内容简介:Dart 语言支持协程,这样就无需传递闭包来作为异步调用的回调。而 Objective-C 大量 API 都使用 Block 作为回调,当 Dart 调用这类异步 API 的时候,就需要 Dart 侧创建 Block 并传递给 Objective-C。Dart 语言中的 Function 可以当做闭包,可以实现下面这样的效果:
dart_native 作为一条比 Channel 性能更高开发成本更低的超级通道,通过 C++ 调用 Native 的 API,深入底层且考虑全面。很多 Objective-C 接口的参数和返回值是 Block,所以这就需要支持用 Dart 语言创建和调用 Objective-C Block。
Dart 调用 Objective-C 带 Block 的 API
Dart 语言支持协程,这样就无需传递闭包来作为异步调用的回调。而 Objective-C 大量 API 都使用 Block 作为回调,当 Dart 调用这类异步 API 的时候,就需要 Dart 侧创建 Block 并传递给 Objective-C。
Dart 语言中的 Function 可以当做闭包,可以实现下面这样的效果:
stub.fooBlock((NSObject a) { print('hello block! ${a.toString()}'); return a; });
而对应的 Objective-C 接口如下:
typedef NSObject *(^BarBlock)(NSObject *a); - (void)fooBlock:(BarBlock)block;
下面就讲下 dart_native 是如何做到把 Dart Function 当做 Block 传给 Objective-C 的。
函数签名
首先要确保的是 Dart Function 的签名跟 Objective-C Block 是一致的,这样二者才能转换。在 Dart 里一切皆为对象,Function 也不例外。那么拿到 Function 的 runtimeType
即可,然后解析其内容。不过 runtimeType
的内容都是 Dart 类名,如何能与 Objective-C 类型对应上呢? dart_native
的策略是提供与 Native 同名的类,这样使用这些同名类定义 Dart Function,就可以把函数签名映射到 Native 上了。
列举一些 Dart 声明的基础类型:
class unsigned_char = char with _ToAlias; class short = NativeBox<int> with _ToAlias; class unsigned_short = NativeBox<int> with _ToAlias; class unsigned_int = NativeBox<int> with _ToAlias; class long = NativeBox<int> with _ToAlias; class unsigned_long = NativeBox<int> with _ToAlias; class long_long = NativeBox<int> with _ToAlias; class unsigned_long_long = NativeBox<int> with _ToAlias; class size_t = NativeBox<int> with _ToAlias; class NSInteger = NativeBox<int> with _ToAlias; class NSUInteger = NativeBox<int> with _ToAlias; class float = NativeBox<double> with _ToAlias; class CGFloat = NativeBox<double> with _ToAlias; class CString = NativeBox<String> with _ToAlias;
动态创建 Block
有了函数签名,如何构造对应的 Block 对象呢?首先要知道 Block 是什么,而这是就又个老生常谈的话题了。我十分建议你先了解下 BlockHook 及其相关文章,这样会对理解这部分内容有很大帮助。
废话不多说,上硬核:
- (void)initBlock { const char *typeString = self.typeString.UTF8String; int32_t flags = (BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE | BLOCK_HAS_SIGNATURE); // Struct return value on x86(32&64) MUST be put into pointer.(On heap) if (typeString[0] == '{' && (TARGET_CPU_X86 || TARGET_CPU_X86_64)) { flags |= BLOCK_HAS_STRET; } // Check block encoding types valid. NSUInteger numberOfArguments = [self _prepCIF:&_cif withEncodeString:typeString flags:flags]; if (numberOfArguments == -1) { // Unknown encode. return; } self.numberOfArguments = numberOfArguments; if (self.hasStret) { self.numberOfArguments--; } _closure = ffi_closure_alloc(sizeof(ffi_closure), (void **)&_blockIMP); ffi_status status = ffi_prep_closure_loc(_closure, &_cif, DNFFIBlockClosureFunc, (__bridge void *)(self), _blockIMP); if (status != FFI_OK) { NSLog(@"ffi_prep_closure returned %d", (int)status); abort(); } struct _DNBlockDescriptor descriptor = { 0, sizeof(struct _DNBlock), (void (*)(void *dst, const void *src))copy_helper, (void (*)(const void *src))dispose_helper, typeString }; _descriptor = malloc(sizeof(struct _DNBlockDescriptor)); memcpy(_descriptor, &descriptor, sizeof(struct _DNBlockDescriptor)); struct _DNBlock simulateBlock = { &_NSConcreteStackBlock, flags, 0, _blockIMP, _descriptor, (__bridge void*)self }; _signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:typeString]; _block = (__bridge id)Block_copy(&simulateBlock); SEL selector = NSSelectorFromString(@"autorelease"); #pragma clang diagnostic push #pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks" _block = [_block performSelector:selector]; #pragma clang diagnostic pop }
简单来说,动态创建 Block 的流程封装在了一个 Wrapper 类中,步骤如下:
- 用 libffi 动态创建相同签名的函数,
-
准备好创建 Block 需要的
flag
、description
、signature
和wrapper
对象等 - 根据 Block 的内存模型创建对应的结构体(栈上)
-
把 Block 对象
copy
到堆上,并发送autorelease
消息
这上面每一步其实都不简单,单独拆出来都能写一段。但因为 bang 大佬已经写过文章
介绍过了,我这里就不再赘述了。我只是站在巨人的肩膀上,增加了一些改进和对 Dart 的适配(如支持结构体、 x86
兼容等)。很惭愧,就做了一点微小的工作。
映射 Block 和 Dart Function
Block 对象创建好了,需要跟 Dart Function 映射起来,然后当 Block 被执行的时候才会调用到对应的 Dart 逻辑。
关于回调这块,我在 Dart 侧维护一个 Map
来管理 Native 到 Dart 的回调映射。基本思路是,Key 为 Native 对象的地址,Value 为 Dart 侧的 Block 类。
Dart 版的 Block
类构造方法里会将映射建立起来:
factory Block(Function function) { List<String> dartTypes = _dartTypeStringForFunction(function); List<String> nativeTypes = _nativeTypeStringForDart(dartTypes); Pointer<Utf8> typeStringPtr = Utf8.toUtf8(nativeTypes.join(', ')); NSObject blockWrapper = NSObject.fromPointer(blockCreate(typeStringPtr, _callbackPtr)); int blockAddr = blockWrapper.perform(SEL('blockAddress')); Block result = Block._internal(Pointer.fromAddress(blockAddr)); free(typeStringPtr); result.types = dartTypes; result._wrapper = blockWrapper; result.function = function; _blockForAddress[result.pointer.address] = result; return result; }
在 Block
类的 dealloc
方法里会移除映射,防止造成 Dart 版的『野指针』。
dealloc() { _wrapper = null; _blockForAddress.remove(pointer.address); super.dealloc(); }
Dart 调用 Objective-C 返回的 Block
结合对 Block 的理解以及实践过 Dart 调用 OC 方法的经验,很容易在 Dart 版的 Block
中实现个 invoke
方法:
dynamic invoke([List args]) { if (pointer == nullptr) { return null; } Pointer<Utf8> typesEncodingsPtr = _blockTypeEncodeString(pointer); Pointer<Int32> countPtr = allocate<Int32>(); Pointer<Pointer<Utf8>> typesPtrPtr = nativeTypesEncoding(typesEncodingsPtr, countPtr, 0); int count = countPtr.value; free(countPtr); // typesPtrPtr contains return type and block itself. if (count != (args?.length ?? 0) + 2) { throw 'Args Count NOT match'; } Pointer<Pointer<Void>> argsPtrPtr = nullptr.cast(); if (args != null) { argsPtrPtr = allocate<Pointer<Void>>(count: args.length); for (var i = 0; i < args.length; i++) { var arg = args[i]; if (arg == null) { arg = nil; } String encoding = Utf8.fromUtf8(typesPtrPtr.elementAt(i + 2).value); storeValueToPointer(arg, argsPtrPtr.elementAt(i), encoding); } } Pointer<Void> resultPtr = blockInvoke(pointer, argsPtrPtr); if (argsPtrPtr != nullptr.cast()) { free(argsPtrPtr); } String encoding = Utf8.fromUtf8(typesPtrPtr.elementAt(0).value); dynamic result = loadValueFromPointer(resultPtr, encoding); return result; } }
简单来说上面的实现做了如下几步:
blockInvoke blockInvoke
后续
关于 Block 这块其实还有很多技术细节没有叙述完整,包括 copy
方法的实现,回调映射的细节,类型自动转换的细节等。因为篇幅原因,感兴趣的可以直接看源码: https://github.com/dart-native/dart_native
其实我期望的是使用 Dart 的协程来完成处理异步回调,这样更现代更优雅。日后会基于此方案再次封装上层接口,支持协程。
dart_native 作为一条深入底层且考虑全面的 Dart 到 Native 超级通道,未来还要做的事情还有很多。
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