Archsummit 2019重磅分享｜闲鱼Flutter＆FaaS云端一体化架构

作者：闲鱼技术－国有

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国有，闲鱼架构团队负责人。在7月13号落幕的2019年Archsummit峰会上就近一年来闲鱼在FlutterFaaS一体化项目上的 探索 和实践进行了分享。

随着无线，IoT的发展，5G的到来，移动研发越发向多端化发展。传统的基于Native＋Web＋服务端的开发方式，研发效率低下，显然已经无法适应发展需要。

我们希望 探索 闲鱼这样规模的独立APP的高效研发架构。主要思路是围绕Flutter解决多端问题，并使Flutter与FaaS等无服务容能力打通，形成云端一体化的研发能力，支持一云多端的发展需要。在某些场景已经取得效果，希望分享过程中的思考，与大家交流。

闲鱼选择Flutter主要是出于高性能的考虑。Flutter高性能主要来源于2个原因：

更多比较：

没有银弹的解决方案，Flutter与RN各有优点。如何选择因素很多，关键看如何取舍，举个例子：

云端技术栈的打通，是减少协同的不错的解法。以往前端＋Node.js的一体化方案大家应该不会陌生，然而如果端侧使用了Flutter，那云侧Dart自然是第一选择。

FaaS的本质是运行在云端，那Dart适合用在云/Server上吗？

Dart语言早于Flutter，在最初的设计上，Dart就可以用于Web、Server。Dart具备一些服务端语言的特点：

闲鱼首先尝试将Dart作为普通的Server，替代传统的Java　Server，然后再将Dart容器嵌入到FaaS容器中。建立Dart Server能力是第一步，也是主要的工作量所在。

闲鱼在Dart　Server方面的建设思路：

开发期：

运行期：

上述内容实现了FlutterDart FaaS的技术栈的统一，但仅技术栈统一还远远不够，端、云的同学仍然无法真正互补和一体化打通，原因在于还有更多深入问题需要考虑：

面向这些问题，闲鱼的解法思路：

案例一，一体化在资源均衡方面的体现。在近期的一个项目中，云端一体化使原本2个月的项目时间，减少了20天。

案例二，一体化在业务闭环方面的体现。负责增长的一位开发同学，专注在增长业务上，在合适的情况下为合适的人投放合适的内容，以此带来用户的增长和活跃效果。一体化的方式下，可以统一云、端的切面，业务研发不再受云、端的限制。

一体化是建设高效研发框架的方向，并不是所有场景都需要一体化的开发，但一体化的Flutter、FaaS等技术组件，可以独立使用，也会带来效率提升，并且与原有的开发模式兼容。从一体化的思路去建设，可以使整体架构体系更加一致，也有机会做一体的架构沉淀。

未来闲鱼希望在一体化上做更多尝试和深入 探索 ，包括一体化工具、一体化业务平台、数据化智能化等方向。

Flutter-channel详解

BinaryMessenger是Platform端与Flutter端通信的工具，其通信使用的消息格式为二进制格式数据。当我们初始化一个Channel，并向该Channel注册处理消息的Handler时，实际上会生成一个与之对应的BinaryMessageHandler，并以channel name为key，注册到BinaryMessenger中。当Flutter端发送消息到BinaryMessenger时，BinaryMessenger会根据其入参channel找到对应的BinaryMessageHandler，并交由其处理。

Binarymessenger在Android端是一个接口，其具体实现为FlutterNativeView。而其在iOS端是一个协议，名称为FlutterBinaryMessenger，FlutterViewController遵循了它。

参考闲鱼技术出品

深入理解Flutter Platform Channel

在Native侧，创建一个methodChannel通道，用于调用flutter侧方法，或者flutter侧调用Native侧方法，并提供callback。

iOS侧：

关键词：

channelName：channel唯一标识，Native侧和flutter侧保持名称一致。

binaryMessenger：channel Context。

handle： typedef void (^FlutterMethodCallHandler)(FlutterMethodCall* call, FlutterResult result);

FlutterMethodCall：包含 method (方法名)和 arguments (参数)的对象，管理方法对象

FlutterResult： typedef void (^FlutterResult)(id _Nullable result);

Android侧：

关键词：

binaryMessenger：传入flutter Context，及FlutterNativeView。

flutter侧：

关键词：

Future、async：异步操作套装

Future-官方文档

setState：触发重绘当前节点，以更新UI。

闲鱼前端基于serverless的一种多端开发解决方案

前端的发展太快了，前端框架和技术的发展也层出不穷，还包括不同智能设备的出现，对前端开发同学来说是个很大的跳转，简单列举下：

这样就滋生了一些问题，比如我要开发一个通用的页面，兼容不同的端侧和 小程序 ，显然目前是做不到的，我们只能开发多套页面去适配不同的场景，这样的话成本就太高了。

很多同学都在尝试解决这个问题，也催生了类似taro这样的多端统一开发框架，这是一个好的解决方案，但是比较被动，缺乏一定的扩展性。

这篇文章我们要探讨的是，看能不能换个角度去解决这个问题，提升开发效率。

ViewModel

当我们在开发一个页面的时候，不管用的是哪一种框架，通常都会抽象出一层viewmodel层，它主要有2个作用

从上图中我们可以看出，viewmodel是一段独立的通用代码逻辑，起到了承前启后的作用。它和view层关系更加紧密，因此通常会放在前端测。

既然viewmodel是独立的，那我们能不能把它放在后端呢？这样一个最大的好处就是viewmodel可以进行复用，不需要在重复编写，而且只需要改动一个viewmodel，就可以全量生效。

似乎是一个很美好的想法，但是这部分代码由谁去开发呢，总不可能寄希望于后端同学吧，当然只能是我们自己，也感谢于serverless架构的出现，让这件事情变成了可能。

有些同学可能会问，既然viewmodel后移了，那view呢？后续会考虑结合我们的ui2code技术，那真的就比较完美了。

什么是serverless

架构上，我们可以把serverless分为FaaS和BaaS。

FaaS是用于创建、运行、管理函数服务的计算平台，它支持多种开发语言，比如java、nodejs、dart等，这有利于不同端侧的开发同学介入开发。FaaS是基于事件驱动的思想，只有当一个函数被事件触发时才会占用服务器资源执行，不然都是无需占用服务器资源的。

BaaS提供了用于函数调用的第三方基础服务，比如身份校验、日志、数据库等，它是由服务商直接提供，开发者无需关系实现，直接调用即可。

业务落地

我们是通过gaia平台开发后端接口，gaia可以理解为上文提到的FaaS平台。

日常开发中有这样一个需求，下面是这个需求的一个页面。

因为这个页面上的数据比较多，先把它切分成一个个小的模块，后台返回数据的时候也根据模块来返回数据。

我们是根据viewmodel来设计接口，首先肯定有一个首屏数据接口；然后是页面上的交互，比如切换卡片、切换芝麻信用按钮，切换会引起页面数据变化，我们可以统一封装一个页面更新的接口；最后是一个开通的接口。

后端接口

前后端交互最重要的数据结构的设计，我们省略了中间的业务逻辑处理，看下接口的数据结构。

首屏接口返回的数据主要有几个特征：

更新接口的返回数据结构和首屏接口类似，但是入参有所不同，主要包括2个字段：

前端处理

从后端返回的数据可以看到，数据是及其详细的，无需我们做任何的业务逻辑处理，直接映射到页面即可。这样，前端已经变成了很薄的一层数据，没有任务的业务逻辑处理，变的很简单，当需要迁移到其他端时，只需要迁移视图层即可。当有任何的业务变动时，只需要修改后端的接口，就能生效。

收益与总结

通过具体的实践，我们发现，对于前端开发同学来说，变的简单了，开发效率有很大的提升，前端同学甚至都不需要去理解具体的业务逻辑，就能完成页面的开发。而且，提取的viewmodel可以复用到不同的端侧，设置还包括native端。我们还可以将viewmodel拆分成更小粒度的viewmodel，方便在不同的页面接口中进行复用。我们有同学还在FaaS侧基于redux的思想封装了一个通用的状态管理框架，规范了前后端的交互。

后面， 还有一些问题待我们去解决，比如开发成本、viewmodel的逻辑拆分、具体接口问题定位等。

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Flutter浪潮下的音视频研发探索

文/陈炉军

整理/LiveVideoStack

大家好，我是阿里巴巴闲鱼事业部的陈炉军，本次分享的主题是Flutter浪潮下的音视频研发探索，主要内容是针对闲鱼APP在当下流行的跨平台框架Flutter的大规模实践，介绍其在音视频领域碰到的一些困难以及解决方案。

分享内容主要分为四个方面，首先会对Flutter有一个简单介绍以及选择Flutter作为跨平台框架的原因，其次会介绍Flutter中与音视频关系非常大的外接纹理概念，以及对它做出的一些优化。之后会对闲鱼在音视频实践过程中碰到的一些Flutter问题提出了一些解决方案——TPM音视频框架。最后是闲鱼Flutter多媒体开源组件的介绍。

Flutter

Flutter是一个跨平台框架，以往的做法是将音频、视频和网络这些模块都下沉到C++层或者ARM层，在其上封装成一个音视频的SDK，供UI层的PC、iOS和Android调用。

而Flutter做为一个UI层的跨平台框架，顾名思义就是在UI层也实现了一个跨平台开发。可以预想的是未Flutter发展的好的话，会逐渐变为一个从底层到UI层的一个全链路的跨平台开发，技术人员分别负责SDK和UI层的开发。

在Flutter之前已经有很多跨平台UI解决方案，那为什么选择Flutter呢？

我们主要考虑性能和跨平台的能力。

以往的跨平台方案比如Weex，ReactNative，Cordova等等因为架构的原因无法满足性能要求，尤其是在音视频这种性能要求几乎苛刻的场景。

而诸如Xamarin等，虽然性能可以和原生App一致，但是大部分逻辑还是需要分平台实现。

我们可以看一下，为什么Flutter可以实现高性能：

原生的native组件渲染以IOS为例，苹果的UIKit通过调用平台自己的绘制框架QuaztCore来实现UI的绘制，图形绘制也是调用底层的API,比如OpenGL、Metal等。

而Flutter也是和原生API逻辑一致，也是通过调用底层的绘制框架层SKIA实现UI层。这样相当于Flutter他自己实现了一套UI框架，提供了一种性能超越原生API的跨平台可能性。

但是我们说一个框架最终性能怎样，其实取决于设计者和开发者。至于现在到底是一个什么状况：

在闲鱼的实践中，我们发现在正常的开发没有特意的去优化UI代码的情况下，在一些低端机上，Flutter界面的流畅性是比Native界面要好的。

虽然现在闲鱼某些场景下会有卡顿闪退等情况，但是这是一个新事物发展过程中的必然问题，我们相信未来性能肯定不会成为限制Flutter发展的瓶颈的。

在闲鱼实践Flutter的过程中，混合栈和音视频是其中比较难解决的两个问题，混合栈是指一个APP在Flutter过程中不可能一口气将所有业务全部重写为Flutter，所以这是一个逐步迭代的过程，这期间原生native界面与Flutter界面共存的状态就称之为混合栈。闲鱼在混合栈上也有一些比较好的输出，例如FlutterBoost。

外接纹理

在讲音视频之前需要简要介绍一下外接纹理的概念，我们将它称之为是Flutter和Frame之间的桥梁。

Flutter渲染一帧屏幕数据首先要做的是，GPU发出的VC信号在Flutter的UI线程，通过AOT编译的机器码结合当前Dart Runtime，生成Layer Tree UI树，Layer Tree上每一个叶子节点都代表了当前屏幕上所需要渲染的每一个元素，包含了这些元素渲染所需要的内容。将Layer Tree抛给GPU线程，在GPU线程内调用Skia去完成整个UI的渲染过程。Layer Tree中有PictureLayer和TextureLayer两个比较重要的节点。PictureLayer主要负责屏幕图片的渲染，Flutter内部实现了一套图片解码逻辑，在IO线程将图片读取或者从网络上拉取之后，通过解码能够在IO线程上加载出纹理，交给GPU线程将图片渲染到屏幕上。但是由于音视频场景下系统API太过繁多，业务场景过于复杂。Flutter没有一套逻辑去实现跨平台的音视频组件，所以说Flutter提出了一种让第三方开发者来实现音视频组件的方式，而这些音视频组件的视频渲染出口，就是TextureLayer。

在整个Layer Tree渲染的过程中，TextureLayer的数据纹理需要由外部第三方开发者来指定，可以把视频数据和播放器数据送到TextureLayer里，由Flutter将这些数据渲染出来。

TextureLayer渲染过程：首先判断Layer是否已经初始化，如果没有就创建一个Texture，然后将Texture Attach到一个SufaceTexture上。

这个SufaceTexture是音视频的native代码可以获取到的对象，通过这个对象创建的Suface，我们可以将视频数据、摄像头数据解码放到Suface中，然后Flutter端通过监听SufaceTexture的数据更新就可以顺利把刚才创建的数据更新到它的纹理中，然后再将纹理交给SKIA渲染到屏幕上。

然而我们如果需要用Flutter实现美颜，滤镜，人脸贴图等等功能，就需要将视频数据读取出来，更新到纹理中，再将GPU纹理经过美颜滤镜处理后生成一个处理后的纹理。按Flutter提供的现有能力，必须先将纹理中的数据从GPU读出到CPU中，生成Bitmap后再写入Surface中，这样在Flutter中才能顺利的更新到视频数据，这样做对系统性能的消耗很大。

通过对Flutter渲染过程分析，我们知道Flutter底层需要渲染的数据就是GPU纹理，而我们经过美颜滤镜处理完成以后的结果也是GPU纹理，如果可以将它直接交给Flutter渲染，那就可以避免GPU-CPU-GPU这样的无用循环。这样的方法是可行的，但是需要一个条件，就是OpenGL上下文共享。

OpenGL

在说上下文之前，得提到一个和上线文息息相关的概念：线程。

Flutter引擎启动后会启动四个线程：

第一个线程是UI线程，这是Flutter自己定义的UI线程，主要负责GPU发出的VSync信号时候用当前Dart编译的机器码和当前运行环境创建出Layer Tree。

还有就是IO线程和GPU线程。和大部分OpenGL处理解决方案中一样，Flutter也采取一个线程责资源加载，一部分负责资源渲染这种思路。

两个线程之间纹理共享有两种方式。一种是EGLImage(IOS是 CVOpenGLESTextureCache)。一种是OpenGL Share Context。Flutter通过Share Context来实现纹理共享，将IO线程的Context和GPU线程的Context进行Share，放到同一个Share Group下面，这样两个线程下资源是互相可见可以共享的。

Platform线程是主线程，Flutter中有一个很奇怪的设定，GPU线程和主线程共用一个Context。并且在主线程也有很多OpenGL 操作。

这样的设计会给音视频开发带来很多问题，后面会详细说。

音视频端美颜处理完成的OpenGL纹理能够让Flutter直接使用的条件就是Flutter的上下文需要和平台音视频相关的OpenGL上下文处在一个Share Group下面。

由于Flutter主线程的Context就是GPU的Context，所以在音视频端主线程中有一些OpenGL操作的话，很有可能使Flutter整个OpenGL被破坏掉。所以需要将所有的OpenGL操作都限制在子线程中。

通过上述这两个条件的处理，我们就可以在没有增加GPU消耗的前提下实现美颜和滤镜等等功能。

TPM

在经过demo验证之后，我们将这个方案应用到闲鱼音视频组件中，但改造过程中发现了一些问题。

上图是摄像头采集数据转换为纹理的一段代码，其中有两个操作：首先是切进程，将后面的OpenGL操作都切到cameraQueue中。然后是设置一次上下文。然后这种限制条件或者说是潜规则往往在开发过程中容易被忽略的。而这个条件一旦忽略后果就是出现一些莫名其妙的诡异问题极难排查。因此我们就希望能抽象出一套框架，由框架本身实现线程的切换、上下文和模块生命周期等的管理，开发者接入框架以后只需要安心实现自己的算法，而不需要关心这些潜规则还有其他一些重复的逻辑操作。

在引入Flutter之前闲鱼的音视频架构与大部分音视频逻辑一样采用分层架构：

1：底层是一些独立模块

2：SDK层是对底层模块的封装

3：最上层是UI层。

引入Flutter之后，通过分析各个模块的使用场景，我们可以得出一个假设或者说是抽象：音视频应用在终端上可以归纳为视频帧解码之后视频数据帧在各个模块之间流动的过程，基于这种假设去做Flutter音视频框架的抽象。

咸鱼Flutter多媒体开源组件

整个Flutter音视频框架抽象分为管线和数据的抽象、模块的抽象、线程统一管理和上下文同一管理四部分。

管线，其实就是视频帧流动的管道。数据，音视频中涉及到的数据包括纹理、Bit Map以及时间戳等。结合现有的应用场景我们定义了管线流通数据以Texture为主数据，同时可以选择性的添加Bit Map等作为辅助数据。这样的数据定义方式，避免重复的创建和销毁纹理带来的性能开销以及多线程访问纹理带来的一些问题。也满足一些特殊模块对特殊数据的需求。同时也设计了纹理池来管理管线中的纹理数据。

模块：如果把管线和数据比喻成血管和血液，那框架音视频的场景就可以比喻成器官，我们根据模块所在管线的位置抽象出采集、处理和输出三个基类。这三个基类里实现了刚才说的线程切换，上下文切换，格式转换等等共同逻辑，各个功能模块通过集成自这些基类，可以避免很多重复劳动。

线程：每一个模块初始化的时候，初始化函数就会去线程管理的模块去获取自己的线程，线程管理模块可以决定给初始化函数分配新的线程或者已经分配过其他模块的线程。

这样有三个好处：

一是可以根据需要去决定一个线程可以挂载多少模块，做到线程间的负载均衡。第二，多线程并发式能够保证模块内的OpenGL操作是在当前线程内而不会跑到主线程去，彻底避免Flutter的OpenGL 环境被破坏。第三，多线程并行可以充分利用CPU多核架构，提升处理速度。

从Flutter端修改Flutter引擎将Context取出后，根据Context创建上下文的统一管理模块，每一个模块在初始化的时候会获取它的线程，获取之后会调用上下文管理模块获取自己的上下文。这样可以保证每一个模块的上下文都是与Flutter的上下文进行Share的，每个模块之间资源都是共享可见的，Flutter和音视频native之间也是互相共享可见的。

基于上述框架如果要实现一个简单的场景，比如画面实时预览和滤镜处理功能，

1：需要选择功能模块，功能模块包括摄像头模块、滤镜处理模块和Flutter画面渲染模块，

2：需要配置模块参数，比如采集分辨率、滤镜参数和前后摄像头设置等，

3：在创建视频管线后使用已配置的参数创建模块

4：最后管线搭载模块，开启管线就可以实现这样简单的功能。

上图为整个功能实现的代码和结构图。

结合上述音视频框架，闲鱼实现了Flutter多媒体开源组件。

组要包含四个基本组件分别是：

1：视频图像拍摄组件

2：播放器组件

3：视频图像编辑组件

4：相册选择组件

现在这些组件正在走内部开源流程。预计9月份，相册和播放器会实现开源。

后续展望和规划

1：实现开头所说的从底层SDK到UI的全链路的跨端开发。目前底层框架层和模块层都是各个平台各自实现，反而是Flutter的UI端进行了跨平台的统一，所以后续会将底层也按照音视频常用做法把逻辑下沉到C++层，尽可能的实现全链路跨平台。

2：第二部分内容为开源共建，闲鱼开源的内容不仅包括拍摄、编辑组件，还包括了很多底层模块，希望有开发者在基于Flutter开发音视频应用时可以充分利用闲鱼开源出的音视频模块能力，搭建APP框架，开发者只要去负责实现特殊需求模块就可以，尽可能的减少重复劳动。

当前标题：闲鱼flutter,闲鱼flutter开源
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