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Flet 移动更新

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

这篇文章是几个月前发布的 Flet 移动战略 的续篇。

我们最初在移动设备上运行 Flet 的方法是使用 Server-Driven UI（SDUI）。尽管 SDUI 有其自身的优点（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 服务器托管 Python 部分的应用程序，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：

Flet 桌面应用程序架构图

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：

新的 Flet 桌面应用程序架构图

Flet 移动架构​

移动应用程序在一个非常严格的环境中运行，具有许多限制。例如，在 iOS 上，应用程序不能生成新进程。换句话说，Flet Flutter 应用程序不能只是启动 "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中作为 C 库，而 Dart（Flutter 应用程序使用的语言）允许通过 FFI（Foreign Function Interface）调用 C 库。

此外，尽管 Android 允许加载动态链接库，但 iOS 要求所有库静态链接到应用程序可执行文件中。如果您有兴趣，这篇文章更详细地介绍了 Dart FFI。

Flet 移动架构可能如下所示：

Flet 移动应用程序架构图

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/或命名管道进行调用。

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与异步/等待编程模型一起使用，这对于I/O密集型和UI逻辑更高效。

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。

在同步代码中使用异步库是可能的，但看起来有些黑客式和低效，因为它会让CPU保持繁忙，只是为了等待异步方法完成。因此，我们希望Flet应用能够对异步代码进行一流的支持。

异步/等待模型是在单个线程中切换任务的状态机。通过使用异步，Flet将能够利用流来进行套接字服务器，并使用异步WebSockets库。在单个Flet应用程序中可以同时使用同步和异步事件处理程序，而无需进行任何妥协或黑客。

更令人兴奋的是，异步的Flet将能够完全在浏览器中运行，使用基于WebAssembly（WASM）的Pyodide - 基于WebAssembly（WASM）的Python发行版。WebAssembly尚未支持多线程，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

🙏 我正在寻找社区中开发Flutter和Python在iOS和Android上的C/C++/本地代码集成部分的帮助。这可以是免费帮助或有偿工作 - 如果你有兴趣，请让我知道！

我们期待与你在Discord(https://discord.gg/dzWXP8SHG8) 频道见面，并积极参与讨论、提供帮助和提问问题！