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Flet 移动端更新

· 阅读需 8 分钟
Feodor Fitsner
Feodor Fitsner
Flet 创始人和开发者

本文是几个月前发布的Flet 移动端战略的延续。

我们最初在移动设备上运行 Flet 的方法是服务器驱动的 UI（SDUI）。尽管 SDUI 有其自身的优点（比如绕过应用商店进行应用更新），但它并不适用于所有情况，需要 Web 服务器来托管应用程序的 Python 部分，并且由此增加了响应延迟，这对于需要几乎即时 UI 响应的用户操作（如绘图应用程序）并不理想。

我一直在思考如何将 Python 运行时嵌入到 Flutter iOS 或 Android 应用程序中以运行用户的 Python 程序。毫无疑问，从技术上讲是可行的，因为 Kivy 和 BeeWare 项目已经实现了这一点。

当前的 Flet 架构​

当前 Flet 桌面应用程序的架构如下图所示：

在桌面上运行 Flet 程序涉及到三个应用程序（进程）协同工作：

  • Python 运行时 (python3) - 运行您的 Python 脚本的 Python 解释器。这是您从命令行启动的内容。Python 启动 Fletd 服务器并通过 WebSockets 连接到它。
  • Fletd 服务器 (fletd) - 使用 Go 编写的 Flet Web 服务器，监听一个 TCP 端口。Fletd 保存所有用户会话的状态（对于桌面应用程序只有一个会话），并在 Python 程序和 Flet 客户端之间分发页面更新和用户生成的事件。
  • Flet 客户端 (flet) - 使用 Flutter 编写的桌面应用程序，在本地操作系统窗口中显示 UI。Flet 客户端通过 WebSockets 连接到 Fletd 服务器。

上述架构对于 Flet Web 应用程序效果良好，因为 Web 服务器是必要的一部分，但对于桌面应用程序来说似乎是多余的：

  • 如果所有三个进程在同一台计算机上运行，WebSockets 可以用消息传递队列或命名管道替代，减少开销。
  • 对于只有一个用户会话且 UI 状态永久存储在 Flet 桌面客户端中且从不“重新加载”的桌面应用程序来说，Fletd 服务器没有多大意义。

新的 Flet 桌面架构​

通过将 Fletd 替换为用 Python 编写的“存根”，并通过 sockets（Windows）和 named pipes（macOS 和 Linux）与 Flet 桌面客户端通信，可以简化 Flet 桌面应用程序的架构：

Flet 移动架构​

移动应用程序在非常严格的环境中运行，有许多限制。例如，在 iOS 上，应用程序无法生成新进程。换句话说，Flet Flutter 应用程序不能简单地启动“python.exe”并将您的脚本作为参数传递。

幸运的是，Python 可以被嵌入到另一个应用程序作为 C 库，并且 Dart（Flutter 应用程序编写的语言）允许通过FFI（外部函数接口）调用 C 库。

此外，尽管 Android 允许动态链接库的加载，但 iOS 要求所有库都静态链接到应用程序可执行文件中。这篇文章更详细地介绍了 Dart FFI，如果您感兴趣的话。

Flet 移动架构可能如下所示：

Python 运行时将与 Flutter 客户端应用程序静态或动态链接，并通过 FFI 和/或具名管道进行调用。

尽管在移动设备上运行 Python 存在一些限制。最重要的限制之一是要求使用适用于移动设备 ARM64 架构的“纯” Python 模块或使用专门为移动设备编译的具有本机代码的模块。

异步支持​

Asyncio 是 Python 3 的一部分，我们开始看到越来越多的库开始适应 async/await 编程模型，这对于 I/O 绑定和 UI 逻辑更有效。

目前，Flet在新线程中生成所有UI事件处理程序，而且随处可见threading.sleep()调用阻塞线程，仅仅是为了进行一些UI动画。所有这些看起来都很费资源。

使用异步库的异步代码 是可能的，但看起来很别扭且效率低下，因为它让 CPU 忙于等待异步方法完成。因此，我们希望 Flet 应用程序能够对异步代码提供一流支持。

异步/等待模型是在单个线程中切换任务的状态机。通过采用异步方式，Flet 将能够利用流处理套接字服务器，并使用异步WebSockets 库库。它将能够在单个 Flet 应用程序中同时使用同步和异步事件处理程序，而无需任何妥协或黑客手段。

更令人兴奋的是，异步 Flet 将能够完全在Pyodide内运行，Pyodide 是基于 WebAssembly（WASM）的 Python 发行版。WebAssembly 尚无多线程支持，因此在单个线程中运行是必须的。想象一下，具有真正离线 Flet PWA 的 Flet Web 应用程序，它不需要 Web 服务器来运行 Python 代码！

开发计划​

我们将在几个迭代中压缩上面的范围：

  1. 支持异步API，并使用异步WebSockets库。与Go中的相同Fletd一起工作。
  2. 使用Python的Fletd服务器（"存根"）与桌面应用程序一起使用。
  3. 将Python与Fletd“存根”和用户程序嵌入iOS中。
  4. 将Python嵌入Android中。
  5. 为iOS和Android打包移动应用程序。
寻求帮助

🙏 我正在寻求社区在开发 Flutter 和 Python 在 iOS 和 Android 之间的 C/C++/本机代码集成方面的帮助。这可以是免费帮助或有偿工作 - 如果您有兴趣，请告诉我！

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