25、Flutter开发：调试、性能分析与应用部署全攻略

最新推荐文章于 2025-10-15 09:07:30 发布

ios99

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Flutter开发：调试、性能分析与应用部署全攻略

1. 调试工具概述

Flutter调试基于Dart Observatory工具，它存在于Dart SDK中，可帮助对Dart应用（如Flutter应用）进行性能分析和调试。当Flutter应用以调试模式启动时，该工具会自动运行，实现对应用的调试和性能分析。使用 flutter run 命令后，在“Hot Reload”消息之后会输出地址和端口，此地址即为Observatory UI地址，可通过多种浏览器访问。不过，部分浏览器在显示Observatory工具时存在限制，相关问题可查看：https://github.com/dart-lang/sdk/issues/34107 。

Observatory工具会打印应用运行的各种信息，如Flutter版本、使用的内存、类层次结构和日志等。在该工具页面，可使用所有调试功能，包括：
- 添加和移除断点
- 逐行运行
- 切换和管理隔离区

更多Observatory UI功能和完整使用教程可查看：https://dart-lang.github.io/observatory/get-started.html 。使用Visual Studio Code或Android Studio/IntelliJ等IDE时，不会直接使用Observatory UI工具，IDE会在底层使用Dart Observatory，并通过IDE界面展示其功能。

2. 额外调试特性

2.1 debugger()语句

也称为编程式断点，可在预期条件为真时添加断点。示例代码如下：

void login(String username, String password) {
  debugger(when: password == null);
  ...
}

在上述示例中，仅当 when 参数中的条件为真（即 password 参数为 null ）时才会触发断点。暂停执行有助于查看问题发生的原因并做出相应处理，对追踪意外状态和逻辑错误非常有用。

2.2 debugPrint()和print()

print() 方法用于将信息记录到Flutter日志控制台。使用 flutter run 命令时，其日志输出会重定向到控制台，可查看 print() 和 debugPrint() 调用的输出信息。两者的唯一区别在于， debugPrint() 可避免Android内核丢弃日志（Flutter日志只是adb logcat的包装）。更多关于Flutter日志的信息可查看：https://flutter.dev/docs/testing/debugging#print-and-debugprint-with-flutter-logs 。

2.3 asserts

assert() 用于在条件不满足时中断应用执行，与 debugger() 方法类似，但它会抛出 AssertionError 来中断执行，而不是暂停执行。

3. DevTools工具

Dart DevTools被定义为“一套用于Dart和Flutter的性能工具”，它是Observatory工具的下一代版本，IDE已将其集成到内部。其功能与Observatory类似，可帮助进行Flutter应用的性能分析。

3.1 安装和运行

可在终端运行以下命令启用/安装：

pub global activate devtools

或者

flutter packages pub global activate devtools

安装后，可使用以下命令运行工具：

pub global run devtools

或者

flutter packages pub global run devtools

在浏览器中访问显示的页面，使用时需提供运行应用的端口（即Observatory端口），以便DevTool检查应用的测量数据。不同操作系统和IDE的安装步骤详情可查看：https://flutter.github.io/devtools/ 。需注意，目前DevTools套件仍处于发布预览阶段，后续可能会有变化。

4. Flutter应用性能分析

4.1 性能分析的重要性

Flutter旨在提供高帧率和流畅性的高性能应用。性能分析可帮助开发者找出应用中的瓶颈、防止内存泄漏并提升应用性能，与调试一样重要。

4.2 Observatory性能分析器

Observatory为开发者提供了多个工具，通过展示多个指标来测量应用性能并预防相关问题，可通过监控器获取内存、CPU使用情况等信息，以评估应用的不同方面。

4.3 分析模式

使用 flutter run 命令以默认调试模式执行Flutter应用时，其性能与发布模式不同。调试模式使用JIT Dart编译器在应用运行时进行编译，而发布和分析模式使用AOT Dart编译器对应用代码进行预编译。

为进行性能评估，需确保应用以最大能力运行，因此Flutter提供了调试、分析和发布三种执行模式。分析模式下，应用的编译方式与发布模式非常相似，仅增加了启用性能分析所需的开销（即Observatory可连接到应用进程）。此外，性能分析需要使用物理设备，因为模拟器和仿真器无法反映真实设备的性能，硬件差异会影响应用指标和分析结果。

要以分析模式运行应用，需在运行命令中添加 --profile 标志（仅适用于真实设备）：

flutter run --profile

在此模式下，可获取检查应用性能所需的所有信息，还可启用性能叠加层。IDE也通过其特定界面提供分析模式。

4.4 性能叠加层

性能叠加层是应用中显示的可视化反馈，提供多个有用的性能统计信息，特别是渲染时间信息。它会显示代表UI和GPU两个线程渲染帧时间的两个图表，当前帧以垂直绿色条显示，还可查看过去300帧的信息，了解关键渲染阶段。Flutter使用多个线程工作，UI和GPU线程负责框架的显示工作，因此在性能叠加层中显示。UI线程执行Dart代码、构建逻辑和小部件描述、创建供GPU线程使用的图层树，而Skia图形库也在此线程运行。此外，Flutter还有运行插件代码的平台线程和运行高开销I/O任务的I/O线程，但这两个线程不会显示在性能叠加层中。更多性能叠加层可帮助改进的内容可查看：https://flutter.dev/docs/testing/ui-performance#the-performance-overlay 。

5. 检查Flutter小部件树

通过调试和性能分析，可在应用投入生产前发现并解决许多问题和性能问题，还能在开发过程中逐步测量应用的执行成本。虽然这两种工具可提供指标，帮助仔细检查代码片段，但对于布局的检查，可借助性能叠加层按帧测量小部件树的渲染时间。此外，还需检查小部件树是否占用过多空间（即是否有过多小部件），以及小部件是否在正确的时间和层级创建，这可通过Flutter检查器完成，在DevTools套件中可访问该功能。

5.1 小部件检查器

小部件检查器是一套有助于开发者进行优化任务的工具，可提供小部件树的详细可视化。在支持的IDE中，插件可通过底层的Flutter小部件检查器工具提供访问该功能的方式，在DevTools套件中也可访问。对于Web开发者来说，它类似于Chrome等浏览器的开发者工具中的元素浏览器。详细探索小部件树有助于发现布局问题，否则这些问题很难被发现。在DevTools中，若不启用跟踪小部件创建标志，工具显示的树会比预期更深，会显示应用中定义的小部件之外的中间小部件；启用该标志后，树会更简单，更接近代码中定义的树，便于跟踪问题，同时还能查看小部件属性细节，帮助发现小的布局问题。

以下是一个简单的流程说明：

graph TD;
    A[启动应用] --> B[打开DevTools];
    B --> C[连接到应用端口];
    C --> D[访问小部件检查器];
    D --> E[查看小部件树];
    E --> F{是否启用跟踪小部件创建};
    F -- 是 --> G[查看简化树];
    F -- 否 --> H[查看更深层次树];

6. 应用部署准备

6.1 部署概述

Flutter为开发者提供了多种资源，开发、性能分析和发布等不同构建方式有其合理性。准备应用发布时，Dart JIT提供的即时编译不再适用，而应使用Dart AOT编译器生成更小、优化且高性能的应用。在Google Play Store和App Store发布应用需要有效的发布者账户，需参考两个平台的文档，在创建应用的发布版本后进行发布。Google有一次性25美元的注册费，可在https://play.google.com/apps/publish/signup/ 注册；App Store每年有99美元的会员费，详情和注册可查看：https://developer.apple.com/support/compare-memberships/ 。

6.2 发布模式

发布模式下，应用会去除调试信息，并以性能为导向进行编译。与分析模式一样，发布模式的应用只能在物理设备上运行。要以发布模式编译应用，需在 flutter run 命令中添加 --release 标志，并连接物理设备。不过，通常使用 flutter build 命令添加该标志来生成目标Android/iOS格式的应用文件，以便进行分发。

6.3 Android应用发布

6.3.1 AndroidManifest和build.gradle文件调整

在Android中，应用的元信息分别在 AndroidManifest.xml 和 build.gradle 文件中提供，需要对这两个文件进行审查和调整。同时，要在Firebase控制台正确配置项目，并将 google-services.json 文件添加到项目中。

6.3.2 AndroidManifest权限审查

审查 AndroidManifest.xml 文件中请求的权限是重要步骤，仅请求所需的权限是良好且推荐的做法，因为请求过多权限可能导致应用被分析并撤销发布。例如，Favors应用的清单权限如下：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.handson">
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_CONTACTS" /> 
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_CONTACTS"/> 
    <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
    <uses-feature
        android:name="android.hardware.camera"
        android:required="false" /> 
   ...
</manifest>

除权限外，还需审查 uses-feature 标签，它可限制应用在具有特定功能的设备上安装。 android.permission.INTERNET 权限由Flutter框架与Observatory工具使用，若应用可离线工作，发布构建时可移除该权限（Favors应用使用了Firebase技术，因此不能移除）。

6.3.3 AndroidManifest元标签审查

还需审查为使用AdMob或Google Maps等服务而添加到应用中的元标签。在Favors应用中，仅添加了AdMob密钥，需审查其值，确保服务使用正确的密钥：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.handson">
    ... 
    <application>
        ...        
        <meta-data
            android:name="com.google.android.gms.ads.APPLICATION_ID"
            android:value="ADMOB-KEY"/>
    </application>
</manifest>

开发过程中，AdMob可使用测试密钥，避免测试被视为API滥用。

6.3.4 AndroidManifest应用名称和图标更改

测试时，应用图标通常是Flutter标志，发布时需替换为独特的图标，以便用户在众多应用中识别。图标和名称在清单的应用标签中定义，默认图标指向Flutter默认图标，需进行以下两项更改：
- 将 label 值更改为应用的最终名称，即用户识别应用的名称。
- 更改 icon 值以替换应用图标。在Android中，图标等图像资源位于 android/app/src/main/res/ 目录下，该目录下有多个文件夹，包含针对特定区域、屏幕尺寸、系统版本等的资源变体。Favors应用的图标可使用Android Asset Studio工具生成，该工具可帮助遵循Android指南生成多个图标变体：https://romannurik.github.io/AndroidAssetStudio/index.html 。需替换每个 mipmap-xxxdpi 文件夹中的 ic_launcher.png 文件，以完全替换应用图标。创建应用图标时，可参考Material Design图标指南：https://material.io/design/iconography/ 。

6.3.5 build.gradle应用ID和版本审查

应用ID值使应用在Play Store和Android系统中具有唯一性，建议使用组织域名作为包名，后跟应用名称。例如，Favors应用使用 com.example.handson 作为应用ID，上传应用到商店后该值无法更改，可在 android/app/build.gradle 文件的 defaultConfig 部分找到相关代码：

defaultConfig {
    applicationId "com.example.handson"
    minSdkVersion 16
    targetSdkVersion 28
    multiDexEnabled true
    versionCode flutterVersionCode.toInteger()
    versionName flutterVersionName
    testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
}

除应用ID外，还可更改更多设置。在Flutter中，SDK版本通常在以下两种情况下更改：
- 框架要求更改时。
- 使用需要更高最低SDK版本的库时。
可根据需要更改这些值，但需遵循框架要求。

6.3.6 build.gradle应用签名

应用签名是发布前的最后且最重要的步骤，即使不打算在Google Play Store发布应用，签名也能确认应用的所有权，例如发布应用更新时需要签名。首先查看 build.gradle 文件的 buildTypes 部分：

buildTypes {
    release {
        signingConfig signingConfigs.debug
    }
}

其中 signingConfig 属性指向默认签名配置，需将其更改为自己的签名配置，具体步骤如下：
1. 生成开发者密钥库文件（可用于多个应用），使用以下命令：

keytool -genkey -v -keystore DESTINATION_FILEPATH -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 10000 -alias key

按照提示操作，将在指定路径生成密钥库，例如 <your users dir/my-release-key.keystore> ，之后需在 build.gradle 文件中引用该文件。
2. 创建 android/key.properties 文件，内容如下：

storePassword=<password used for generating key>
keyPassword=<password used for generating key>
keyAlias=key
storeFile=key store file path(i.e. </your users dir/my-release-key.keystore>)

在 build.gradle 文件中加载新的 key.properties 文件，并为其创建新的 signingConfig 类：

def keystoreProperties = new Properties()
def keystorePropertiesFile = rootProject.file('key.properties')
if (keystorePropertiesFile.exists()) {
    keystoreProperties.load(new FileInputStream(keystorePropertiesFile))
}
android{
  ...
  signingConfigs {
    release {
        keyAlias keystoreProperties['keyAlias']
        keyPassword keystoreProperties['keyPassword']
        storeFile file(keystoreProperties['storeFile'])
        storePassword keystoreProperties['storePassword']
    }
  }
}

将上述代码片段添加到 android 部分之前，在 signingConfigs 子部分声明签名配置，最后将 buildTypes 部分中发布选项的 signingConfig 属性替换为新的配置：

android {
  ...
  buildTypes {
      release {
          signingConfig signingConfigs.release
      }
  }
}

完成上述操作后，使用 flutter build apk 或 flutter run --release 命令时，应用将使用自己的密钥进行签名。调整完成后，即可构建和分发应用。最后，需检查应用的 versionCode 和 versionName 值，它们会自动从 pubspec.yaml 文件中填充，因此审查该文件也很重要。使用 flutter build apk 命令构建 .apk 文件后，可使用 flutter install 命令将其安装到连接的物理设备上，要发布到Play Store的文件位于 build/app/outputs/apk/app.apk 。此外，还可对代码进行压缩和混淆，以减小应用大小并防止逆向工程：https://github.com/flutter/flutter/wiki/Obfuscating-Dart-Code 。

通过以上步骤，开发者可以全面地对Flutter应用进行调试、性能分析，并完成应用的部署准备工作，确保应用以最佳状态发布到应用商店。

7. 总结与注意事项

7.1 工具使用总结

7.2 模式总结

7.3 注意事项

物理设备的使用 ：在性能分析和发布模式下，建议使用物理设备，因为模拟器和仿真器无法准确反映真实设备的性能，可能会影响分析结果。
权限管理 ：在Android应用发布时，要仔细审查 AndroidManifest.xml 文件中的权限请求，仅请求必要的权限，避免因权限问题导致应用发布受阻。
应用ID和签名 ：应用ID在上传到应用商店后无法更改，要确保其唯一性和准确性；应用签名是确认应用所有权的重要步骤，务必按照正确的步骤进行签名配置。

7.4 整体流程回顾

以下是Flutter应用从开发到发布的整体流程mermaid流程图：

graph LR;
    A[开发阶段] --> B[调试阶段];
    B --> C[性能分析阶段];
    C --> D{是否满足性能要求};
    D -- 是 --> E[发布准备阶段];
    D -- 否 --> C;
    E --> F[应用签名];
    F --> G[构建应用文件];
    G --> H[发布到应用商店];

8. 常见问题及解决方案

8.1 调试工具相关问题

问题描述 ：无法访问Observatory UI地址。
- 可能原因 ：应用未以调试模式启动；网络问题；浏览器不支持。
- 解决方案 ：确保以调试模式启动应用，检查网络连接，尝试更换支持的浏览器，可参考https://github.com/dart-lang/sdk/issues/34107 查看浏览器支持情况。
问题描述 ：DevTools无法连接到应用端口。
- 可能原因 ：应用未正常运行；端口被占用；DevTools版本不兼容。
- 解决方案 ：检查应用是否正常运行，使用命令查看端口占用情况并释放端口，更新DevTools到最新版本。

8.2 性能分析相关问题

问题描述 ：性能分析结果不准确。
- 可能原因 ：使用了模拟器或仿真器；分析模式配置错误。
- 解决方案 ：使用物理设备进行性能分析，确保以正确的分析模式（ flutter run --profile ）运行应用。
问题描述 ：性能叠加层显示异常。
- 可能原因 ：应用代码存在问题；Flutter版本不兼容。
- 解决方案 ：检查应用代码，更新Flutter到最新版本。

8.3 应用部署相关问题

问题描述 ：应用签名失败。
- 可能原因 ：密钥库文件路径错误；密码错误；签名配置错误。
- 解决方案 ：检查密钥库文件路径和密码是否正确，按照正确的步骤在 build.gradle 文件中配置签名信息。
问题描述 ：应用无法在应用商店发布。
- 可能原因 ：应用ID重复；权限问题；应用信息不完整。
- 解决方案 ：确保应用ID的唯一性，审查 AndroidManifest.xml 文件中的权限请求，完善应用信息。