Flutter学习指南
交互、手势和动画
UI布局和控件
熟悉Dart语言
编写第一个应用
开发环境搭建
本篇文章我们先学习 Flutter IO 相关的基础知识，然后在 Flutter学习指南：交互、手势和动画 的基础上，继续开发一个 echo 客户端。由于日常开发中 HTTP 比 socket 更常见，我们的 echo 客户端将会使用 HTTP 协议跟服务端通信。Echo 服务器也会使用 Dart 来实现。
文件
为了执行文件操作，我们可以使用 Dart 的 io 包：
import 'dart:io';
复制代码创建文件
在 Dart 里，我们通过类 File 来执行文件操作：
void foo() async {
const filepath = "path to your file";
var file = File(filepath);
try {
bool exists = await file.exists();
if (!exists) {
await file.create();
}
} catch (e) {
print(e);
}
}
复制代码相对于 CPU，IO 总是很慢的，所以大部分文件操作都返回一个 Future，并在出错的时候抛出一个异常。如果你需要，也可以使用同步版本，这些方法都带一个后缀 Sync：
void foo() {
const filepath = "path to your file";
var file = File(filepath);
try {
bool exists = file.existsSync();
if (!exists) {
file.createSync();
}
} catch (e) {
print(e);
}
}
复制代码async 方法使得我们可以像写同步方法一样写异步代码，同步版本的 io 方法已经没有太多使用的必要了（Dart 1 不支持 async 函数，所以同步版本的方法的存在是有必要的）。
写文件
写 String 时我们可以使用 writeAsString 和 writeAsBytes 方法：
const filepath = "path to your file";
var file = File(filepath);
await file.writeAsString('Hello, Dart IO');
List<int> toBeWritten = [1, 2, 3];
await file.writeAsBytes(toBeWritten);
复制代码如果只是为了写文件，还可以使用 openWrite 打开一个 IOSink：
void foo() async {
const filepath = "path to your file";
var file = File(filepath);
IOSink sink;
try {
sink = file.openWrite();
// 默认的写文件操作会覆盖原有内容；如果要追究内容，用 append 模式
// sink = file.openWrite(mode: FileMode.append);
// write() 的参数是一个 Object，他会执行 obj.toString() 把转换后
// 的 String 写入文件
sink.write('Hello, Dart');
//调用 flush 后才会真的把数据写出去
await sink.flush();
} catch (e) {
print(e);
} finally {
sink?.close();
}
}
复制代码读文件
读写原始的 bytes 也是相当简单的：
var msg = await file.readAsString();
List<int> content = await file.readAsBytes();
复制代码和写文件类似，它还有一个 openRead 方法：
// Stream 是 async 包里的类
import 'dart:async';
// utf8、LineSplitter 属于 convert 包
import 'dart:convert';
import 'dart:io';
void foo() async {
const filepath = "path to your file";
var file = File(filepath);
try {
Stream<List<int>> stream = file.openRead();
var lines = stream
// 把内容用 utf-8 解码
.transform(utf8.decoder)
// 每次返回一行
.transform(LineSplitter());
await for (var line in lines) {
print(line);
}
} catch (e) {
print(e);
}
}
复制代码最后需要注意的是，我们读写 bytes 的时候，使用的对象是 List
JSON
JSON 相关的 API 放在了 convert 包里面：
import 'dart:convert';
复制代码把对象转换为 JSON
假设我们有这样一个对象：
class Point {
int x;
int y;
String description;
Point(this.x, this.y, this.description);
}
复制代码为了把他转换为 JSON，我们给他定义一个 toJson 方法（注意，不能改变他的方法签名）：
class Point {
// ...
// 注意，我们的方法只有一个语句，这个语句定义了一个 map。
// 使用这种语法的时候，Dart 会自动把这个 map 当做方法的返回值
Map<String, dynamic> toJson() => {
'x': x,
'y': y,
'desc': description
};
}
复制代码接下来我们调用 json.encode 方法把对象转换为 JSON：
void main() {
var point = Point(2, 12, 'Some point');
var pointJson = json.encode(point);
print('pointJson = $pointJson');
// List, Map 都是支持的
var points = [point, point];
var pointsJson = json.encode(points);
print('pointsJson = $pointsJson');
}
// 执行后打印出：
// pointJson = {"x":2,"y":12,"desc":"Some point"}
// pointsJson = [{"x":2,"y":12,"desc":"Some point"},{"x":2,"y":12,"desc":"Some point"}]
复制代码把 JSON 转换为对象
首先，我们给 Point 类再加多一个构造函数：
class Point {
// ...
Point.fromJson(Map<String, dynamic> map)
: x = map['x'], y = map['y'], description = map['desc'];
// 为了方便后面演示，也加入一个 toString
@override
String toString() {
return "Point{x=$x, y=$y, desc=$description}";
}
}
复制代码为了解析 JSON 字符串，我们可以用 json.decode 方法：
dynamic obj = json.decode(jsonString);
复制代码返回一个 dynamic 的原因在于，Dart 不知道传进去的 JSON 是什么。如果是一个 JSON 对象，返回值将是一个 Map；如果是 JSON 数组，则会返回 List
void main() {
var point = Point(2, 12, 'Some point');
var pointJson = json.encode(point);
print('pointJson = $pointJson');
var points = [point, point];
var pointsJson = json.encode(points);
print('pointsJson = $pointsJson');
print('');
var decoded = json.decode(pointJson);
print('decoded.runtimeType = ${decoded.runtimeType}');
var point2 = Point.fromJson(decoded);
print('point2 = $point2');
decoded = json.decode(pointsJson);
print('decoded.runtimeType = ${decoded.runtimeType}');
var points2 = [];
for (var map in decoded) {
points2.add(Point.fromJson(map));
}
print('points2 = $points2');
}
复制代码 运行结果如下：
pointJson = {"x":2,"y":12,"desc":"Some point"}
pointsJson = [{"x":2,"y":12,"desc":"Some point"},{"x":2,"y":12,"desc":"Some point"}]
decoded.runtimeType = _InternalLinkedHashMap
point2 = Point{x=2, y=12, desc=Some point}
decoded.runtimeType = List
points2 = [Point{x=2, y=12, desc=Some point}, Point{x=2, y=12, desc=Some point}]
复制代码需要说明的是，我们把 Map 转化为对象时使用时定义了一个构造函数，但这个是任意的，使用静态方法、Dart 工厂方法等都是可行的。之所以限定 toJson 方法的原型，是因为 json.encode 只支持 Map、List、String、int 等内置类型。当它遇到不认识的类型时，如果没有给它设置参数 toEncodable，就会调用对象的 toJson 方法（所以方法的原型不能改变）。
HTTP
为了向服务器发送 HTTP 请求，我们可以使用 io 包里面的 HttpClient。但它实在不是那么好用，于是就有人弄出了一个 http 包。为了使用 http 包，需要修改 pubspec.yaml：
# pubspec.yaml
dependencies:
http: ^0.11.3+17
复制代码http 包的使用非常直接，为了发出一个 GET，可以使用 http.get 方法；对应的，还有 post、put 等。
import 'package:http/http.dart' as http;
Future<String> getMessage() async {
try {
final response = await http.get('http://www.xxx.com/yyy/zzz');
if (response.statusCode == 200) {
return response.body;
}
} catch (e) {
print('getMessage: $e');
}
return null;
}
复制代码HTTP POST 的例子我们在下面实现 echo 客户端的时候再看。
使用 SQLite 数据库
包 sqflite 可以让我们使用 SQLite：
dependencies:
sqflite: any
复制代码sqflite 的 API 跟 Android 的那些非常像，下面我们直接用一个例子来演示：
import 'package:sqflite/sqflite.dart';
class Todo {
static const columnId = 'id';
static const columnTitle = 'title';
static const columnContent = 'content';
int id;
String title;
String content;
Todo(this.title, this.content, [this.id]);
Todo.fromMap(Map<String, dynamic> map)
: id = map[columnId], title = map[columnTitle], content = map[columnContent];
Map<String, dynamic> toMap() => {
columnTitle: title,
columnContent: content,
};
@override
String toString() {
return 'Todo{id=$id, title=$title, content=$content}';
}
}
void foo() async {
const table = 'Todo';
// getDatabasesPath() 的 sqflite 提供的函数
var path = await getDatabasesPath() + '/demo.db';
// 使用 openDatabase 打开数据库
var database = await openDatabase(
path,
version: 1,
onCreate: (db, version) async {
var sql ='''
CREATE TABLE $table ('
${Todo.columnId} INTEGER PRIMARY KEY,'
${Todo.columnTitle} TEXT,'
${Todo.columnContent} TEXT'
)
''';
// execute 方法可以执行任意的 SQL
await db.execute(sql);
}
);
// 为了让每次运行的结果都一样，先把数据清掉
await database.delete(table);
var todo1 = Todo('Flutter', 'Learn Flutter widgets.');
var todo2 = Todo('Flutter', 'Learn how to to IO in Flutter.');
// 插入数据
await database.insert(table, todo1.toMap());
await database.insert(table, todo2.toMap());
List<Map> list = await database.query(table);
// 重新赋值，这样 todo.id 才不会为 0
todo1 = Todo.fromMap(list[0]);
todo2 = Todo.fromMap(list[1]);
print('query: todo1 = $todo1');
print('query: todo2 = $todo2');
todo1.content += ' Come on!';
todo2.content += ' I\'m tired';
// 使用事务
await database.transaction((txn) async {
// 注意，这里面只能用 txn。直接使用 database 将导致死锁
await txn.update(table, todo1.toMap(),
// where 的参数里，我们可以使用 ? 作为占位符，对应的值按顺序放在 whereArgs
// 注意，whereArgs 的参数类型是 List，这里不能写成 todo1.id.toString()。
// 不然就变成了用 String 和 int 比较，这样一来就匹配不到待更新的那一行了
where: '${Todo.columnId} = ?', whereArgs: [todo1.id]);
await txn.update(table, todo2.toMap(),
where: '${Todo.columnId} = ?', whereArgs: [todo2.id]);
});
list = await database.query(table);
for (var map in list) {
var todo = Todo.fromMap(map);
print('updated: todo = $todo');
}
// 最后，别忘了关闭数据库
await database.close();
}
复制代码运行结果如下：
query: todo1 = Todo{id=1, title=Flutter, content=Learn Flutter widgets}
query: todo2 = Todo{id=2, title=Flutter, content=Learn how to to IO in Flutter}
updated: todo = Todo{id=1, title=Flutter, content=Learn Flutter widgets. Come on!}
updated: todo = Todo{id=2, title=Flutter, content=Learn how to to IO in Flutter. I'm tired}
复制代码有 Android 经验的读者会发现，使用 Dart 编写数据库相关代码的时候舒服很多。如果读者对数据库不太熟悉，可以参考《SQL必知必会》。本篇的主要知识点到这里的就讲完了，作为练习，下面我们就一起来实现 echo 客户端的后端。
echo 客户端
HTTP 服务端
在开始之前，你可以在 GitHub 上找到上篇文章的代码，我们将在它的基础上进行开发。
git clone https://github.com/Jekton/flutter_demo.git
cd flutter_demo
git checkout ux-basic
复制代码服务端架构
首先我们来看看服务端的架构（说是架构，但其实非常的简单，或者说很简陋）：
import 'dart:async';
import 'dart:io';
class HttpEchoServer {
final int port;
HttpServer httpServer;
// 在 Dart 里面，函数也是 first class object，所以我们可以直接把
// 函数放到 Map 里面
Map<String, void Function(HttpRequest)> routes;
HttpEchoServer(this.port) {
_initRoutes();
}
void _initRoutes() {
routes = {
// 我们只支持 path 为 '/history' 和 '/echo' 的请求。
// history 用于获取历史记录；
// echo 则提供 echo 服务。
'/history': _history,
'/echo': _echo,
};
}
// 返回一个 Future，这样客户端就能够在 start 完成后做一些事
Future start() async {
// 1. 创建一个 HttpServer
httpServer = await HttpServer.bind(InternetAddress.loopbackIPv4, port);
// 2. 开始监听客户请求
return httpServer.listen((request) {
final path = request.uri.path;
final handler = routes[path];
if (handler != null) {
handler(request);
} else {
// 给客户返回一个 404
request.response.statusCode = HttpStatus.notFound;
request.response.close();
}
});
}
void _history(HttpRequest request) {
// ...
}
void _echo(HttpRequest request) async {
// ...
}
void close() async {
var server = httpServer;
httpServer = null;
await server?.close();
}
}
复制代码在服务端框架里，我们把支持的所有路径都加到 routes 里面，当收到客户请求的时候，只需要直接从 routes 里取出对应的处理函数，把请求分发给他就可以了。如果读者对服务端编程没有太大兴趣或不太了解，这部分可以不用太关注。
将对象序列化为 JSON
为了把 Message 对象序列化为 JSON，这里我们对 Message 做一些小修改：
class Message {
final String msg;
final int timestamp;
Message(this.msg, this.timestamp);
Message.create(String msg)
: msg = msg, timestamp = DateTime.now().millisecondsSinceEpoch;
Map<String, dynamic> toJson() => {
"msg": "$msg",
"timestamp": timestamp
};
@override
String toString() {
return 'Message{msg: $msg, timestamp: $timestamp}';
}
}
复制代码这里我们加入一个 toJson 方法。下面是服务端的 _echo 方法：
class HttpEchoServer {
static const GET = 'GET';
static const POST = 'POST';
const List messages = [];
// ...
_unsupportedMethod(HttpRequest request) {
request.response.statusCode = HttpStatus.methodNotAllowed;
request.response.close();
}
void _echo(HttpRequest request) async {
if (request.method != POST) {
_unsupportedMethod(request);
return;
}
// 获取从客户端 POST 请求的 body，更多的知识，参考
// https://www.dartlang.org/tutorials/dart-vm/httpserver
String body = await request.transform(utf8.decoder).join();
if (body != null) {
var message = Message.create(body);
messages.add(message);
request.response.statusCode = HttpStatus.ok;
// json 是 convert 包里的对象，encode 方法还有第二个参数 toEncodable。当遇到对象不是
// Dart 的内置对象时，如果提供这个参数，就会调用它对对象进行序列化；这里我们没有提供，
// 所以 encode 方法会调用对象的 toJson 方法，这个方法在前面我们已经定义了
var data = json.encode(message);
// 把响应写回给客户端
request.response.write(data);
} else {
request.response.statusCode = HttpStatus.badRequest;
}
request.response.close();
}
}
复制代码 HTTP 客户端
我们的 echo 服务器使用了 dart:io 包里面 HttpServer 来开发。对应的，我们也可以使用这个包里的 HttpRequest 来执行 HTTP 请求，但这里我们并不打算这么做。第三方库 http 提供了更简单易用的接口。
首先把依赖添加到 pubspec 里：
# pubspec.yaml
dependencies:
# ...
http: ^0.11.3+17
复制代码客户端实现如下：
import 'package:http/http.dart' as http;
class HttpEchoClient {
final int port;
final String host;
HttpEchoClient(this.port): host = 'http://localhost:$port';
Future send(String msg) async {
// http.post 用来执行一个 HTTP POST 请求。
// 它的 body 参数是一个 dynamic，可以支持不同类型的 body，这里我们
// 只是直接把客户输入的消息发给服务端就可以了。由于 msg 是一个 String，
// post 方法会自动设置 HTTP 的 Content-Type 为 text/plain
final response = await http.post(host + '/echo', body: msg);
if (response.statusCode == 200) {
Map<String, dynamic> msgJson = json.decode(response.body);
// Dart 并不知道我们的 Message 长什么样，我们需要自己通过
// Map 来构造对象
var message = Message.fromJson(msgJson);
return message;
} else {
return null;
}
}
}
class Message {
final String msg;
final int timestamp;
Message.fromJson(Map<String, dynamic> json)
: msg = json['msg'], timestamp = json['timestamp'];
// ...
}
复制代码 现在，让我们把他们和上一节的 UI 结合到一起。首先启动服务器，然后创建客户端：
HttpEchoServer _server;
HttpEchoClient _client;
class _MessageListState extends State<MessageList> {
final List messages = [];
@override
void initState() {
super.initState();
const port = 6060;
_server = HttpEchoServer(port);
// initState 不是一个 async 函数，这里我们不能直接 await _server.start(),
// future.then(...) 跟 await 是等价的
_server.start().then((_) {
// 等服务器启动后才创建客户端
_client = HttpEchoClient(port);
});
}
// ...
}
复制代码 class MessageListScreen extends StatelessWidget {
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
// ...
floatingActionButton: FloatingActionButton(
onPressed: () async {
final result = await Navigator.push(
context,
MaterialPageRoute(builder: (_) => AddMessageScreen())
);
// 以下是修改了的地方
if (_client == null) return;
// 现在，我们不是直接构造一个 Message，而是通过 _client 把消息
// 发送给服务器
var msg = await _client.send(result);
if (msg != null) {
messageListKey.currentState.addMessage(msg);
} else {
debugPrint('fail to send $result');
}
},
// ...
)
);
}
}
复制代码大功告成，在做了这么多工作以后，我们的应用现在是真正的 echo 客户端了，虽然看起来跟之前没什么两样。接下来，我们就做一些跟之前不一样的——把历史记录保存下来。
历史记录存储、恢复
获取应用的存储路径
为了获得应用的文件存储路径，我们引入多一个库：
# pubspec.yaml
dependencies:
# ...
path_provider: ^0.4.1
复制代码通过它我们可以拿到应用的 file、cache 和 external storage 的路径：
import 'package:path_provider/path_provider.dart' as path_provider;
class HttpEchoServer {
String historyFilepath;
Future start() async {
historyFilepath = await _historyPath();
// ...
}
Future<String> _historyPath() async {
// 获取应用私有的文件目录
final directory = await path_provider.getApplicationDocumentsDirectory();
return directory.path + '/messages.json';
}
}
复制代码保存历史记录
class HttpEchoServer {
void _echo(HttpRequest request) async {
// ...
// 原谅我，为了简单，我们就多存几次吧
_storeMessages();
}
Future<bool> _storeMessages() async {
try {
// json.encode 支持 List、Map
final data = json.encode(messages);
// File 是 dart:io 里的类
final file = File(historyFilepath);
final exists = await file.exists();
if (!exists) {
await file.create();
}
file.writeAsString(data);
return true;
// 虽然文件操作方法都是异步的，我们仍然可以通过这种方式 catch 到
// 他们抛出的异常
} catch (e) {
print('_storeMessages: $e');
return false;
}
}
}
复制代码加载历史记录
class HttpEchoServer {
// ...
Future start() async {
historyFilepath = await _historyPath();
// 在启动服务器前先加载历史记录
await _loadMessages();
httpServer = await HttpServer.bind(InternetAddress.loopbackIPv4, port);
// ...
}
Future _loadMessages() async {
try {
var file = File(historyFilepath);
var exists = await file.exists();
if (!exists) return;
var content = await file.readAsString();
var list = json.decode(content);
for (var msg in list) {
var message = Message.fromJson(msg);
messages.add(message);
}
} catch (e) {
print('_loadMessages: $e');
}
}
}
复制代码现在，我们来实现 _history 函数：
class HttpEchoServer {
// ...
void _history(HttpRequest request) {
if (request.method != GET) {
_unsupportedMethod(request);
return;
}
String historyData = json.encode(messages);
request.response.write(historyData);
request.response.close();
}
}
复制代码_history 的实现很直接，我们只是把 messages 全都返回给客户端。
接下来是客户端部分：
class HttpEchoClient {
// ...
Future<List> getHistory() async {
try {
// http 包的 get 方法用来执行 HTTP GET 请求
final response = await http.get(host + '/history');
if (response.statusCode == 200) {
return _decodeHistory(response.body);
}
} catch (e) {
print('getHistory: $e');
}
return null;
}
List _decodeHistory(String response) {
// JSON 数组 decode 出来是一个 >[]
var messages = json.decode(response);
var list = [];
for (var msgJson in messages) {
list.add(Message.fromJson(msgJson));
}
return list;
}
}
class _MessageListState extends State<MessageList> {
final List messages = [];
@override
void initState() {
super.initState();
const port = 6060;
_server = HttpEchoServer(port);
_server.start().then((_) {
// 我们等服务器启动后才创建客户端
_client = HttpEchoClient(port);
// 创建客户端后马上拉取历史记录
_client.getHistory().then((list) {
setState(() {
messages.addAll(list);
});
});
});
}
// ...
}
复制代码 生命周期
最后需要做的是，在 APP 退出后关闭服务器。这就要求我们能够收到应用生命周期变化的通知。为了达到这个目的，Flutter 为我们提供了 WidgetsBinding 类（虽然没有 Android 的 Lifecycle 那么好用就是啦）。
// 为了使用 WidgetsBinding，我们继承 WidgetsBindingObserver 然后覆盖相应的方法
class _MessageListState extends State<MessageList> with WidgetsBindingObserver {
// ...
@override
void initState() {
// ...
_server.start().then((_) {
// ...
// 注册生命周期回调
WidgetsBinding.instance.addObserver(this);
});
}
@override
void didChangeAppLifecycleState(AppLifecycleState state) {
if (state == AppLifecycleState.paused) {
var server = _server;
_server = null;
server?.close();
}
}
}
复制代码现在，我们的应用是这个样子的：
所有的代码可以在 GitHub 上找到：
git clone https://github.com/Jekton/flutter_demo.git
cd flutter_demo
git checkout io-basic
复制代码使用 SQLite 数据库
前面的实现中我们把 echo 服务器的数据存放在了文件里。这一节我们改一改，把数据存到 SQLite 中。
别忘了添加依赖：
dependencies:
sqflite: any
复制代码初始化数据库
import 'package:sqflite/sqflite.dart';
class HttpEchoServer {
// ...
static const tableName = 'History';
// 这部分常量最好是放到 Message 的定义里。为了方便阅读，就暂且放这里吧
static const columnId = 'id';
static const columnMsg = 'msg';
static const columnTimestamp = 'timestamp';
Database database;
Future start() async {
await _initDatabase();
// ...
}
Future _initDatabase() async {
var path = await getDatabasesPath() + '/history.db';
database = await openDatabase(
path,
version: 1,
onCreate: (db, version) async {
var sql = '''
CREATE TABLE $tableName (
$columnId INTEGER PRIMARY KEY,
$columnMsg TEXT,
$columnTimestamp INTEGER
)
''';
await db.execute(sql);
}
);
}
}
复制代码加载历史记录
加载历史记录的相关代码在 _loadMessages 方法中，这里我们修改原有的实现，让它从数据库加载数据：
class HttpEchoServer {
// ...
Future _loadMessages() async {
var list = await database.query(
tableName,
columns: [columnMsg, columnTimestamp],
orderBy: columnId,
);
for (var item in list) {
// fromJson 也适用于使用数据库的场景
var message = Message.fromJson(item);
messages.add(message);
}
}
}
复制代码实际上改为使用数据库来存储后，我们并不需要把所有的消息都存放在内存中（也就是这里的 _loadMessage 是不必要的）。客户请求历史记录时，我们再按需从数据库读取数据即可。为了避免修改到程序的逻辑，这里还是继续保持一份数据在内存中。有兴趣的读者可以对程序作出相应的修改。
保存记录
记录的保存很简单，一行代码就可以搞定了：
void _echo(HttpRequest request) async {
// ...
_storeMessage(message);
}
void _storeMessage(Message msg) {
database.insert(tableName, msg.toJson());
}
复制代码使用 JSON 的版本，我们每次都需要把所有的数据都保存一遍。对数据库来说，只要把收到的这一条信息存进去即可。读者也应该能够感受到，就我们的需求来说，使用 SQLite 的版本实现起来更简单，也更高效。
关闭数据库
close 方法也要做相应的修改：
void close() async {
// ...
var db = database;
database = null;
db?.close();
}
复制代码这部分代码可以查看 tag echo-db：
git clone https://github.com/Jekton/flutter_demo.git
cd flutter_demo
git checkout echo-db
复制代码
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