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“使用 dart:ffi 绑定到原生 macOS 代码”

Flutter 移动端和桌面应用可以使用 dart:ffi 库来调用原生 C API。FFI 代表 外部函数接口 。类似功能的其他术语包括 原生接口 和 语言绑定。

在您的库或程序可以使用 FFI 库绑定到原生代码之前,您必须确保已加载原生代码并且其符号对 Dart 可见。此页面重点介绍在 Flutter 插件或应用中编译、打包和加载 macOS 原生代码。

本教程演示如何在 Flutter 插件中捆绑 C/C++ 源代码,以及如何在 macOS 上使用 Dart FFI 库绑定到它们。在本演练中,您将创建一个实现 32 位加法的 C 函数,然后通过名为“native_add”的 Dart 插件公开它。

动态链接与静态链接

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原生库可以动态或静态地链接到应用中。静态链接库嵌入到应用的可执行映像中,并在应用启动时加载。

可以使用 DynamicLibrary.executable 或 DynamicLibrary.process 加载静态链接库中的符号。

相反,动态链接库以单独的文件或文件夹的形式分发到应用中,并按需加载。在 macOS 上,动态链接库以 .framework 文件夹的形式分发。

可以使用 DynamicLibrary.open 将动态链接库加载到 Dart 中。

API 文档可从 Dart API 参考文档 获取。

创建 FFI 插件

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如果您已经有一个插件,请跳过此步骤。

要创建一个名为“native_add”的插件,请执行以下操作:

flutter create --platforms=macos --template=plugin_ffi native_add
cd native_add

这将创建一个插件,其中包含 native_add/src 中的 C/C++ 源代码。这些源代码由各个操作系统构建文件夹中的原生构建文件构建。

FFI 库只能绑定到 C 符号,因此在 C++ 中,这些符号被标记为 extern "C"。

您还应该添加属性以指示从 Dart 引用符号,以防止链接器在链接时优化期间丢弃符号。__attribute__((visibility("default"))) __attribute__((used))。

在 iOS 上,native_add/macos/native_add.podspec 链接代码。

原生代码在 lib/native_add_bindings_generated.dart 中从 dart 调用。

绑定使用 package:ffigen 生成。

其他用例

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iOS 和 macOS

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应用启动时,动态链接库会由动态链接器自动加载。可以使用 DynamicLibrary.process 解析其组成符号。您还可以使用 DynamicLibrary.open 获取库的句柄以限制符号解析的范围,但这还不清楚 Apple 的审核流程是如何处理这种情况的。

可以使用 DynamicLibrary.executable 或 DynamicLibrary.process 解析静态链接到应用程序二进制文件的符号。

平台库

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要链接到平台库,请使用以下说明:

  1. 在 Xcode 中,打开 Runner.xcworkspace。
  2. 选择目标平台。
  3. 点击 Linked Frameworks and Libraries 部分中的 +。
  4. 选择要链接到的系统库。

一方库

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一方原生库可以作为源代码或 (已签名的) .framework 文件包含在内。可能也可以包含静态链接的存档,但这需要测试。

源代码

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要直接链接到源代码,请使用以下说明:

  1. 在 Xcode 中,打开 Runner.xcworkspace。

  2. 将 C/C++/Objective-C/Swift 源文件添加到 Xcode 项目中。

  3. 将以下前缀添加到导出的符号声明中,以确保它们对 Dart 可见:

    C/C++/Objective-C

    objc
    extern "C" /* <= C++ only */ __attribute__((visibility("default"))) __attribute__((used))

    Swift

    swift
    @_cdecl("myFunctionName")

已编译(动态)库

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要链接到已编译的动态库,请使用以下说明:

  1. 如果存在正确签名的 Framework 文件,请打开 Runner.xcworkspace。
  2. 将框架文件添加到 Embedded Binaries 部分。
  3. 也将其添加到 Xcode 中目标的 Linked Frameworks & Libraries 部分。

已编译(动态)库(macOS)

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要将闭源库添加到 Flutter macOS 桌面 应用中,请使用以下说明:

  1. 按照 Flutter 桌面说明创建 Flutter 桌面应用。
  2. 在 Xcode 中打开 yourapp/macos/Runner.xcworkspace。
    1. 将预编译库 (libyourlibrary.dylib) 拖到 Runner/Frameworks 中。
    2. 点击 Runner 并转到 Build Phases 选项卡。
      1. 将 libyourlibrary.dylib 拖到 Copy Bundle Resources 列表中。
      2. 在 Embed Libraries 下,选中 Code Sign on Copy。
      3. 在 Link Binary With Libraries 下,将状态设置为 Optional。(我们使用动态链接,无需静态链接。)
    3. 点击 Runner 并转到 General 选项卡。
      1. 将 libyourlibrary.dylib 拖到 Frameworks, Libraries and Embedded Content 列表中。
      2. 选择 Embed & Sign。
    4. 点击 Runner 并转到 Build Settings 选项卡。
      1. 在 Search Paths 部分配置 Library Search Paths 以包含 libyourlibrary.dylib 所在的路径。
  3. 编辑 lib/main.dart。
    1. 使用 DynamicLibrary.open('libyourlibrary.dylib') 动态链接到符号。
    2. 在小部件中的某处调用您的原生函数。
  4. 运行 flutter run 并检查您的原生函数是否被调用。
  5. 运行 flutter build macos 以构建应用的自包含发行版。

其他资源

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要了解更多关于 C 互操作性的信息,请查看以下视频: