Flutter Web 支持现已进入稳定版

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作者 / Mariam Hasnany, Product Manager, Flutter

我们对 Flutter 的愿景是成为一个可移植的 UI 框架,在全平台上构建精美的应用体验。做为 Flutter 2 发布内容的一部分,Flutter 的 web 支持已经抵达稳定版里程碑。

Flutter 的首个版本支持 iOS 和 Android,开发者们已经用它在移动应用商店发布了超过 15 万个应用。现在,随着 web 支持的加入,这些应用可以触达更广泛的受众,同时也开辟了在 web 上建立交互体验的新途径。

在此次初始版本的 web 支持中,我们主要关注三个应用场景:

  • 渐进式 web 应用 (Progressive web apps, PWA),兼具 web 的高覆盖面与桌面应用的强大功能。
  • 单页应用 (Single page apps, SPA),只需一次加载,并与互联网服务动态互传数据。
  • 将现有 Flutter 移动应用拓展到 web,在两个平台共享代码。

这篇文章介绍了我们迄今为止的工作成果,并分享了几个案例,意在帮助开发者在自己的应用中活用 Flutter 对 web 的支持。

iRobot Education 使用 Flutter 开发了 iRobot Coding 应用,通过此 web 应用向大众提供编程学习体验

Web 之旅

如今的 web 平台比以往任何时候都要丰富多彩,开发者可以使用的工具包括: 硬件加速的 2D 和 3D 图形离线功能和安装体验,以及 对底层操作系统和硬件的访问 等。在 web 这个底层平台上已经建立起了 种类繁多框架,因此,开发者在创建 web 应用时拥有极大的灵活性。

Flutter 是用 Dart 编写的,而 Dart 能编译成 JavaScript,所以我们的下一步自然就是要探讨支持 web 平台的可能性。这符合我们的愿景,也就是提供一个可移植的框架,方便您在任何能描绘像素的地方构建出精美的 UI。

我们的方法是,建立一个在所有平台上都能使用的一致的工具包 (而不是建立两个有着各种微妙差异的独立框架),以确保开发者的代码运行时不会出现意外。

Flutter 框架由 一系列层结构 组成,其中包含:

  • 框架,用于为 widget、动画和手势等常见的习惯用法提供抽象
  • 引擎,使用公开的系统 API 在目标设备上进行渲染

框架本身采用 Dart 编写,大约 70 万行 Flutter 框架核心代码在所有平台上相同: 包括移动端、桌面端和现在的 web 端。对于您的代码来说也是这样,我们使用 Dart 开发编译器 (dartdevc) 或 Dart 部署编译器 (dart2js) 将您的代码编译成 JavaScript,这些 JavaScript 代码可以托管在服务器上。

由于 Dart 拥有将 Flutter 框架 (以及开发者的应用代码) 编译成 JavaScript 的能力,我们对 web 的支持工作就变成了用映射 web 平台 API 的代码来取代移动应用所使用的底层 C++ 渲染引擎。Flutter 并不会简单地将 widget 移植为 HTML 里的等价组件,Flutter 的 web 引擎为开发者提供了两种渲染器: 一个是针对尺寸和兼容性进行优化的 HTML 渲染器,另一个则是使用 WebAssembly 和 WebGL 通过 Skia 绘图命令向浏览器画布进行渲染的 CanvasKit 渲染器。

我们对 Flutter 的要求是,提供一种针对 web 平台进行开发的新方式,在现有基础上提供新见解,为所有人提供更棒的 web 体验。

发布生产环境可用的稳定版本

自从 web 支持的测试版 在一年前发布以来,我们已经了解了很多早期采用者的使用情况,并已与部分客户合作,他们现在已经将自己的 Flutter web 应用投入生产。

在此期间,我们对架构进行了重大改进,增加了一些功能,以便扩展和优化 Flutter 的 web 支持,新增内容主要集中在四个方面: 性能web 专属功能桌面硬件适配,以及插件

性能

自推出早期版本至今,性能是提升最显著的。在开发过程中,我们对 web 上各种渲染技术的性能和准确性特征有了更深入的了解。

我们最早的工作是基于 DOM 的 HTML。在这种渲染模式中,Flutter 的 web 引擎会将每个生成的 Flutter 场景转换为 HTML、CSS 或 Canvas,并以 HTML 元素树的形式在页面上渲染为一帧。虽然 HTML 渲染器能够最大限度地兼容各种浏览器,且其代码体积较小,但 HTML 渲染器的重绘性能不太适合 Rive (使用 Flutter 构建而成,用于创建动态图像的协作工具) 这种图形密集型应用。

Rive 是一款创建自定义动画的工具,该团队已使用 web 版 Flutter 重新构建应用,并发布了测试版

为了提供高效渲染密集图形所需的保真度,我们开始尝试使用 CanvasKit,它可使用 WebAssemblyWebGL 通过 Skia 绘制命令在浏览器中进行渲染。我们发现 CanvasKit 渲染器的性能、保真度和准确度都更加理想,请看 Flutter 社区中才华横溢的德国开发者 Felix BlaschkeFlutter Plasma 演示——用 CanvasKit 创造的惊艳特效。

Flutter Plasma 是由 Felix Blaschke 创建的演示,可在 Safari、Firefox、Edge 和 Chrome 上运行

不同的渲染器在不同场景下各有优势,因此 Flutter 同时支持以下两种渲染模式:

  • HTML 渲染器: 结合了 HTML 元素、CSS、Canvas 和 SVG。该渲染模式的下载文件体积较小。
  • CanvasKit 渲染器: 渲染效果与 Flutter 移动和桌面端完全一致,性能更好,widget 密度更高,但增加了约 2MB 的下载文件体积。

为了针对每个设备的特性优化您的 Flutter web 应用,渲染模式默认设置为自动。这意味着您的应用将在移动浏览器上使用 HTML 渲染器运行,在桌面浏览器上使用 CanvasKit 渲染器运行。

您还可以使用 --web-renderer html 或 --web-renderer canvaskit 来明确选择使用何种渲染器。如需了解详细信息,请参阅 官方文档

Web 专属功能

在浏览器中运行的 Flutter 应用给人的感觉应该像 web 应用一样。所以我们为 Flutter 添加了一些功能,帮助您发挥 web 的优势。

Web 有很多优势,尤其是在全球的覆盖率。将您现有的 Flutter 应用带到 web 上的原因之一就是接触应用商店以外的用户。为了做到这一点,我们添加了 自定义 URL 策略,以确保您的用户只需点击 URL,就可以从任何地方访问您的应用。有了这个功能,您就可以控制地址栏中显示的 URL,以及您的应用在 web 上的路由。

△ Flutter Plasma 演示的 Showroom 页面,实际上就是一个基于 Flutter 自定义 URL 策略的 url_strategy 插件示例

当用户在 web 上导航时,超链接也至关重要。url_launcher package 中的一个新的 link widget 使用户能够通过深链接直达您应用内的锚点或外部网站。您可以在相关的 widget 上使用 link,包括按钮、内联文本、图像,并指定链接是在同一个标签页还是新标签页中打开。

对于任何应用来说,文本渲染都是不可或缺的。开发文本布局系统,是构建 Flutter web 支持所面临的重大挑战之一。由于 web 缺乏直接文本布局 API,Flutter 必须通过触发 layout() 来对 Parapraph 执行各种测量操作。有时,这些测量的代价相当高昂,所以我们添加了 基于 Canvas 的文本测量,此测量方式可同时支持纯文本与富文本。现在,Flutter 可以在 web 上高效地完成精细测量,进而完成正确的绘制任务,比如正确地高亮显示所选文本。

与文本进行交互同样重要,其重要性不亚于快速准确地渲染文本。通过 SelectableText 和 EditableText widget,您不仅可以选中 Flutter web 应用中的文本,还可以执行复制粘贴操作。此外,表单文本字段现已支持 自动填充,浏览器能够存储数据以便将来填充使用。

Flutter 2 特别适合实现渐进式 web 应用 (PWA)。我们建议开发者使用 PWA,通过 Chrome 的 Project Fugu,以安全和可信的方式,弥合移动端和 web 端应用之间的差异。

△ 发票管理应用 Invoice Ninja 推出的 PWA 应用与他们现有的 Flutter 移动应用使用相同的代码库

在创建 Flutter Web 应用时,我们会提供 PWA web 清单文件,以及用来设置 service worker (工作线程) 的代码。清单文件提供了关于应用应该如何运行的元数据,包括图标和应用标题等信息。Service workers 可以实现资源的缓存和应用的离线运行。当您在浏览器中以 PWA 的形式运行 Flutter 应用时,您可以将其作为移动或桌面应用安装到您的设备上。

适配各类桌面设备

尽管浏览器的形态大小各异,我们都希望提供美好的 Flutter web 体验。由于 Flutter 最初是为移动应用设计而成,因此 Flutter web 应用已经对移动浏览器的手势和滚动物理效果提供了很好的支持。但桌面浏览器 UI 的呈现和使用有所不同,所以我们对 Flutter 进行了相应的更新。

比如,用户希望应用在桌面浏览器中运行时能够显示滚动条,以便通过鼠标或键盘进行控制。我们为桌面设备添加了 可自定义的交互式滚动条,这意味着我们可为滚动条使用 主题,显示滚动条轨道,而且还可以拖动滑块。我们还扩展了 PrimaryScrollController,便于用户 使用键盘快捷键进行滚动,也省去了您使用自定义滚动视图的工作。

Spica TechnologiesZurich Insurance 构建的物业管理解决方案,这是用 Flutter web 为商务和桌面设备用户构建应用的杰出示例

此外,由于鼠标指针能进行互动的内容密度大于触摸设备,我们提升了 默认内容密度。我们还在框架中添加了支持各种平台的 系统鼠标光标 合集。

最后,为让 Flutter web 支持所有用户,我们还扩展了 Flutter 的 web 语义功能来支持 Windows、macOS 和 chromeOS 系统上的无障碍功能。为了在 web 上实现无障碍体验,我们在 RenderObject DOM 树之外平行生成了一个类似的 DOM 树,叫 SemanticsNode 树。SemanticsNode 树可将标记、操作、标签和其他语义属性转换成 ARIA 属性。现在,您可以通过 NarratorVoiceOverTalkBackChromeVox 屏幕阅读器来使用 Flutter web 应用。

Flutter web 对插件的支持

最后,我们为那些最常用的插件带来了 web 支持,使您能够将自己的 Flutter 应用带到 web 平台。借助 Flutter 插件,您的代码可与所运行平台的原生开发库进行互操作。在 web 上运行 Flutter 应用时,您可以通过插件访问现有的 JavaScript 库。

自测试版发布以来,我们在社区的帮助下为以下插件添加了 web 支持:

展望未来

几年前,我们还没办法在 web 上以可接受的质量和性能提供 Flutter。然而,web 新技术的出现和平台的不断进步,使我们得以尽情释放底层设备的潜力。在支持 web 之后,Flutter 得以涵盖互联网上的每一台设备,让用户在所有现代浏览器和设备上都能获得一致的体验。

这个版本的相当一部分内容来自早期 web 用户的反馈信息和社区提交的 issue,这里我们要再次感谢大家的贡献!今后,我们的首要目标是快速处理大家的反馈,并及时解决 issue,以便大家专注于在所有目标平台上发布高质量的 Flutter 应用。

Moi Mobiili 是一家现代移动虚拟网络运营商,最近使用 Flutter 推出了他们的 web 应用

性能的提升永无止境。我们的目标是减少代码体积,提高帧率表现 (fps)。如今,每个 Flutter web 应用都只会下载它必需的引擎代码。我们正在研究缓存部分逻辑的可能性,以减少启动时间和下载文件体积。我们最近在 Flutter Gallery 演示应用中尝试使用延迟库来减少代码体积,相信很快就能同大家分享我们的进展。

在未来几个月内,我们还准备继续完善下列领域:

  • 虽然 CanvasKit 很稳定,但还有一些边界用例存在问题,比如特殊字符的 字体回退,以及对 跨域资源共享 (CORS) 图像的相应支持等。
  • PWA 目前 只缓存了资源的一个子集,完全的离线支持仍然需要 额外的手动步骤,才能正常适配 CanvasKit。
  • 文本渲染和功能,比如对样式设置较为复杂的文本的选取,仍是我们要继续努力解决的功能之一。
  • 我们也会继续努力改善插件生态系统,让 Google 发布的 package 在移动端和 web 端更加统一。

Simplebet 通过 Flutter 的 web 支持,在 Fanduel 现有的移动应用套件中构建了高度互动的嵌入式 NFL 和 NBA 投注体验

即刻开始使用 Flutter web

借助 Dart 的可移植性、Web 平台的强大功能,以及 Flutter 框架的灵活性,您现在可以用同一套代码库,构建用于 iOS、Android 以及浏览器的应用。

如果您已经开发了 Flutter web 应用,现在就可以在 稳定渠道 中进行构建。如果您刚开始学习构建 Flutter web 应用,请移步官方文档访问我们的 入门 codelab 课程,以及 Flutter Engage 上的 web 演讲。构建 web 应用时,如果您发现了任何问题,请随时 前往 GitHub 提交给我们

我们非常期待看到您使用 Flutter web 所构建的精彩应用!