吃得饱系列-用 Rust 给 Flutter 反序列化减负
目前该方案已在我司所有 Flutter 项目中应用。 GitHub 地址
通常 Flutter 项目涉及网络请求，就会用到 JSON 转对象，看网上的方案要么 Editor/IDE 工具生成，要么是用网页生成……总之就是要做一件很钢笔又重复的事，本着看闹热不嫌事大的心态，我决定用 Rust 来处理这桩事。
引入 frb
主要作用是让 Dart 调用 Rust 来完成反序列化工作，在此之前先把这个插件用上flutter_rust_bridge。这个插件可以让 Flutter 无缝调用 Rust（基础原理是通过 CLI 生成 Dart 跟相应的 FFI 绑定），好处是可以把一些 Rust 实现得库包装一层给 Flutter 调用，而且操作非常简单，省去了自己配置/编译/构建的一系列工程问题，开箱即用。 首先是安装该插件的 CLI，根据 文档 的说法直接（写这篇东西的时候还是 ^2.0.0-dev.32，虽然目前还处于 dev 版，但是已经相当可用了）
cargo install 'flutter_rust_bridge_codegen@^2.0.0-dev.0'
安装结束后，如果已经有现成的 Flutter 项目，则可以直接通过
flutter_rust_bridge_codegen integrate
完成整合，或者直接通过
flutter_rust_bridge_codegen create your_app_name
来创建整合好该插件的项目。
用 Rust 反序列化生成 Dart 对象
基础配置
假设现在来创建一个简单的项目
flutter_rust_bridge_codegen create deserialize_demo
等待命令执行结束后，来看一下目录结构长啥样
tree -L 1
.
├── README.md
├── analysis_options.yaml
├── android
├── deserialize_demo.iml
├── flutter_rust_bridge.yaml
├── integration_test
├── ios
├── lib
├── linux
├── macos
├── pubspec.lock
├── pubspec.yaml
├── rust
├── rust_builder
├── test
├── test_driver
├── web
└── windows
13 directories, 6 files
我们来重点关注 lib 跟 rust 文件夹，
cd lib && tree -L 3
.
├── main.dart
└── src
└── rust
├── api
├── frb_generated.dart
├── frb_generated.io.dart
└── frb_generated.web.dart
4 directories, 4 files
-------------------------------------------------------
cd rust && tree -L 3
.
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
└── src
├── api
│ ├── mod.rs
│ └── simple.rs
├── frb_generated.io.rs
├── frb_generated.rs
├── frb_generated.web.rs
└── lib.rs
3 directories, 8 files
可以看出创建项目后，会生成一个基础的 Rust 项目，同时也把 Rust 生成了对应的 Dart 跟 FFI 绑定的代码。 既然 Rust 这边是一个正常的项目，那意味着我们可以直接写一个反序列化的函数导出给 Dart 这边调用，先把 Rust 的 serde 库引入进来
[package]
name = "rust_lib_deserialize_demo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
[lib]
crate-type = ["cdylib", "staticlib"]
[dependencies]
flutter_rust_bridge = "=2.0.0-dev.32"
serde = { version = "1.0.198", features = ["derive"] }
serde_json = "1.0.116"
然后把 simple.rs 的代码调整一下，记得保留一下原先的 init_app 函数，因为目前没有啥需要自定义的一些初始行为，我的建议是新建个文件（譬如 init.rs）
文件结构变成
.
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
└── src
├── api
│ ├── init.rs
│ ├── mod.rs
│ └── simple.rs
├── frb_generated.io.rs
├── frb_generated.rs
├── frb_generated.web.rs
└── lib.rs
再把内容给誊上去
// init.rs
#[flutter_rust_bridge::frb(init)]
pub fn init_app() {
// Default utilities - feel free to customize
flutter_rust_bridge::setup_default_user_utils();
}
处理后端响应的数据
现在我们假设后端响应给我们的是如下这段 JSON，如果没有错误时 err 为 null，没有数据时 data 为 null
{
"err": null,
"data": null
}
然后就可以用 Rust 定义响应结构
#[derive(Debug)]
pub struct Void {}
#[derive(Debug)]
pub struct Response {
pub err: Option<Void>,
pub data: Option<Void>,
}
我们还得实现一下通过字符串转换的函数，但是与此同时，我们还得处理意外情况，譬如后端接口已经有变化了，返回的数据跟你的结构已经不匹配，这就涉及到 Rust 的错误处理，我们先把正常情况的函数写出来，注意 derive 的变化，以及我们直接通过 unwrap 解包裹
#[derive(Debug, Deserialize)]
pub struct Void {}
#[derive(Debug, Deserialize)]
pub struct Response {
pub err: Option<Void>,
pub data: Option<Void>,
}
impl Response {
pub fn from(json: String) -> Response {
serde_json::from_str::<Response>(&json).unwrap()
}
}
先来定义一个专门表达错误的枚举类型，为啥要这么麻烦，主要是考虑用 Rust 可能不止做反序列化这一件事，可能未来项目中会用于处理一些其他方面的事（譬如对接算法工程师的算法，或者进行一些 I/O 无关但吃 CPU 的操作），个么统一称呼这一类错误叫 FFIError，具体哪一类就是对应的枚举值
#[derive(Debug)]
pub enum FFIError {
JsonError(serde_json::Error),
}
现在光定义枚举还不行，还要给枚举实现三个 trait，std::fmt::Display 是用来输出错误，From<serde_json::Error> 是用来传递 serde_json 转换的错误，至于 SseEncode 是给 frb 这个库使用的，因为它不认识 FFIError 这个类型
impl std::fmt::Display for FFIError {
fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
match *self {
FFIError::JsonError(ref cause) => write!(f, "{}", cause),
}
}
}
impl From<serde_json::Error> for FFIError {
fn from(value: serde_json::Error) -> Self {
FFIError::JsonError(value)
}
}
impl SseEncode for FFIError {
fn sse_encode(self, serializer: &mut flutter_rust_bridge::for_generated::SseSerializer) {
<String>::sse_encode(format!("{:?}", self), serializer);
}
}
现在重新回到反序列化的函数，把它改成
pub type Result<T> = std::result::Result<T, FFIError>;
impl Response {
pub fn from(json: String) -> Result<Response> {
Ok(serde_json::from_str::<Response>(&json)?)
}
}
我们做了两桩事，一桩是类型别名了一个 Result，另一桩是干掉了 unwrap。 现在我们来处理另一桩事，之前提到过我们
当前项目中，一段 JSON 如果没有错误时 err 为 null，没有数据时 data 为 null
个么就是讲，err 不为空的情况也得处理，假设这是后端定义的错误时的 JSON 表示
{
"err": {
"code": 403,
"msg": "权限不足"
},
"data": null
}
于是我们写一个结构体，同时把之前 code 的类型改一下
#[derive(Debug, Deserialize)]
pub struct RespErr {
pub code: i32,
pub msg: String,
}
#[derive(Debug, Deserialize)]
pub struct Response {
pub err: Option<RespErr>,
pub data: Option<Void>,
}
当然这只是个例子，还有对应的 data 数据也要处理，只是把 Void 结构体改成相应的嵌套结构即可，而如果不存在 data 的情况，Void 就拿来占位。记得写完之后执行下生成指令
flutter_rust_bridge_codegen generate
执行完之后，重点关注 Flutter 的 lib 文件夹，它现在变成了，能看到多出了 init.dart 跟 simple.dart， 也就是分别对应 init.rs 跟 simple.rs
├── lib
│ ├── main.dart
│ └── src
│ └── rust
│ ├── api
│ │ ├── init.dart
│ │ └── simple.dart
│ ├── frb_generated.dart
│ ├── frb_generated.io.dart
│ └── frb_generated.web.dart
现在是完整的 simple.rs 的代码
use serde::Deserialize;
use std::result;
use crate::frb_generated::SseEncode;
#[derive(Debug, Deserialize)]
pub struct RespErr {
pub code: i32,
pub msg: String,
}
#[derive(Debug, Deserialize)]
pub struct Void {}
pub type Result<T> = result::Result<T, FFIError>;
#[derive(Debug)]
pub enum FFIError {
JsonError(serde_json::Error),
}
impl std::fmt::Display for FFIError {
fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
match *self {
FFIError::JsonError(ref cause) => write!(f, "{}", cause),
}
}
}
impl From<serde_json::Error> for FFIError {
fn from(value: serde_json::Error) -> Self {
FFIError::JsonError(value)
}
}
#[derive(Debug, Deserialize)]
pub struct Response {
pub err: Option<RespErr>,
pub data: Option<Void>,
}
impl Response {
pub fn from(json: String) -> Result<Response> {
Ok(serde_json::from_str::<Response>(&json)?)
}
}
impl SseEncode for FFIError {
fn sse_encode(self, serializer: &mut flutter_rust_bridge::for_generated::SseSerializer) {
<String>::sse_encode(format!("{:?}", self), serializer);
}
}
结合 Dio 使用
上面只是讲这玩意怎么写，肯定有人会有疑问，为啥要这么麻烦，其实只是初期工作会比较多，后面这些套路模板只要写一遍，唯一会变的就是每个响应有错误或者有数据的情况要随机应变一下，譬如像 Response 跟 Void 这种就是要根据实际业务改变的结构体。 现在来结合 Dio 使用，首先肯定是给项目添加 Dio
flutter pub add dio
然后写个简单的 NodeJS 程序模拟下返回 JSON 的接口，本来想写 PHP 的，因为用 PHP 写得代码比 NodeJS 更少，后来发觉我现在这个设备没装 PHP 环境
const http = require('http');
const hostname = '127.0.0.1';
const port = 3000;
const server = http.createServer((req, res) => {
const jsonData = {
err: null,
data: null
};
// const jsonData = {
// err: {
// code: 403,
// msg: "权限不足"
// },
// data: null
// };
res.statusCode = 200;
res.setHeader('Content-Type', 'application/json');
res.end(JSON.stringify(jsonData));
});
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`);
});
写完直接用 NodeJS 跑起来，然后改改 Flutter 的 main.dart，因为是示例项目，直接在 main.dart 改就行了
import 'package:dio/dio.dart';
import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:deserialize_demo/src/rust/api/simple.dart' as simple;
import 'package:deserialize_demo/src/rust/frb_generated.dart';
Future<void> main() async {
await RustLib.init();
runApp(const MyApp());
}
class MyApp extends StatefulWidget {
const MyApp({super.key});
@override
State<StatefulWidget> createState() => _MyAppState();
}
class _MyAppState extends State<MyApp> {
final _text = ValueNotifier("");
String get text => _text.value;
set text(String newValue) {
if (newValue == text) {
return;
}
_text.value = newValue;
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return MaterialApp(
home: Scaffold(
floatingActionButton: FloatingActionButton(
onPressed: () async {
final options = Options(responseType: ResponseType.plain);
final res =
await Dio().post("http://127.0.0.1:3000", options: options);
final result = await simple.Response.from(json: res.data);
if (result.err == null) {
text = "None";
} else {
text = result.err!.msg;
}
},
child: const Icon(Icons.send),
),
appBar: AppBar(title: const Text('JSON Deserialize')),
body: Center(
child: ValueListenableBuilder(
valueListenable: _text,
builder: (context, v, _) => Text(v),
),
),
),
);
}
}
可以分别测试一下 err 为空的情况跟 err 不为空的情况，总之就是现在我们已经实现了自动反序列化的操作了。
from 方法简化
我们还发觉，实现从字符串反序列化的函数也是模板，这怎么能忍，直接派生宏走起
cargo init duplicated-derive
改改 Cargo.toml
[package]
name = "duplicated-derive"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
[lib]
proc-macro = true
[dependencies]
quote = "1.0"
proc-macro2 = "1.0"
syn = { version = "2", features = ["full"] }
实现下宏
use proc_macro::TokenStream;
use syn::{parse_macro_input, DeriveInput};
#[proc_macro_derive(Duplicated)]
pub fn derive_duplicated(i: TokenStream) -> TokenStream {
fn generate(syntax_tree: DeriveInput) -> syn::Result<proc_macro2::TokenStream> {
let struct_name = syntax_tree.ident;
Ok(quote::quote! {
impl #struct_name {
pub fn from(json: String) -> Result<#struct_name> {
Ok(serde_json::from_str::<#struct_name>(&json)?)
}
}
})
}
let syntax_tree = parse_macro_input!(i as DeriveInput);
match generate(syntax_tree) {
Ok(st) => st.into(),
Err(e) => e.to_compile_error().into(),
}
}
然后把 simple.rs 某段代码改掉，后续有同类（入口）结构体，都可以用这个派生宏
#[derive(Debug, Deserialize, duplicated_derive::Duplicated)]
pub struct Response {
pub err: Option<RespErr>,
pub data: Option<Void>,
}