Flutter Web在美团外卖的实践

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一、背景

1.1 业务背景

美团外卖商家端业务形态

美团外卖商家端业务围绕数百万商家，在 PC 和 App 上分别提供了交易履约、运营、广告、营销等一系列功能，且经常有外投 H5 的场景（如外卖学院、商家社区、营销活动等）。在这种多形态的业务场景下，如何保障多端体验的一致性，以及如何提升多端迭代的效率，一直是商家端产研关注的重点。

1.1.1 保障多端体验一致性

由于端能力的不同，导致了业务在 App 和 Web 上存在较大的表现差异，例如：App 上自带动画转场，而在 Web 中的实现成本却较高，往往也就降级舍弃了这部分功能。此外，即使我们可利用公司内部的 Roo、MTDUI 等多端 UI 组件库来尽量抹平各端的 UI 差异，但由于组件库在各端的实现不尽相同，很难做到完美的一致性体验。

1.1.2 提升多端迭代效率

由于各端技术体系的不同，涉及多端的需求往往需要不同的开发、测试团队各自完成开发、联调、测试、上线等流程，占用资源巨大，在各团队不可并行支持的情况下，甚至可能导致整个业务交付周期被拉长。虽然 React Native、Flutter 等跨平台方案解决了一部分复用的问题，但显然在商家端业务场景下是远远不够的，我们的目标是要达到全平台（Android、iOS、PC、H5）复用，最大化地提升多端的迭代效率。

1.2 技术背景

1.2.1 Flutter 在美团外卖商家端的储备

MTFlutter 是美团外卖搭建起的公司级 Flutter 研发生态，它的架构图如下图所示：

MTFlutter 架构图

如图所示，MTFlutter 已涵盖研发、调试、测试、发布、线上运维及工程管理整套闭环，同时落地了动态化解决方案，支撑了公司多个业务发展。在大前端融合的趋势下，美团外卖商家端持续在探索更优的多端复用方案，通过 MTFlutter 生态的建设，目前 Flutter 技术栈已覆盖商家端 App 中 90%以上的业务，同时具备 Flutter 开发能力的同学也达到 90% 以上。因此，在有足够技术“储备”的前提下，我们能够基于 Flutter 做全平台（Android、iOS、PC、H5）复用的探索。

1.2.2 Flutter Web 的支持

2018 年 Google 首次公开 Flutter Web Beta 版，旨在进一步实现一份代码、多端运行的愿景。目前，Flutter Web 已被正式合入 Master，期间经过无数工程师的努力，Flutter Web 已能提供与 Flutter Natvie 较统一的交互行为和视觉体验。

Flutter Native VS Flutter Web

如上图可知，Flutter Web 与 Flutter Native 的整体架构相似，二者共用 Framework 层（绿色部分），提供了包括动画、手势、基础 Widget 类，以及大部分应用所需的 Material/Cupertino 主题 Widget 集合。区别在于：Flutter Web 重写了 dart:ui 层（黄色部分），利用 DOM、Canvas 对齐了 Flutter Native 的 UI 渲染能力，使得 Flutter 编写的 UI 能够在现代浏览器上正常展示。

此外，得益于 dart2js 这个早已成熟的工具，Dart 逻辑能够很容易的转换为 JavaScript，进而在 Web 中被正常运行。

二、面临的挑战

综上所述，我们基于 Flutter Web 探索跨端（App\PC\H5）解决方案，真正实现“Write Once & Run AnyWhere”。当然，面临挑战也是巨大的，主要体现在 Flutter 和 MTFlutter 现阶段对 Web 支持还不是很充足。

2.1 Flutter Web 现状

Google 官方目前对 Flutter Web 的工作主要还集中在 dart:ui（Web）的对齐，工程化和性能相关的事项做的还比较少，例如：

  • Flutter Web 构建产物较简陋，只是简单的输出 main.dart.js（1.1M，未 Gzip） 和 图片等静态资源，缺少 JS 拆包、文件 Hash、资源上传 CDN 等优化工作，极大影响了页面的加载性能。
  • 由于 Flutter Web 自身实现了一套页面滚动机制，页面滚动过程中，会频繁计算位置信息，引起滚动区域内容被重新创建，最终导致页面滚动性能较差。

2.2 MTFlutter 现状

虽然 MTFlutter 做了诸多 Flutter Native 层面的定制与优化，但在 Flutter Web 上的建设才刚起步，具体表现在：

  • MTFlutter 现有的基础依赖如：Request（请求封装）、Router（路由）、埋点、容器桥、前端监控，尚未支持在 Web 中的实现。
  • MTFlutter 已实现了完整的 Flutter Module 的打包发布流程，但并不支持 Web 的构建与部署。

三、整体设计

MTFlutter 架构图

上图为 MTFlutter + Web 架构图，由图可知 Flutter Web 页面要满足投产要求，还有大量的工作（上图黄色部分所示），主要包括：

  • 扩展基础依赖（如：Request、Router、埋点等）在 Web 侧的支持。
  • 完善工程化建设，例如：静态资源优化、构建与部署自动化。
  • 深入滚动性能与页面加载性能优化，使得 Flutter Web 能够满足基本的投产要求。

四、详细设计

4.1 基础依赖建设

企业级应用的基础开发依赖（如：请求库、路由库、埋点库等），要重新在 Flutter 中用 Dart 搭建一套，时间成本、兼容性、风险等都是不可控的。而 MTFlutter 是基于原有 Native 基础依赖开发的 Plugin，因此并不支持 Web 端。此章节将展开介绍如何丝滑无感地扩展 MTFlutter 基础依赖在 Web 端的实现。

4.1.1 Flutter Package 分平台编程

在 Flutter 中通过使用 Package 可以创建易于共享的模块化代码。官方强烈推荐使用 Package 形式管理各种工具方法。在官方定义中 Package 包含以下两种类别：

  1. Dart Package：用 Dart 编写的常规 Package，其中一些可能包含依赖于 Flutter 框架的特定功能，其使用范围仅限于 Flutter，例如 path。
  2. Plugin Package：用 Dart 编写 API 多个平台各自实现的特殊 Dart Package。Plugin Package 可以为 Android（使用 Kotlin 或 Java）、iOS（使用 Swift 或 Objective-C）、Web、macOS、Windows 或 Linux 或其任意组合编写插件包。

下面分别对这两种类型 Package 中如何分平台编程进行介绍。

(1) Dart Package

Dart Package 是纯 Dart 编写，因此大部分代码均可由 dart2js 直接编译出 Web 平台可运行的代码，但某些涉及 Native 能力的库（如 dart:io）是无法被转译的，因此需要有对平台进行兼容的方法，下面介绍两种在 Dart Package 中分平台编程的方案。

代码级别分平台

针对代码级别的分平台，我们可以借助 Flutter SDK 提供的一个常量 kIsWeb。使用方法如下：

查看源码可知，kIsWeb 之所以能被用于判断 Web 平台，是利用了 JavaScript 不支持整型的特征，在 Web 环境下，Dart 的 double 和 int 由相同类型的对象支持，浮点数 "0.0" 等于整数 "0"，对于在 AOT 或 VM 上运行的 Dart 代码却并非如此。

import 'package:flutter/foundation.dart';
if (kIsWeb) {
  print('Web 端')
} else {
  print('其他端');
}

文件级别分平台

针对文件级别分平台，我们利用条件导入导出，其中条件导出具体用法如下：

// tool.dart
export 'src/tool_native.dart' // 兜底导出，即没有命中条件时导出的文件
  if (dart.library.html) 'src/tool_web.dart'; // web 端导出的文件，该文件中可以使用 dart:html，也可以通过判断 dart.library.js 导出 Web 端文件。
// 引入 tool.dart
import 'package:tool/tool.dart';
void main() {
  print('import tool');
}

条件导入和条件导出类似，仅需将 export 改为 import 即可。在业务开发中这也是一种非常实用的分平台编程方法。

(2) Plugin Package

Plugin Package（下文简称为 Plugin）在 Android 和 iOS 平台都是通过 MethodChannel 实现在 UI 层和 Platform 层传递消息从而达到特定平台支持的，官方文档中也全方位介绍了在 Android 和 iOS 平台的具体实现方法及例子，Web 平台的实现却介绍的较少。总结起来，Web 平台和 Native 平台实现方式的不同主要集中在下面两点。

首先，Web Plugin 推荐的方式不是以其平台特有的 JS 语言实现，而是通过 Dart Library 或 Package 实现，对于已有现成可用的 JS SDK 或需要大量使用 JS 实现功能的情况下，官方提供了 package:js 包调用 Javascript，从而实现与 Javascript 的交互。

其次，Web Plugin 不是通过注册 MethodChannel 传递消息的，Flutter 内部可直接调用通过官方指定形式（Federated Plugin ）编写的 Flutter Web Plugin 类。

下图完整的展示了一个 Plugin 的整体架构：

Flutter Plugin 架构图

4.1.2 基础依赖建设

整体来讲，MTFlutter 基础依赖都是使用 Plugin 的形式开发维护的。为处理依赖中的公共逻辑，提高 Plugin 的可扩展性，MTFlutter Plugin 在 Flutter Plugin 架构（各平台原生实现层和 Plugin Interface 层）之上又增加了公共逻辑处理层，最终暴露给用户是 Plugin API 层提供的接口。MTFlutter Plugin 架构图如下：

MTFlutter Plugin 架构图

在细节实现上，由于项目中各种依赖的类型之间存在着差异，因此在依赖处理上也略有不同，下面介绍拥有不同特点的依赖所对应解决方案。

（1）各平台实现能在 Web 侧对齐的场景，如埋点库

埋点库无论在 Native 端还是在 Web 端都是使用公司统一提供的 SDK，在 API 设计上具有天然的一致性，因此我们完全有能力在 Plugin Interface 层对齐所有接口，上层业务逻辑只需按需做些兼容处理即可。埋点库 Web 端扩展的整体设计思路如下：

  1. 在业务项目的 web/index.html 文件中直接引入 Script 脚本并且进行初始化 （注意：引入 Script 的位置，需要放在 main.dart.js 前面）。
  2. 借助 package:js 库调用埋点 JS SDK，对齐 Flutter 埋点库的 API ，实现 Flutter Plugin 的 Web 端支持，详细架构图如下图所示：

埋点库架构图

（2）各平台实现在 Web 侧无法对齐的场景，如路由库

MTFlutter 路由库是 Native 底层维护的一套全新的路由体系，依靠原生支持提供了强大的定制化功能，而在 Web 端无法这些无法在各平台原生实现层达到 100% 支持。由于 MTFlutter Plugin 最终暴露的是 Plugin API，因此我们选择直接对齐 Plugin API 实现路由库在 Web 端的支持（借助 Flutter Navigator、dart:html 用纯 Dart 语言完成了扩展），详细架构如下图所示：

路由库架构图

（3）Web 端需要通过大量 JS 实现功能的依赖库，如请求库

由于在现有的 Web 请求中统一封装着大量的业务处理逻辑（如拦截器、异常上报等），如果用 Dart 重新实现一遍，成本还是较高的。想复用原有基于 Axios （ JS 请求库） 封装的请求库就相当于让 Plugin 的 Web 平台实现使用 JS 语言。Dart 和 JS 交互是通过 package:js 进行接口调用，因此我们在公共逻辑处理层用 Dart 对齐了相应的 API，详细架构图如下图所示：

请求库架构图

4.2 性能优化

常规的 Web 项目中，为了保证页面有更好的加载和渲染性能，在静态资源文件的处理方面，我们需要做很多的工作，例如：资源文件 Hash 化、CDN 化、按需加载处理等，这些可以通过 Webpack、Rollup 等构建工具进行预处理。

但在 Flutter Web 中，这些预处理的操作目前官方还不支持，原因是 Flutter 暴露给我们的命令只有一个 <span style="font-size: 15px;">flutter build web，导致我们无法直接进行更细粒度的个性化定制。如果想要让 Flutter Web 达到企业级应用的标准，我们需要更深层次的探索 Flutter SDK 的运行原理。下面我们列出目前遇到的性能问题及其解决方案。

4.2.1 目前存在的性能问题

Google 官方对 Flutter Web 性能优化所做的事项还比较少，编译输出的页面存在较大的性能问题，主要体现在以下两方面：

  1. 首屏渲染时间长。即使使用了 FutureBuilder 把业务代码拆分成 xxx.part.js 之后，main.dart.js 体积依然维持在 1.1M。单一文件加载、解析时间过长，且静态资源缺少 CDN 化的支持，势必会影响首屏的渲染时间。
  2. 滚动性能较差。 Flutter Web 自身实现了一套页面滚动机制，在页面滚动过程中，会频繁的创建 Canvas，最终导致滚动性能问题，甚至引起页面 Crash。

通过下图对浏览器网络监控情况的展示，可以清晰的反映出以上问题：

浏览器网络监控

页面滚动过程中，内存的占用情况

为了解决上述的性能问题，我们探索了 Flutter SDK 编译过程，总结出从 Flutter 业务代码到 Web 产物的整体流程，详细流程如下图所示：

编译流程

从流程中我们可以看到，Flutter 在 Web 端目前只支持 Dart-->JS 的转换，以及 UI 层的对齐，在工程化和性能优化方面做的工作并不多。

因此，我们必须解决以上的性能问题，才能保证我们的业务可以正常的交付。通过对编译流程的仔细分析与梳理，我们在 AOT 产物生成之前对 Flutter SDK 进行定制，分别进行加载性能优化和内存性能优化，下面分别介绍这两部分的内容。

Flutter SDK 进行定制后的流程

4.2.2 加载性能优化

运行 <span style="font-size: 15px;">flutter build web 命令之后，我们得到的主要静态资源有：主文件 main.dart.js（1.1M），各页面的业务代码 xxx.part.js（使用 FutureBuilder 后）、图片文件。直接应用这些资源到项目中，会遇到以下问题：

  1. 功能无法及时更新：浏览器对同名文件的缓存，可能导致程序代码不被及时更新或者出现执行错乱。
  2. 首屏渲染性能差：main.dart.js 文件过大，单一文件加载、解析时间过长，势必会影响首屏的渲染时间。
  3. 无法使用 CDN：Flutter 仅支持相对路径的加载方式，无法使用当前域名以外的 CDN 域名，导致无法享受 CDN 带来的优势。

为此，在加载部分我们对 Flutter SDK 增加了如下三方面的优化，以达到线上运行的标准，优化步骤如下图所示：

优化步骤

资源文件 Hash 化

除了 web/index.html 文件之外，我们要对所有的引用到文件进行 Hash 化。对 build_system/web.dart 的修改按以下步骤进行：

  1. 遍历产物目录，并建立 ResourceMap。
  2. 分别计算每个文件的 Hash 值。
  3. 为新文件命名为 name-[hash].xxx。
  4. 修改新文件名在对应文件中的引用关系。

大文件分片

Flutter Web 编译之后会生成 main.dart.js 这一主文件，体积为1.1M（Gzip 之后约 400K），这给页面的加载性能带来很大的影响。为此，我们对代码进行分片，借助浏览器对多文件并行加载的特性，可以有效提升页面的加载性能。

具体实施步骤是：将 <span style="font-size: 15px;">main.dart.js 在 Dart 侧拆分成多份纯文本文件，前端通过 XHR 的方式并行加载并按顺序拼接成 Javascript 代码置于

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