1、为什么需要跨平台技术

write once，run everywhere

开发一个APP运行在Android手机需要一套代码，运行在ios操作系统的手机又需要一套代码，为了使同一套代码能运行在不同的操作系统上，解决多端独立开发的问题，跨平台技术便应运而生。

Android 应用采用 Java 或 Kotlin 编写，iOS 应用采用 Objective-C 或 Swift 编写，Web 端采用 HTML /CSS/JavaScript 编写。当需要开发支持多端的应用，每一端都需要独立研发、测试，一直到上线，以及后续的维护工作，工作量成倍增涨，势必延长研发周期。需要Android和iOS两端开发，两个技术团队，人力成本高。

使用跨平台技术的好处

• 研发效率：最大化代码复用，减少多端差异的适配工作量，降低开发成本，专注业务开发，实现“write once，run everywhere”的终极目标。业务上线后，可持续降低后续的维护成本。
• 多端一致性：好产品在多端UI设计上，往往是整体风格统一，所以业务方采用原生各自独立开发完成后，还需额外花不少时间来修改UI以保证多端一致性。
• 性能体验：一般地，跨端技术方案拥有以上多重优势，但在性能方面比原生流畅更差些。牺牲部分体验换来效率提升，这一点也是情理之中。

2、Java如何实现跨平台

我们知道Java是可以在Windows Linux Unix不同的操作系统上运行的，介绍一下它是怎么做到的。

图中展示了Java程序运行的过程，其中一个重要的环节是JVM（Java Virtual Machine），JVM负责将字节码文件翻译成特定平台下的机器码然后运行。

同一套Java代码，想要在不同的操作系统上运行，只需要改变虚拟机的版本就可以做到。

注意：跨平台的是Java程序，不是JVM。JVM是用C/C++开发的，不同平台下需要安装不同版本的JVM。JVM在Java/bin 里面，也就是说需要下载安装不同版本的jdk。

3、移动端跨平台解决方案：

常见的跨平台技术主要有三种：重点介绍Flutter

1. H5+原生技术：主要依赖于WebView的技术，功能支持受限，性能体验很差，比如PhoneGap、Cordova、小程序。
2. JS+原生渲染：使用JavaScript作为编程语言，通过中间层转化为原生控件来渲染UI界面，比如React Native、Weex。
3. 自渲染技术：自行实现一套渲染框架，可通过调用skia（Chrome的渲染引擎）等方式完成自渲染，而不依赖于原生控件，比如Flutter、Unity。

上表中开发语言主要指应用层的开发语言，而开发效率，是指整个开发周期的效率，包括编码时间、调试时间、以及排错、处理兼容性问题时间。动态化主要指是否支持动态下发代码和是否支持热更新。值得注意的是 Flutter 的Release 包默认是使用 Dart AOT 模式编译的，所以不支持动态化，但 Dart 还有 JIT 或 snapshot 运行方式，这些模式都是支持动态化的。

Web View

相当于做一个网页版的app，在原生的浏览器中跑自己的网页，Android和ios各跑一个浏览器。

混合开发

由于 H5 代码只需要一次开发，就能同时在 Android 和 iOS 两个平台运行，这也可以减小开发成本，也就是说，H5 部分功能越多，开发成本就越小。我们称这种 H5 + 原生 的开发模式为混合开发 ，采用混合模式开发的App我们称之为混合应用或 HTMLybrid App ，如果一个应用的大多数功能都是 H5 实现的话，我们称其为 Web App 。

小结

优点是：动态内容可以用 H5开发，而H5是Web 技术栈，Web技术栈生态开放且社区资源丰富，整体开发效率高。

缺点是：性能体验不佳，对于复杂用户界面或动画，WebView 有时会不堪重任。 

React Native   RN

用原生的组件，让开发者去写网页版的代码，将网页版的代码转化（解释）成原生的组件，这样的话用户体验到的确实是原生的组件，比如开发者写：我想要一个文本框。React Native就会在Android 放一个安卓的文本框，在iOS放iOS的文本框。

设计思路

渲染机制

小结

优点：

1. 采用 Web 开发技术栈，社区庞大、上手快、开发成本相对较低。
2. 原生渲染，性能相比 H5 提高很多。
3. 动态化较好，支持热更新。

缺点：

1. 渲染时需要 JavaScript 和原生之间通信，在有些场景如拖动可能会因为通信频繁导致卡顿。
2. JavaScript 为脚本语言，执行时需要解释执行 （这种执行方式通常称为 JIT，即 Just In Time，指在执行时实时生成机器码），执行效率和编译类语言（编译类语言的执行方式为 AOT ，即 Ahead Of Time，指在代码执行前已经将源码进行了预处理，这种预处理通常情况下是将源码编译为机器码或某种中间码）仍有差距。
3. 由于渲染依赖原生控件，不同平台的控件需要单独维护，并且当系统更新时，社区控件可能会滞后；除此之外，其控件系统也会受到原生UI系统限制，例如，在 Android 中，手势冲突消歧规则是固定的，这在使用不同人写的控件嵌套时，手势冲突问题将会变得非常棘手。这就会导致，如果需要自定义原生渲染组件时，开发和维护成本过高。

Flutter

在一个全新的角度，既不写网页的代码打包到浏览器中，也不像React Native用原生的组件，Flutter学习unity游戏引擎，在每一个平台上做一个渲染引擎，开发者写的代码都能在这些渲染引擎上运行，达到的效果是一样的，类似JVM。

开发者写Dart的代码在渲染引擎上渲染出来的效果是一样的，Dart的代码可以可以直接编译成二进制可执行文件，再加上自己的渲染引擎，自己所有的东西都是可控的，解决了React Native频繁交互带来的性能问题，所以性能会提升很多。

渲染引擎

skia（Chrome的渲染引擎），很成熟，在各个端都可以打包，渲染引擎可以放在各个平台上：Android  iOS Windows Linux Mac 

不用太担心原生的一些变动和限制，比如：iOS原生更新一个功能，需要iOS16才能使用，这时如果你想使用就必须要更新到iOS16。Dart和Flutter来说，完全可以使用到Dart和Flutter的最新功能，而且他们支持很老的系统版本。 

Dart语言

Dart是Flutter的基础。

与其他许多空安全语言不同， Dart 提供健全空值安全，据说可以避免很多Bug。

Dart 的编译器技术可让您以不同的方式运行代码：

• 原生平台：针对面向移动和桌面设备的应用程序， Dart 拥有具有实时 (JIT) 编译功能的 Dart VM 和用于生成机器代码的提前 (AOT) 编译器。

• Web 平台：Dart 可用于编译开发和生产阶段的面向 Web 的应用，它的 Web 编译器可以将 Dart 转换为 JavaScript。

注意：自绘引擎解决的是 UI 的跨平台问题，如果涉及其他系统能力调用，依然要涉及原生开发。

小结

优点：

1. 性能高；由于自绘引擎是直接调用系统API来绘制UI，所以性能和原生控件接近。

2. 灵活、组件库易维护、UI外观保真度和一致性高；由于UI渲染不依赖原生控件，也就不需要根据不同平台的控件单独维护一套组件库，所以代码容易维护。由于组件库是同一套代码、同一个渲染引擎，所以在不同平台，组件显示外观可以做到高保真和高一致性；另外，由于不依赖原生控件，也就不会受原生布局系统的限制，这样布局系统会非常灵活。

缺点：

1. 动态性不足；为了保证UI绘制性能，自绘UI系统一般都会采用 AOT 模式编译其发布包，所以应用发布后，不能像 Hybrid 和 RN 那些使用 JavaScript（JIT）作为开发语言的框架那样动态下发代码。
2. 应用开发效率低：Qt 使用 C++ 作为其开发语言，而编程效率是直接会影响 App 开发效率的，C++ 作为一门静态语言，在 UI 开发方面灵活性不及 JavaScript 这样的动态语言，另外，C++需要开发者手动去管理内存分配，没有 JavaScript 及Java中垃圾回收（GC）的机制。

4、Flutter架构

Flutter Framework 

框架层是纯dart语言实现的一个响应式框架（VUE也是响应式），由许多抽象的层级组成。通常情况下，开发人员通过Flutter Framework 与 Flutter 进行交互，Flutter 框架提供了一个用 Dart 语言编写的现代、反应式框架。它包括一套丰富的平台、布局和基础库，由一系列的层组成。从上到下有：

• 基础的 foundational 类及一些基层之上的构建块服务，如 animation、 painting 和 gestures，它们可以提供上层常用的抽象

• 渲染层 用于提供操作布局的抽象。有了渲染层，你可以构建一棵可渲染对象的树。在你动态更新这些对象时，渲染树也会自动根据你的变更来更新布局。

• widget 层 是一种组合的抽象。每一个渲染层中的渲染对象，都在 widgets 层中有一个对应的类。此外，widgets 层让你可以自由组合你需要复用的各种类。响应式编程模型就在该层级中被引入。

• Material和Cupertino库提供了全面的控件集，这些控件使用 widget 层的组合基元来实现 Material 或 iOS 设计语言。

Engine

引擎层。毫无疑问是 Flutter 的核心， 该层主要是 C++ 实现，其中包括了 Skia 引擎、Dart 运行时（Dart runtime）、文字排版引擎等。在代码调用 dart:ui库时，调用最终会走到引擎层，然后实现真正的绘制和显示。

Embedder

嵌入层。Flutter 最终渲染、交互是要依赖其所在平台的操作系统 API，嵌入层主要是将 Flutter 引擎 ”安装“ 到特定平台上。嵌入层采用了当前平台的语言编写，例如 Android 使用的是 Java 和 C++， iOS 和 macOS 使用的是 Objective-C 和 Objective-C++，Windows 和 Linux 使用的是 C++。 Flutter 代码可以通过嵌入层，以模块方式集成到现有的应用中，也可以作为应用的主体。Flutter 本身包含了各个常见平台的嵌入层，假如以后 Flutter 要支持新的平台，则需要针对该新的平台编写一个嵌入层。

通常来说，开发者不需要感知到Engine和Embedder的存在（如果不需要调用平台的系统服务），Framework是开发者需要直接交互的，因而也在整个分层架构模型的最上层。

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参考文档：

跨平台技术演进及Flutter未来 - 知乎 (zhihu.com)

Java期末复习1_Ipkiss工作室的博客-CSDN博客

Java是如何实现跨平台的_Bird鸟人的博客-CSDN博客

hybrid技术_. . . . .的博客-CSDN博客

跨平台开发该不该用Flutter？2023年版Flutter全面解析_哔哩哔哩_bilibili

简介 · React Native 中文网

RN通信机制和渲染流程_rn 引擎渲染周期_浅夏晴空的博客-CSDN博客

Dart 编程语言主页 | Dart 中文文档 | Dart

Flutter 架构概览 - Flutter 中文文档 - Flutter 中文开发者网站 - Flutter

Flutter 笔记 | Flutter 核心原理（一）架构和生命周期_flutter核心原理_川峰的博客-CSDN博客