Flutter 的热修复（Hot Fix）方案：基于 CodePush 的差分包更新策略（非官方）

Flutter 热修复：基于 CodePush 的差分包更新策略（非官方）

各位朋友，大家好！今天我们来探讨一个在 Flutter 开发中非常实用的主题：热修复。更具体地说，我们将深入研究一种基于 CodePush 的非官方差分包更新策略。

热修复，顾名思义，是指在应用程序发布后，无需用户重新下载完整安装包，就能修复 bug 或更新功能的机制。在快速迭代的移动应用开发中，热修复显得尤为重要，它可以显著提升用户体验，避免因紧急 bug 导致的用户流失。

为什么选择差分包更新？

在探讨具体实现之前，我们先来明确为什么要采用差分包更新策略。常见的热修复方案通常有以下几种：

1. 全量更新： 每次更新都下载完整的 Dart 代码包。
2. 动态下发： 将 Dart 代码以某种形式（例如 JSON）下发，并在运行时动态执行。
3. 差分包更新： 只下载与上一个版本不同的部分代码。

全量更新虽然简单，但每次更新都需要下载整个代码包，流量消耗大，更新时间长，用户体验较差。动态下发方案虽然灵活，但存在安全风险，且实现较为复杂，容易引入新的 bug。

相比之下，差分包更新策略具有以下优点：

• 节省流量： 只下载差异部分，显著减少流量消耗。
• 更新速度快： 下载量小，更新速度更快，用户体验更好。
• 相对安全： 只更新 Dart 代码，避免直接执行外部代码的风险。

因此，差分包更新策略成为了许多热修复方案的首选。

CodePush 简介

CodePush 是微软提供的一项云服务，用于热更新 React Native 和 Cordova 应用。虽然 CodePush 官方并不直接支持 Flutter，但我们可以借鉴其核心思想，并结合 Flutter 的特性，实现一个类似 CodePush 的热修复方案。

CodePush 的核心思想是：

1. 将应用程序的代码包上传到 CodePush 服务器。
2. 当应用程序启动时，向 CodePush 服务器查询是否有新版本。
3. 如果有新版本，则下载新版本代码包，并将其应用到应用程序中。

基于 CodePush 思想的 Flutter 热修复方案

我们的目标是创建一个类似于 CodePush 的 Flutter 热修复方案，该方案的核心步骤如下：

1. 版本控制： 为每个 Flutter 代码包分配一个版本号。
2. 代码包构建： 构建 Flutter 代码包，并将其上传到服务器。
3. 差分包生成： 在服务器端，比较新旧代码包，生成差分包。
4. 版本信息存储： 在服务器端，存储每个版本的代码包和差分包信息。
5. 客户端更新： 在客户端，检查是否有新版本，如果有，则下载差分包并应用。

下面我们将详细介绍每个步骤的实现。

1. 版本控制

版本控制是热修复的基础。我们需要为每个 Flutter 代码包分配一个版本号，以便客户端能够判断是否有新版本可用。

版本号的格式可以自定义，例如 1.0.0 或 1.0.0+1。在 Flutter 项目中，我们可以在 pubspec.yaml 文件中定义版本号：

name: my_app
description: A new Flutter project.

version: 1.0.0+1

environment:
  sdk: ">=2.17.0 <3.0.0"

在 Dart 代码中，我们可以通过 package_info_plus 插件获取版本号：

import 'package:package_info_plus/package_info_plus.dart';

Future<String> getVersion() async {
  PackageInfo packageInfo = await PackageInfo.fromPlatform();
  return packageInfo.version;
}

2. 代码包构建

构建 Flutter 代码包是热修复的关键步骤。我们需要将 Dart 代码编译成可执行的二进制文件，并将其打包成一个文件。

Flutter 提供了两种构建模式：

• Debug 模式： 用于开发和调试，性能较差。
• Release 模式： 用于发布，性能优化较好。

我们需要使用 Release 模式构建代码包：

flutter build apk --split-per-abi

或者

flutter build ios --release

这将生成一个或多个 APK 或 IPA 文件，具体取决于您的构建配置。

我们需要将这些文件上传到服务器。为了方便管理，我们可以将这些文件打包成一个 zip 文件，并将其命名为 code.zip。

3. 差分包生成

差分包生成是热修复的核心技术。我们需要比较新旧代码包，找出差异部分，并将其打包成一个差分包。

常用的差分算法有：

• bsdiff： 一种高效的二进制差分算法，适用于大型文件。
• xdelta： 另一种常用的二进制差分算法。

我们可以使用这些算法生成差分包。例如，使用 bsdiff 生成差分包的命令如下：

bsdiff old.zip new.zip patch.zip

其中，old.zip 是旧版本代码包，new.zip 是新版本代码包，patch.zip 是生成的差分包。

为了方便自动化，我们可以编写一个脚本来完成差分包生成。

import bsdiff4
import zipfile
import os

def create_patch(old_file, new_file, patch_file):
    """
    生成差分包
    """
    with open(old_file, 'rb') as old_data:
        with open(new_file, 'rb') as new_data:
            patch = bsdiff4.diff(old_data.read(), new_data.read())
            with open(patch_file, 'wb') as patch_data:
                patch_data.write(patch)

def main():
    old_version = "1.0.0+1"
    new_version = "1.0.0+2"

    old_zip = f"build/app/outputs/flutter-apk/app-release-{old_version}.apk" # 假设旧版本是APK
    new_zip = f"build/app/outputs/flutter-apk/app-release-{new_version}.apk" # 假设新版本是APK
    patch_zip = f"patch-{old_version}-{new_version}.patch"

    if not os.path.exists(old_zip):
        print(f"旧版本文件不存在: {old_zip}")
        return

    if not os.path.exists(new_zip):
        print(f"新版本文件不存在: {new_zip}")
        return

    create_patch(old_zip, new_zip, patch_zip)
    print(f"差分包已生成: {patch_zip}")

if __name__ == "__main__":
    main()

这个 Python 脚本使用 bsdiff4 库生成差分包。您需要安装 bsdiff4 库：

pip install bsdiff4

重要提示： 由于 Flutter 打包生成的是 APK 或 IPA 文件，而这些文件本身就是压缩文件，直接对 APK 或 IPA 文件进行差分，效果可能并不理想。更优化的做法是，解压 APK 或 IPA 文件，对解压后的 lib/arm64-v8a/app.so (Android) 或 Frameworks 目录下的可执行文件（iOS）进行差分，然后再将差分结果打包。这需要更复杂的脚本和逻辑，这里为了演示简单，直接对 APK 文件进行差分。

4. 版本信息存储

我们需要在服务器端存储每个版本的代码包和差分包信息。可以使用数据库或文件系统来存储这些信息。

例如，可以使用如下的 JSON 格式存储版本信息：

{
  "versions": [
    {
      "version": "1.0.0+1",
      "code_url": "https://example.com/code-1.0.0+1.zip",
      "patch_url": null
    },
    {
      "version": "1.0.0+2",
      "code_url": "https://example.com/code-1.0.0+2.zip",
      "patch_url": "https://example.com/patch-1.0.0+1-1.0.0+2.patch"
    }
  ]
}

其中，version 是版本号，code_url 是代码包的 URL，patch_url 是差分包的 URL。如果 patch_url 为 null，则表示需要下载完整的代码包。

服务器端需要提供一个 API，供客户端查询版本信息。

5. 客户端更新

客户端更新是热修复的最后一步。客户端需要定期检查是否有新版本可用，如果有，则下载差分包并应用。

客户端更新的步骤如下：

1. 获取当前版本号： 使用 package_info_plus 插件获取当前应用程序的版本号。
2. 查询版本信息： 向服务器端 API 发送请求，查询版本信息。
3. 判断是否有新版本： 比较当前版本号和服务器端最新版本号，判断是否有新版本可用。
4. 下载差分包： 如果有新版本，则下载差分包。
5. 应用差分包： 使用 bsdiff4 库应用差分包，生成新的代码包。
6. 重启应用程序： 重启应用程序，加载新的代码包。

以下是 Flutter 客户端更新的代码示例：

import 'package:dio/dio.dart';
import 'package:package_info_plus/package_info_plus.dart';
import 'dart:io';
import 'package:path_provider/path_provider.dart';
import 'package:bsdiff4/bsdiff4.dart';

Future<void> updateApp() async {
  final packageInfo = await PackageInfo.fromPlatform();
  final currentVersion = packageInfo.version;
  final appDir = await getApplicationDocumentsDirectory();
  final appDirPath = appDir.path;
  final oldApkPath = "$appDirPath/old.apk"; // 假设旧版本APK存储在这里
  final newApkPath = "$appDirPath/new.apk";
  final patchPath = "$appDirPath/patch.patch";

  // 1. 查询版本信息
  final dio = Dio();
  final response = await dio.get('https://example.com/versions.json');
  final versions = response.data['versions'] as List;
  final latestVersionInfo = versions.last;
  final latestVersion = latestVersionInfo['version'];
  final patchUrl = latestVersionInfo['patch_url'];

  if (latestVersion != currentVersion) {
    print('发现新版本: $latestVersion');

    // 2. 下载差分包
    await dio.download(patchUrl, patchPath);

    // 3. 应用差分包
    print('开始应用差分包');
    try {
      final oldFile = File(oldApkPath);
      final newFile = File(newApkPath);
      final patchFile = File(patchPath);

      if (!oldFile.existsSync()) {
        print('旧版本文件不存在: $oldApkPath, 无法进行差分更新，需要下载完整APK');
        return; // 或者直接下载完整APK
      }

      final oldData = oldFile.readAsBytesSync();
      final patchData = patchFile.readAsBytesSync();

      final newData = bsdiff4.patch(oldData, patchData); // 使用 bsdiff4 应用patch

      newFile.writeAsBytesSync(newData);
      print('差分包应用成功，新文件已生成: $newApkPath');

      // 4. 安装新版本 (不同平台安装方式不同，这里只是占位)
      // 例如：
      // Android: 使用 PackageInstaller Intent
      // iOS:  可能需要企业证书或者TestFlight

      print('开始安装新版本...');
      // installNewVersion(newApkPath); // 替换为实际的安装逻辑
      print('新版本安装完成，请重启应用');

    } catch (e) {
      print('应用差分包失败: $e');
    }
  } else {
    print('当前已是最新版本');
  }
}

重要提示：

• oldApkPath 的获取： 这是一个关键问题。在首次安装时，我们需要将当前的 APK 文件保存到应用内部存储中。一种方法是在应用启动时，将 Asset 中的 APK 文件复制到 getApplicationDocumentsDirectory 目录。
• Android 安装： 在 Android 上，应用差分包后，需要使用 PackageInstaller Intent 安装新的 APK 文件。这需要申请 REQUEST_INSTALL_PACKAGES 权限。
• iOS 安装： 在 iOS 上，热修复的限制更加严格。通常需要企业证书或者 TestFlight 才能安装新的 IPA 文件。
• 安全性： 在生产环境中，需要对差分包进行签名验证，以防止恶意攻击。
• 异常处理： 在客户端更新过程中，可能会出现各种异常，例如网络错误、文件读写错误等。需要进行完善的异常处理。
• 重启： 应用差分包后，需要重启应用程序才能加载新的代码。重启方式需要根据具体情况进行选择。强制重启可能会影响用户体验，可以考虑在后台静默更新，并在下次启动时加载新代码。

表格总结：各环节关键技术点

环节	关键技术点	备注
版本控制	pubspec.yaml 文件，package_info_plus 插件	规范的版本号管理，方便客户端判断是否需要更新
代码包构建	flutter build apk/ios --release	Release 模式构建，保证性能
差分包生成	bsdiff 或 xdelta 算法，Python 脚本	需要考虑 APK/IPA 文件的特殊性，可能需要先解压再差分
版本信息存储	JSON 格式，服务器端 API	清晰的版本信息管理，方便客户端查询
客户端更新	dio 插件，bsdiff4 库，PackageInstaller (Android)，企业证书/TestFlight (iOS)，文件读写，异常处理，重启策略	涉及网络请求、文件操作、平台差异、安全性和用户体验等多个方面，需要综合考虑

总结

我们讨论了基于 CodePush 思想的 Flutter 热修复方案，重点介绍了差分包更新策略的实现。虽然这个方案不是官方支持的，但它提供了一种可行的热修复思路。

进一步的思考与优化

• 更精细的差分： 可以尝试对 Dart 代码进行更精细的差分，例如对单个函数或类的修改进行差分，以进一步减小差分包的大小。
• 代码混淆： 为了防止代码被反编译，可以对 Dart 代码进行混淆。
• 灰度发布： 可以采用灰度发布策略，只让一部分用户先体验新版本，以降低风险。
• 自动化： 可以将整个热修复流程自动化，例如使用 CI/CD 工具自动构建、测试和发布代码包。
• 官方支持： 期待 Flutter 官方能够提供更完善的热修复方案。

希望今天的分享对大家有所帮助。谢谢大家！