商品对比展示逻辑。这里我称为双屏比价模式
　　第二种是用于类似iPad设置界面，左固定，右打开。这里因为保留了常见的栈导航栏逻辑，这里我称为双屏导航模式
　　下面以连续打开四个视图（ViewController/Activity）为例子。对比一下普通手机设备，折叠屏设备，以及iPad设备在两种模式下的差异。
　　双屏比价模式
　　最新视图在最右屏，次新视图在最左屏。这种场景适合浏览多个商品宝贝进行比对。
　　iPad版本横竖屏逻辑
　　竖屏
　　竖屏时和普通页面栈展示逻辑相同。新界面push时，覆盖旧界面。
　　横屏
　　横屏时左右分屏，栈模式：左边永远是次最新，右边永远是最新界面
　　push逻辑动画
　　pop逻辑
　　分屏导航模式
　　左屏固定不变，最新、次新视图堆叠在右屏。这种场景适合左边是列表页，在右屏打开多个商品宝贝。其目的是让最新的界面在都在右边打开
　　竖屏
　　界面：全屏 栈模式：新界面push时，覆盖旧界面。
　　横屏时左右分屏，栈模式：左边永远是次最新，右边永远是最新界面
　　push逻辑动画
　　pop逻辑
　　需求
　　1. 支持左右分屏
　　2. 保留基于栈（UINavigationController）的展示逻辑
　　3. 业务改造成本越小越好
　　技术方案
　　闲鱼内部核心业务都使用flutter进行搭建，涉及由集团中台提供基础业务均是原生ViewController,再有部分业务使用H5进行搭建。这三大部分的业务都需要进行兼容改造
　　1. UINavigationController改造
　　基于UINavigationController的ContainerViewController永远都把新的ViewController覆盖老的ViewController。无法做到上述说的左右分屏。我的做法是基于UINavigationController创建子类，重写push/pop的ViewCotroller整个排版逻辑。这样让整个应用原来的push/pop逻辑不用修改。只需要在iPad使用不一样的新类NavigationControllerForiPad就能完美的迁移。
　　自定义ContainerViewCotroller
　　iOS中专门用于控制ViewController的控制类都统称为ContainerViewCotroller。如 UINavigationController, UITabBarController, and UIPageViewController
　　最主要的工作是重写一个ContainerViewCotroller，自定定义新ViewCotroller被push进来、旧ViewCotroller被pop移除后，后如何排版，以及其中动画如何展示等问题。
　　以push新ViewCotroller为例子
　　-(void)pushViewController:(UIViewController*)newVC animated:(BOOL)animated{
　　UIViewController* oldVC = 获得最倒数第一个ViewController
　　[self pushOldViewController:oldVC newViewController: newVC animated: animated]
　　}
　　- (void)pushOldViewController:(UIViewController*)oldVC
　　newViewController:(UIViewController*)newVC
　　animated:(BOOL)animated {
　　...
　　[oldVC beginAppearanceTransition:NO animated:animated];
　　//1.将新的Viewcontroller.view加入到根viewcontroller.view
　　WrapperView* newWrapperView =
　　[self appendWrapperViewWithViewController:newVC
　　wrapperFrame:[self newViewControllerBeginFrame]
　　toView:self.view
　　animated:animated];
　　newVC.view.frame = [self childViewFrame];
　　newWrapperView.delegate = self;
　　//2. 把新的Viewcontroller添加为子Viewcontroller
　　[self addChildViewController:newVC];
　　//3. 进场动画
　　[UIView animateWithDuration:0.35
　　animations:^{
　　newWrapperView.frame = [super newViewControllerEndFrame];
　　;
　　}
　　completion:^(BOOL finished) {
　　//4. 进场动画结束
　　[oldVC endAppearanceTransition];
　　[newVC didMoveToParentViewController:self];
　　}];
　　}
　　退场- (able UIViewController*)popViewControllerAnimated:(BOOL)animated {
　　//1.移除倒数第一个Viewcontroller
　　[lastViewController willMoveToParentViewController:nil];
　　[lastViewController beginAppearanceTransition:NO animated:animated];
　　//2.倒数第二个Viewcontroller即将显示
　　[secondToLastViewController beginAppearanceTransition:YES animated:animated];
　　//3.退场动画
　　[UIView animateWithDuration:0.35
　　animations:^{
　　lastWrapper.frame = [self newViewStartFrame];
　　secondToLastWrapper.frame = [self rightViewFrame];
　　}
　　completion:^(BOOL finished) {
　　//4.移除旧Viewcontroller.view
　　[lastWrapper removeFromSuperview];
　　[lastViewController endAppearanceTransition];
　　[lastViewController removeFromParentViewController];
　　// 5.倒数第二个ViewController显示
　　[secondToLastViewController endAppearanceTransition];
　　}];
　　}
　　这部分功能很核心的工作是，在进场/退场后，依次调用相关函数，这些函数Viewcontroller的生命周期事件至关重要。
　　更详细接口文档：https://developer.apple.com/documentation/uikit/view_controllers/creating_a_custom_container_view_controller
　　https://developer.apple.com/library/archive/featuredarticles/ViewControllerPGforiPhoneOS/ImplementingaContainerViewController.html
　　2.原生界面改造
　　在横竖屏切换时，会导致ViewController.view触发重绘。使用原生进行布局的页面需要保持所有的view都是相对布局。这里推荐使用autolayout方式，这样既一套代码能完美的兼容iPhone/iPad
　　具体的工作有：
　　• 弃用[UIScreen main].bound.size，改为ViewController.view.size作为当前布局宽高 仅仅支持单屏（iPhone）时，[UIScreen main].bound.size = ViewController.view.size但在iPad多屏横屏时[UIScreen main].bound.size  o ViewController.view.size
　　• 将绝对布局改为相对布局，即使用autolayout
　　• 感知横竖屏的切换事件
　　3. H5界面适配
　　H5本身已经有非常好的适配不同屏幕大小的特性，但可能在一些特殊的场景上不排除因为历史原因专为iOS适配hardcode
　　• 感知横竖屏的切换事件
　　4. Flutter业务技术改造界面技术改造
　　flutter业务因为原生就本身支持不同屏幕大小的适配。FlutterViewController.view会在界面重排时重新触发界面的重绘。从dart层布局层面代码无需特别调整。
　　横竖屏的切换时有不同的展示逻辑，正常监听didChangeMetrics即可 @override
　　void didChangeMetrics {
　　setState( { _lastSize = WidgetsBinding.instance.window.physicalSize; });
　　}
　　引擎层技术改造
　　这是本次iPad适配中的重头戏。因为闲鱼中大部分核心基础业务都是基于Flutter进行开发。让多个Flutter界面顺畅运行在iPad，绕不过的问题。
　　先回到闲鱼的终端路由架构。
　　闲鱼路由系统是基于flutter_boost进行搭建。而flutter_boost的原理则是多个界面共享同一个引擎，这一实现的有几个好处
　　• 优化内存，同一时刻Flutter引擎只提供给最前的视图即可
　　• 多个Flutter视图因为运行在同一个Dart Isolate的缘故，数据能互相访问（单例等）
　　• 绑定到Isolate的Flutter插件、messagechannel都只有一份
　　但正是这些＂优点＂，同一时刻只能存在一个Flutter引擎，导致两个Flutter视图左右无法同屏。
　　那是否可以给每个视图（ViewController/Activity）创建一个flutter引擎？这种方案也出现如下问题
　　业务问题
　　• 每个Flutter引擎会创建两份原生plugin实例，如原生plugin的实现是基于单例则会出现紊乱
　　• 创建多个Flutter引擎增加非常多的性能开销
　　性能问题
　　如不复用Flutter引擎，除此外还有其他场景也会导致内存激增
　　• 混合栈中存在多个flutter界面
　　• 原生tab中存在多个Flutter界面
　　• 多个Flutter views同时存在，比如列表中每个cell都是Flutterview
　　那官方Flutter引擎是否类的方案？
　　Flutter官方在2020年也推出了轻量级多引擎的技术方案： http://flutter.dev/go/multiple-engines
　　轻量级多引擎方案使用的场景
　　• 混合栈应用中多个flutter界面
　　• 原生tab中存在多个Flutter界面
　　• 多个Flutter views同时存在，比如列表中每个cell都是Flutterview
　　方案的初衷是在底层对某些如下的资源/类进行共享：
　　1. Threads Host(线程)
　　2. Skia Contexts (Skia绘制上下文)
　　3. Graphics Contexts (图像绘制上下文本)
　　4. Image Caches (图片缓存)
　　5. Isolate Groups (Dart的isolate)
　　6. Fonts （字体）
　　这个方案中需要注意点是，两个引擎中的isolate是不共享的。
　　这种方案正因为各个界面/view中的因为不共享isolate的缘故。引擎之间的变量是无法共享的。随之绑定到isolate的对象也存在有多份。
　　为能和原来闲鱼的整个逻辑兼容，使业务平滑无感迁移，多引擎共享isolate方案势在必行。
　　基于共享isolate的Flutter多引擎方案
　　修改后C++侧代码
　　引擎A和引擎B有各自的 shell,Engine，Window对象实例，且不同的引擎使用application_id 来标记。 他们之间共享isolate。
　　Application
　　这里我们称创建出来的多个引擎称为不同Application，每个引擎用不同ApplicationId标识。
　　不同Application使用自己的渲染管线，这样就达到了不同引擎的渲染流程既互不影响。 但有因为运行在同一个isolate下，业务代码自己的单例、数据等能互相访问。
　　c++层支持后，在调用dart侧的入口函数时，带上application_id，传递到Dart侧的入口main函数bool DartIsolate::InvokeEntryPointInSharedIsolate(
　　std::unique_ptr platform_configuration,
　　std::optional library_name,
　　std::optional entrypoint,
　　const std::vector& args) {
　　tonic::DartState::Scope scope(this);
　　int64_t application_id = platform_configuration->application_id;
　　....
　　if (!InvokeMainEntrypoint(user_entrypoint_function, entrypoint_args,
　　application_id)) {
　　return false;
　　}
　　return true;
　　}
　　dart代码单例问题
　　在原来Fltuter引擎framework层中存在多个单例如window,Bindings，PlatformDispatcher，如何解决不同Application访问自己的单例？
　　使用Application.current获取当前application后再访问具体单例对象。以window为例SingletonFlutterWindow get window => Application.current.get(
　　SingletonFlutterWindow,
　　=> SingletonFlutterWindow._(0, PlatformDispatcher.instance)
　　);
　　再dart层的渲染计算后，最终还会将渲染树数据调用回到的c层。在回调到c函数时，也需要带上applicationId// platform_configuration.cc
　　void Render(Dart_NativeArguments args) {
　　UIDartState::ThrowIfUIOperationsProhibited;
　　Dart_Handle exception = ptr;
　　int64_t application_id =
　　tonic::DartConverter::FromArguments(args, 1, exception);
　　Scene* scene =
　　tonic::DartConverter::FromArguments(args, 2, exception);
　　if (exception) {
　　Dart_ThrowException(exception);
　　return;
　　}
　　UIDartState::Current
　　->platform_configuration(application_id)
　　->client
　　->Render(scene);
　　}
　　自此从flutter的Dart函数入口，到dart函数内部调用渲染流程，最后调用回到c++层，都有applicatinId去标识不同的引擎。
　　这样就做到多个引擎之间既能渲染相互隔离，但内部又能访问的结果。
　　总结
　　最后看下完成后的效果视频截图
　　横竖屏切换
　　分屏导航模式
　　分屏比价模式
　　Flutter多引擎特性除了能应用到iPad场景外，还能应用到Android折叠屏场景。目前这部分的工作也在有序过程中。自定义NavigationViewController以及Flutter引擎的修改工作，也会在性能稳定后开源到社区共建。
　　闲鱼iPad版发布工作还在紧张灰度中，欢迎大家继续关注。
　　引用资料supporting multiple windows on ipad https://developer.apple.com/documentation/uikit/uiscenedelegate/supporting_multiple_windows_on_ipad
　　Light weight Flutter engine :https://docs.google.com/document/d/1NwiZPWHd1te46eP2GWwIezDV9CdMQkODAMuF5kWdtLw/edit# https://developer.apple.com/documentation/uikit/view_controllers/creating_a_custom_container_view_controller
　　https://developer.apple.com/library/archive/featuredarticles/ViewControllerPGforiPhoneOS/ImplementingaContainerViewController.html