学习Fullter也有些时间了,写过不少demo,对一些常用的widget使用也比较熟练,但是总觉得对Flutter的框架没有一个大致的了解,碰到有些细节的地方又没有文档可以查询,例如在写UI时总不知道为什么container添加了child就变小了;widget中key的作用,虽然官方有解释但是凭空来讲的话有点难理解。所以觉得深入一点的了解Flutter框架还是很有必要的。
构建
初次构建
flutter的入口main方法直接调用了runApp(Widget app)方法,app参数就是我们的根视图的Widget,我们直接跟进runApp方法
void runApp(Widget app) {WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized()//此方法是对flutter的框架做一些必要的初始化..attachRootWidget(app)..scheduleWarmUpFrame();
}
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runApp方法先调用了WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized()方法,这个方法是做一些必要的初始化
class WidgetsFlutterBinding extends BindingBase with GestureBinding, ServicesBinding, SchedulerBinding, PaintingBinding, SemanticsBinding, RendererBinding, WidgetsBinding {static WidgetsBinding ensureInitialized() {if (WidgetsBinding.instance == null)WidgetsFlutterBinding();return WidgetsBinding.instance;}
}
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WidgetsFlutterBinding混入了不少的其他的Binding
- BindingBase 那些单一服务的混入类的基类
- GestureBinding framework手势子系统的绑定,处理用户输入事件
- ServicesBinding 接受平台的消息将他们转换成二进制消息,用于平台与flutter的通信
- SchedulerBinding 调度系统,用于调用Transient callbacks(Window.onBeginFrame的回调)、Persistent callbacks(Window.onDrawFrame的回调)、Post-frame callbacks(在Frame结束时只会被调用一次,调用后会被系统移除,在Persistent callbacks后Window.onDrawFrame回调返回之前执行)
- PaintingBinding 绘制库的绑定,主要处理图片缓存
- SemanticsBinding 语义化层与Flutter engine的桥梁,主要是辅助功能的底层支持
- RendererBinding 渲染树与Flutter engine的桥梁
- WidgetsBinding Widget层与Flutter engine的桥梁
以上是这些Binding的主要作用,在此不做过多赘述,WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized()返回的是WidgetsBinding对象,然后马上调用了WidgetsBinding的attachRootWidget(app)方法,将我们的根视图的Widget对象穿进去,我们继续看attachRootWidget方法
void attachRootWidget(Widget rootWidget) {_renderViewElement = RenderObjectToWidgetAdapter<RenderBox>(container: renderView,debugShortDescription: '[root]',child: rootWidget).attachToRenderTree(buildOwner, renderViewElement);
}
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创建了一个RenderObjectToWidgetAdapter,让后直接调用它的attachToRenderTree方法,BuildOwner是Widget framework的管理类
RenderObjectToWidgetElement<T> attachToRenderTree(BuildOwner owner, [RenderObjectToWidgetElement<T> element]) {if (element == null) {owner.lockState(() {element = createElement();assert(element != null);element.assignOwner(owner);});owner.buildScope(element, () {element.mount(null, null);});} else {element._newWidget = this;element.markNeedsBuild();}return element;
}
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element为空,owner先锁定状态,然后调用了RenderObjectToWidgetAdapter的createElement()返回了RenderObjectToWidgetElement对象,让后将owner赋值给element(assignOwner方法),让后就是owner调用buildScope方法
void buildScope(Element context, [VoidCallback callback]) {if (callback == null && _dirtyElements.isEmpty)return;Timeline.startSync('Build', arguments: timelineWhitelistArguments);try {_scheduledFlushDirtyElements = true;if (callback != null) {_dirtyElementsNeedsResorting = false;try {callback();} finally {}}...}
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省略了部分以及后续代码,可以看到buildScope方法首先就调用了callback(就是element.mount(null, null)方法),回到RenderObjectToWidgetElement的mount方法
@override
void mount(Element parent, dynamic newSlot) {assert(parent == null);super.mount(parent, newSlot);_rebuild();
}
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首先super.mount(parent, newSlot)调用了RootRenderObjectElement的mount方法(只是判定parent和newSlot都为null),让后又继续向上调用了RenderObjectElement中的mount方法
@override
void mount(Element parent, dynamic newSlot) {super.mount(parent, newSlot);_renderObject = widget.createRenderObject(this);attachRenderObject(newSlot);_dirty = false;
}
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RenderObjectElement中的mount方法又调用了Element的mount方法
@mustCallSuper
void mount(Element parent, dynamic newSlot) {_parent = parent;_slot = newSlot;_depth = _parent != null ? _parent.depth + 1 : 1;_active = true;if (parent != null) // Only assign ownership if the parent is non-null_owner = parent.owner;if (widget.key is GlobalKey) {final GlobalKey key = widget.key;key._register(this);}_updateInheritance();
}
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Element的mount方法其实就是进行了一些赋值,以确认当前Element在整个树种的位置,让后回到RenderObjectElement中的mount方法,调用了widget.createRenderObject(this)方法,widget是RenderObjectToWidgetAdapter的实例,它返回的是RenderObjectWithChildMixin对象,让后调用attachRenderObject方法
@override
void attachRenderObject(dynamic newSlot) {assert(_ancestorRenderObjectElement == null);_slot = newSlot;_ancestorRenderObjectElement = _findAncestorRenderObjectElement();//获取此RenderObjectElement最近的RenderObjectElement对象_ancestorRenderObjectElement?.insertChildRenderObject(renderObject, newSlot);//将renderObject插入RenderObjectElement中final ParentDataElement<RenderObjectWidget> parentDataElement = _findAncestorParentDataElement();if (parentDataElement != null)_updateParentData(parentDataElement.widget);
}///RenderObjectToWidgetElement中的insertChildRenderObject方法,简单将子RenderObject赋值给父RenderObject的child字段
@override
void insertChildRenderObject(RenderObject child, dynamic slot) {assert(slot == _rootChildSlot);assert(renderObject.debugValidateChild(child));renderObject.child = child;
}
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Element的mount方法确定当前Element在整个树种的位置并插入,RenderObjectElement中的mount方法来创建RenderObject对象并将其插入到渲染树中,让后再回到RenderObjectToWidgetElement方法,mount之后调用_rebuild()方法,_rebuild()方法中主要是调用了Element的updateChild方法
@protected
Element updateChild(Element child, Widget newWidget, dynamic newSlot) {if (newWidget == null) {//当子Widget没有的时候,直接将child deactivate掉if (child != null)deactivateChild(child);return null;}if (child != null) {//有子Element的时候if (child.widget == newWidget) {//Widget没有改变if (child.slot != newSlot)//再判断slot有没有改变,没有则不更新slotupdateSlotForChild(child, newSlot);//更新child的slotreturn child;//返回child}if (Widget.canUpdate(child.widget, newWidget)) {//Widget没有改变,再判断Widget能否update,如果能还是重复上面的步骤if (child.slot != newSlot)updateSlotForChild(child, newSlot);child.update(newWidget);return child;}deactivateChild(child);//如果不能更新的话,直接将child deactivate掉,然后在inflateWidget(newWidget, newSlot)创建新的Element}return inflateWidget(newWidget, newSlot);//根据Widget对象以及slot创建新的Element
}
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由于我们是第一次构建,child是null,所以就直接走到inflateWidget方法创建新的Element对象,跟进inflateWidget方法
@protected
Element inflatinflateWidgeteWidget(Widget newWidget, dynamic newSlot) {final Key key = newWidget.key;if (key is GlobalKey) {//newWidget的key是GlobalKeyfinal Element newChild = _retakeInactiveElement(key, newWidget);//复用Inactive状态的Elementif (newChild != null) {newChild._activateWithParent(this, newSlot);//activate 此Element(将newChild出入到Element树)final Element updatedChild = updateChild(newChild, newWidget, newSlot);//直接将newChild更新return updatedChild;//返回更新后的Element}}final Element newChild = newWidget.createElement();//调用createElement()进行创建newChild.mount(this, newSlot);//继续调用newChild Element的mount方法(如此就行一直递归下去,当递归完成,整个构建过程也就结束了)return newChild;//返回子Element
}
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inflateWidget中其实就是通过Widget得到Element对象,让后继续调用子Element的mount的方将进行递归。
不同的Element,mount的实现会有所不同,我们看一下比较常用的StatelessElement、StatefulElement,他们的mount方法实现在ComponentElement中
@override
void mount(Element parent, dynamic newSlot) {super.mount(parent, newSlot);_firstBuild();
}void _firstBuild() {rebuild();//调用了Element的rebuild()方法
}//Element的rebuild方法,通常被三处地方调用
//1.当BuildOwner.scheduleBuildFor被调用标记此Element为dirty时
//2.当Element第一次构建由mount方法去调用
//3.当Widget改变时,被update方法调用
void rebuild() {if (!_active || !_dirty)return;performRebuild();//调用performRebuild方法(抽象方法)
}//ComponentElement的performRebuild实现
@override
void performRebuild() {Widget built;try {built = build();//构建Widget(StatelessElement直接调用build方法,StatefulElement直接调用state.build方法)} catch (e, stack) {built = ErrorWidget.builder(_debugReportException('building $this', e, stack));//有错误的化就创建一个ErrorWidget} finally {_dirty = false;}try {_child = updateChild(_child, built, slot);//让后还是根据Wdiget来更新子Element} catch (e, stack) {built = ErrorWidget.builder(_debugReportException('building $this', e, stack));_child = updateChild(null, built, slot);}
}
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再看一看MultiChildRenderObjectElement的mount方法
@override
void mount(Element parent, dynamic newSlot) {super.mount(parent, newSlot);_children = List<Element>(widget.children.length);Element previousChild;for (int i = 0; i < _children.length; i += 1) {final Element newChild = inflateWidget(widget.children[i], previousChild);//遍历children直接inflate根据Widget创建新的Element_children[i] = newChild;previousChild = newChild;}
}
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可以看到不同的Element构建方式会有些不同,Element(第一层Element)的mount方法主要是确定当前Element在整个树种的位置并插入;ComponentElement(第二层)的mount方法先构建Widget树,让后再递归更新(包括重用,更新,直接创建inflate)其Element树;RenderObjectElement(第二层)中的mount方法来创建RenderObject对象并将其插入到渲染树中。MultiChildRenderObjectElement(RenderObjectElement的子类)在RenderObjectElement还要继续创建children Element。
总结:首先是由WidgetBinding创建RenderObjectToWidgetAdapter然后调用它的attachToRenderTree方法,创建了RenderObjectToWidgetElement对象,让后将它mount(调用mount方法),mount方法中调用的_rebuild,继而调用updateChild方法,updateChild会进行递归的更新Element树,若child没有则需要重新创建新的Element,让后将其mount进Element树中(如果是RenderobjectElement的化,mount的过程中会去创建RenderObject对象,并插入到RenderTree)。
通过setState触发构建
通常我们在应用中要更新状态都是通过State中的setState方法来触发界面重绘,setState方法就是先调用了callback让后调用该State的Element对象的markNeedsBuild方法,markNeedsBuild中将Element标记为dirty并通过BuildOwner将其添加到dirty列表中并调用onBuildScheduled回调(在WidgetsBinding初始化时设置的,它回去调用window.scheduleFrame方法),让后window的onBeginFrame,onDrawFrame回调(在SchedulerBinding初始化时设置的,这两个回调会执行一些callback)会被调用,SchedulerBinding通过persisterCallbacks来调用到BuildOwner中buildScope方法。上面我们只看了buildScope的一部分,当通过setState方法来触发界面重绘时,buildScope的callBack为null
void buildScope(Element context, [VoidCallback callback]) {if (callback == null && _dirtyElements.isEmpty)return;Timeline.startSync('Build', arguments: timelineWhitelistArguments);try {_scheduledFlushDirtyElements = true;if (callback != null) {Element debugPreviousBuildTarget;_dirtyElementsNeedsResorting = false;try {callback();//调用callback} finally {}}_dirtyElements.sort(Element._sort);_dirtyElementsNeedsResorting = false;int dirtyCount = _dirtyElements.length;int index = 0;while (index < dirtyCount) {try {_dirtyElements[index].rebuild();//遍历dirtyElements并执行他们的rebuild方法来使这些Element进行rebuild} catch (e, stack) {}index += 1;if (dirtyCount < _dirtyElements.length || _dirtyElementsNeedsResorting) {_dirtyElements.sort(Element._sort);_dirtyElementsNeedsResorting = false;dirtyCount = _dirtyElements.length;while (index > 0 && _dirtyElements[index - 1].dirty) {index -= 1;}}}} finally {for (Element element in _dirtyElements) {//最后解除Element的dirty标记,以及清空dirtyElementsassert(element._inDirtyList);element._inDirtyList = false;}_dirtyElements.clear();_scheduledFlushDirtyElements = false;_dirtyElementsNeedsResorting = null;Timeline.finishSync();}
}
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很明显就是对dirtyElements中的元素进行遍历并且对他们进行rebuild。
布局
window通过scheduleFrame方法会让SchedulerBinding来执行handleBeginFrame方法(执行transientCallbacks)和handleDrawFrame方法(执行persistentCallbacks,postFrameCallbacks),在RendererBinding初始化时添加了_handlePersistentFrameCallback,它调用了核心的绘制方法drawFrame。
@protected
void drawFrame() {assert(renderView != null);pipelineOwner.flushLayout();//布局pipelineOwner.flushCompositingBits();//刷新dirty的renderobject的数据pipelineOwner.flushPaint();//绘制renderView.compositeFrame(); // 将二进制数据发送给GPUpipelineOwner.flushSemantics(); // 将语义发送给系统
}
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flushLayout触发布局,将RenderObject树的dirty节点通过调用performLayout方法进行逐一布局,我们先看一下RenderPadding中的实现
@override
void performLayout() {_resolve();//解析padding参数if (child == null) {//如果没有child,直接将constraints与padding综合计算得出自己的sizesize = constraints.constrain(Size(_resolvedPadding.left + _resolvedPadding.right,_resolvedPadding.top + _resolvedPadding.bottom));return;}final BoxConstraints innerConstraints = constraints.deflate(_resolvedPadding);//将padding减去,生成新的约束innerConstraintschild.layout(innerConstraints, parentUsesSize: true);//用新的约束去布局childfinal BoxParentData childParentData = child.parentData;childParentData.offset = Offset(_resolvedPadding.left, _resolvedPadding.top);//设置childParentData的offset值(这个值是相对于parent的绘制偏移值,在paint的时候传入这个偏移值)size = constraints.constrain(Size(//将constraints与padding以及child的sieze综合计算得出自己的size_resolvedPadding.left + child.size.width + _resolvedPadding.right,_resolvedPadding.top + child.size.height + _resolvedPadding.bottom));
}
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可以看到RenderPadding中的布局分两种情况。如果没有child,那么就直接拿parent传过来的约束以及padding来确定自己的大小;否则就先去布局child,让后再拿parent传过来的约束和padding以及child的size来确定自己的大小。RenderPadding是典型的单child的RenderBox,我们看一下多个child的RenderBox。例如RenderFlow
@override
void performLayout() {size = _getSize(constraints);//直接先确定自己的sizeint i = 0;_randomAccessChildren.clear();RenderBox child = firstChild;while (child != null) {//遍历孩子_randomAccessChildren.add(child);final BoxConstraints innerConstraints = _delegate.getConstraintsForChild(i, constraints);//获取child的约束,此方法为抽象child.layout(innerConstraints, parentUsesSize: true);//布局孩子final FlowParentData childParentData = child.parentData;childParentData.offset = Offset.zero;child = childParentData.nextSibling;i += 1;}
}
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可以看到RenderFlow的size直接就根据约束来确定了,并没去有先布局孩子,所以RenderFlow的size不依赖与孩子,后面依旧是对每一个child依次进行布局。
还有一种比较典型的树尖类型的RenderBox,LeafRenderObjectWidget子类创建的RenderObject对象都是,他们没有孩子,他们才是最终需要渲染的对象,例如
@override
void performLayout() {size = _sizeForConstraints(constraints);
}
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非常简单就通过约束确定自己的大小就结束了。所以performLayout过程就是两点,确定自己的大小以及布局孩子。我们上面提到的都是RenderBox的子类,这些RenderObject约束都是通过BoxConstraints来完成,但是RenderSliver的子类的约束是通过SliverConstraints来完成,虽然他们对child的约束方式不同,但他们在布局过程需要执行的操作都是一致的。
绘制
布局完成了,PipelineOwner就通过flushPaint来进行绘制
void flushPaint() {try {final List<RenderObject> dirtyNodes = _nodesNeedingPaint;_nodesNeedingPaint = <RenderObject>[];// 对dirty nodes列表进行排序,最深的在第一位for (RenderObject node in dirtyNodes..sort((RenderObject a, RenderObject b) => b.depth - a.depth)) {assert(node._layer != null);if (node._needsPaint && node.owner == this) {if (node._layer.attached) {PaintingContext.repaintCompositedChild(node);} else {node._skippedPaintingOnLayer();}}}} finally {}
}
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PaintingContext.repaintCompositedChild(node)会调用到child._paintWithContext(childContext, Offset.zero)方法,进而调用到child的paint方法,我们来看一下第一次绘制的情况,dirty的node就应该是RenderView,跟进RenderView的paint方法
@override
void paint(PaintingContext context, Offset offset) {if (child != null)context.paintChild(child, offset);//直接绘制child
}
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自己没有什么绘制的内容,直接绘制child,再看一下RenderShiftedBox
@override
void paint(PaintingContext context, Offset offset) {if (child != null) {final BoxParentData childParentData = child.parentData;context.paintChild(child, childParentData.offset + offset);//直接绘制child}
}
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好像没有绘制内容就直接递归的进行绘制child,那找一个有绘制内容的吧,我们看看RenderDecoratedBox
@override
void paint(PaintingContext context, Offset offset) {//Offset由parent去paintChild的时候传入,该值存放在child的parentdata字段中,该字段是BoxParentData或以下实例_painter ??= _decoration.createBoxPainter(markNeedsPaint);//获取painter画笔final ImageConfiguration filledConfiguration = configuration.copyWith(size: size);if (position == DecorationPosition.background) {//画背景_painter.paint(context.canvas, offset, filledConfiguration);//绘制过程,具体细节再painter中if (decoration.isComplex)context.setIsComplexHint();}super.paint(context, offset);//画child,里面直接调用了paintChildif (position == DecorationPosition.foreground) {//画前景_painter.paint(context.canvas, offset, filledConfiguration);if (decoration.isComplex)context.setIsComplexHint();}
}
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如果自己有绘制内容,paint方法中的实现就应该包括绘制自己以及绘制child,如果没有孩子就只绘制自己的内容,看一下RenderImage
@override
void paint(PaintingContext context, Offset offset) {if (_image == null)return;_resolve();paintImage(//直接绘制Image,具体细节再此方法中canvas: context.canvas,rect: offset & size,image: _image,scale: _scale,colorFilter: _colorFilter,fit: _fit,alignment: _resolvedAlignment,centerSlice: _centerSlice,repeat: _repeat,flipHorizontally: _flipHorizontally,invertColors: invertColors,filterQuality: _filterQuality);
}
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所以基本上绘制需要完成的流程就是,如果自己有绘制内容,paint方法中的实现就应该包括绘制自己以及绘制child,如果没有孩子就只绘制自己的内容,流程比较简单。
以上是自己学习的一些总结,如有错误之处请指出,大家共同探讨,觉得不错的话,点个赞呗!