Flutter 与 Android NDK 集成实战：实现高性能原生功能

Flutter 与 NDK 集成实现

Flutter 可以通过 Platform Channels 与原生代码（包括使用 NDK 编写的 C/C++ 代码）进行交互。以下是实现 Flutter 与 NDK 集成的步骤：

基本步骤

1. 创建 Flutter 项目

flutter create flutter_ndk_example
cd flutter_ndk_example

2. 添加 Android NDK 支持

在 android/app/build.gradle 中添加 NDK 配置：

android {
    // ...
    defaultConfig {
        // ...
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c++17"
            }
        }
        ndk {
            abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a', 'x86', 'x86_64'
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
}

3. 创建 CMakeLists.txt 文件

在 android/app 目录下创建 CMakeLists.txt：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library(
        native-lib
        SHARED
        src/main/cpp/native-lib.cpp
)

find_library(
        log-lib
        log
)

target_link_libraries(
        native-lib
        ${log-lib}
)

4. 创建 C++ 源文件

在 android/app/src/main/cpp 目录下创建 native-lib.cpp：

#include <jni.h>
#include <string>

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_flutterndkexample_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

5. 创建 Method Channel 接口

在 lib/main.dart 中：

import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:flutter/services.dart';

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  static const platform = MethodChannel('com.example.flutterndkexample/channel');

  Future<String> _getNativeString() async {
    try {
      return await platform.invokeMethod('getNativeString');
    } on PlatformException catch (e) {
      return "Failed to get string: '${e.message}'.";
    }
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      home: Scaffold(
        appBar: AppBar(title: Text('Flutter NDK Example')),
        body: Center(
          child: FutureBuilder<String>(
            future: _getNativeString(),
            builder: (BuildContext context, AsyncSnapshot<String> snapshot) {
              if (snapshot.hasData) {
                return Text(snapshot.data!);
              } else if (snapshot.hasError) {
                return Text("Error: ${snapshot.error}");
              }
              return CircularProgressIndicator();
            },
          ),
        ),
      ),
    );
  }
}

6. 实现 Android 端的 Method Channel

在 android/app/src/main/kotlin/.../MainActivity.kt 中：

package com.example.flutterndkexample

import io.flutter.embedding.android.FlutterActivity
import io.flutter.embedding.engine.FlutterEngine
import io.flutter.plugin.common.MethodChannel

class MainActivity: FlutterActivity() {
    private val CHANNEL = "com.example.flutterndkexample/channel"

    override fun configureFlutterEngine(flutterEngine: FlutterEngine) {
        super.configureFlutterEngine(flutterEngine)
        MethodChannel(flutterEngine.dartExecutor.binaryMessenger, CHANNEL).setMethodCallHandler {
            call, result ->
            if (call.method == "getNativeString") {
                result.success(stringFromJNI())
            } else {
                result.notImplemented()
            }
        }
    }

    external fun stringFromJNI(): String

    companion object {
        init {
            System.loadLibrary("native-lib")
        }
    }
}

更复杂的 NDK 功能示例

1. 添加数学计算函数

在 native-lib.cpp 中添加：

extern "C" JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_flutterndkexample_MainActivity_addNumbers(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */,
        jint a,
        jint b) {
    return a + b;
}

2. 更新 Kotlin 代码

external fun addNumbers(a: Int, b: Int): Int

// 在 MethodCallHandler 中添加
if (call.method == "addNumbers") {
    val a = call.argument<Int>("a") ?: 0
    val b = call.argument<Int>("b") ?: 0
    result.success(addNumbers(a, b))
}

3. 更新 Dart 代码

Future<int> _addNumbers(int a, int b) async {
  try {
    return await platform.invokeMethod('addNumbers', {'a': a, 'b': b});
  } on PlatformException catch (e) {
    print("Failed to add numbers: '${e.message}'.");
    return 0;
  }
}

iOS 平台的 NDK 实现（使用 Objective-C/Swift 调用 C++）

对于 iOS，Flutter 可以直接与 Objective-C/Swift 交互，后者可以调用 C++ 代码：

1. 在 ios/Runner 目录下创建 C++ 文件
2. 创建对应的头文件
3. 在 AppDelegate.swift 中实现 Method Channel

最佳实践

1. 尽量减少平台通道的调用次数（批量处理数据）
2. 对于性能敏感的操作使用 NDK
3. 错误处理要完善
4. 考虑不同 Android ABI 的兼容性
5. 对于复杂的 C++ 代码，考虑使用 FFI（Dart 2.12+ 支持）

通过以上步骤，你可以成功地将 Flutter 应用与 NDK 编写的原生代码集成，实现高性能的计算或访问特定的原生功能。