flutter实现原理的简单介绍

flutter 状态管理 InheritedWidget 原理分析

最近公司做技术分享写的文章的demo

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Flutter中的InheritedWidget状态管理

1.InheritedWidget是什么？

InheritedWidget是Flutter中非常重要的一个功能型组件，它提供了一种数据在widget树中从上到下传递、共享的方式，比如我们在应用的根widget中通过InheritedWidget共享了一个数据，那么我们便可以在任意子widget中来获取该共享的数据！这个特性在一些需要在widget树中共享数据的场景中非常方便！如Flutter SDK中正是通过InheritedWidget来共享应用主题（Theme）和Locale (当前语言环境)信息的。

InheritedWidget和React中的context功能类似，和逐级传递数据相比，它们能实现组件跨级传递数据。InheritedWidget的在widget树中数据传递方向是从上到下的，这和通知Notification的传递方向正好相反。

2.源码分析

InheritedWidget

先来看下InheritedWidget的源码：

abstract class InheritedWidget extends ProxyWidget {   const InheritedWidget({ Key key, Widget child }): super(key: key, child: child);  @override  InheritedElement createElement() =InheritedElement(this);  @protected  bool updateShouldNotify(covariant InheritedWidget oldWidget);}

它继承自ProxyWidget：

abstract class ProxyWidget extends Widget {   const ProxyWidget({ Key key, @required this.child }) : super(key: key);  final Widget child;}

可以看出Widget内除了实现了createElement方法外没有其他操作了，它的实现关键一定就是InheritedElement了。

InheritedElement 来看下InheritedElement源码

class InheritedElement extends ProxyElement {   InheritedElement(InheritedWidget widget) : super(widget);  @override  InheritedWidget get widget = super.widget;  // 这个Set记录了所有依赖的Elementfinal MapElement, Object _dependents = HashMapElement, Object();

//该方法会在Element mount和activate方法中调用，_inheritedWidgets为基类Element中的成员，用于提高Widget查找父节点中的InheritedWidget的效率，它使用HashMap缓存了该节点的父节点中所有相关的InheritedElement，因此查找的时间复杂度为o(1)   @override  void _updateInheritance() {final MapType, InheritedElement incomingWidgets = _parent?._inheritedWidgets;if (incomingWidgets != null)      _inheritedWidgets = HashMapType, InheritedElement.from(incomingWidgets);    else      _inheritedWidgets = HashMapType, InheritedElement();    _inheritedWidgets[widget.runtimeType] = this;  }

//该方法在父类ProxyElement中调用，看名字就知道是通知依赖方该进行更新了，这里首先会调用重写的updateShouldNotify方法是否需要进行更新，然后遍历_dependents列表并调用didChangeDependencies方法，该方法内会调用mardNeedsBuild，于是在下一帧绘制流程中，对应的Widget就会进行rebuild，界面也就进行了更新   @override  void notifyClients(InheritedWidget oldWidget) {    assert(_debugCheckOwnerBuildTargetExists('notifyClients'));for (Element dependent in _dependents.keys) {      notifyDependent(oldWidget, dependent);    }  }

其中_updateInheritance方法在基类Element中的实现如下：

void _updateInheritance() {

_inheritedWidgets = _parent?._inheritedWidgets;

}

总结来说就是Element在mount的过程中，如果不是InheritedElement，就简单的将缓存指向父节点的缓存，如果是InheritedElement，就创建一个缓存的副本，然后将自身添加到该副本中，这样做会有两个值得注意的点：

InheritedElement的父节点们是无法查找到自己的，即InheritedWidget的数据只能由父节点向子节点传递，反之不能。

如果某节点的父节点有不止一个同一类型的InheritedWidget，调用inheritFromWidgetOfExactType获取到的是离自身最近的该类型的InheritedWidget。

看到这里似乎还有一个问题没有解决，依赖它的Widget是在何时被添加到_dependents这个列表中的呢？

回忆一下从InheritedWidget中取数据的过程，对于InheritedWidget有一个通用的约定就是添加static的of方法，该方法中通过inheritFromWidgetOfExactType找到parent中对应类型的的InheritedWidget的实例并返回，与此同时，也将自己注册到了依赖列表中，该方法的实现位于Element类，实现如下：

@overrideT dependOnInheritedWidgetOfExactType

// 这里通过上述mount过程中建立的HashMap缓存找到对应类型的InheritedElement final InheritedElement ancestor = _inheritedWidgets == null ? null : _inheritedWidgets[T];if (ancestor != null) {    assert(ancestor is InheritedElement);return dependOnInheritedElement(ancestor, aspect: aspect);  }  _hadUnsatisfiedDependencies = true;  return null;}

@overrideInheritedWidget dependOnInheritedElement(InheritedElement ancestor, { Object aspect }) {  assert(ancestor != null);

// 这个列表记录了当前Element依赖的所有InheritedElement，用于在当前Element deactivate时，将自己从InheritedElement的_dependents列表中移除，避免不必要的更新操作   _dependencies ??= HashSetInheritedElement();  _dependencies.add(ancestor);  ancestor.updateDependencies(this, aspect);return ancestor.widget;}

3.如何使用InheritedWidget

1）、创建一个类继承自Inheritedwidget

class InheritedContext extends InheritedWidget{  final InheritedTestModel inheritedTestModel;  InheritedContext({    Key key,    @required this.inheritedTestModel,    @required Widget child}): super(key: key, child: child);static InheritedContext  of (BuildContext context) {    return context.dependOnInheritedWidgetOfExactTypeInheritedContext();  }  @override  bool updateShouldNotify(InheritedContext oldWidget) {    return inheritedTestModel != oldWidget.inheritedTestModel;  }}

2）、InheritedTestModel类为数据容器（这里定义了一个Listint数据源）

class InheritedTestModel{ final List _list;  InheritedTestModel(this._list);  List getList(){    return _list;  }}

class ArrayListData{  static List  _list ;static List  getListData (){     _list  = new List();     _list .add(1);     _list .add(2);     _list .add(3);     _list .add(4);return  _list ;  }}

3）、定义一个Widget 使用 InheritedContext类的数据 InheritedTestModel 

class ListDemo extends StatefulWidget{  @override  State createState() {    return new ListDemoState();  }}class ListDemoState extends StateListDemo{List _list;  InheritedTestModel _inheritedTestModel;  Timer _timer;  Duration oneSec = const Duration(seconds: 1);  @override  void initState() {    _list = ArrayListData. getListData ();    _inheritedTestModel = new InheritedTestModel(_list);    _timer = Timer.periodic(oneSec, (timer) {      _doTimer();    });  }  void _doTimer() {    for(int i = 0; i  _list.length; i++){      _list[i] = _list[i]+ 1;    }  setState(() {    _inheritedTestModel = new InheritedTestModel(_list);  });  }Widget _buildBody() {    return Container(child: ListDemo2(),    );  }  @override  Widget build(BuildContext context) {    return InheritedContext(inheritedTestModel: _inheritedTestModel,      child: Scaffold(appBar: AppBar(title: Text("ListDemo"),        actions: Widget[            IconButton(icon: Icon(Icons. add ),            )        ],),        body: _buildBody(),      ),    );  }  @override  void dispose() {    super.dispose();if (_timer != null) {      _timer.cancel();    }  }}

4）、在ListDemo中通过Timer更新InheritedTestModel 中的数据，然后再下一个Widget中获取更新的数据作为展示

class ListDemo2 extends StatefulWidget{  @override  State createState() {    return new ListDemoState2();  }}class ListDemoState2 extends StateListDemo2{InheritedTestModel _inheritedTestModel;  Widget _buildListItem(BuildContext context,int index) {    return  Container(height: 50,        width: 100,        alignment: Alignment. center ,        child: Text(_inheritedTestModel.getList()[index].toString()),    );  }Widget _buildBody() {    _inheritedTestModel = InheritedContext. of (context).inheritedTestModel;return Container(child: ListView.builder(itemBuilder:(context, index)=_buildListItem(context,index),itemCount: _inheritedTestModel.getList().length,),    );  }  @override  Widget build(BuildContext context) {    return  _buildBody();  }}

这样就可以在父widget中更新数据，子View不需任何操作直接从数据容器InheritedTestModel 中获取到更新后的新数据

这是一个数据共享的简单的例子，基本的流程，大致就是A去更新B的数据，A和B有一个共同的父类，实现数据的共享

4.上面说了原理和基本的使用，但是在实际项目当中，我当然不建议这样来使用，Google 已经为我们封装好了功能更加强大的插件Provider，其内部原理就是基于InheritedWidget来实现的，我们理解了基本原理，可以更好的在项目中运用Provider

flutter与原生交互方法和底层原理分析

1.环境准备， 参考链接

2.添加国内环境配置： 参考链接

3.新建

name: String类型，代表Channel的名字，也是其唯一标识符。

messager：BinaryMessenger类型，代表消息信使，是消息的发送与接收的工具。

codec: MessageCodec类型或MethodCodec类型，代表消息的编解码器。

fluuter中的MessageCodec用于二进制格式数据与基础数据之间的编解码。BasicMessageChannel所使用的编解码器就是MessageCodec。

iOS中，名称为FlutterMessageCodec，是一个协议，定义了两个方法：encode接收一个类型为id的消息，将其编码为NSData类型，而decode接收NSData类型消息，将其解码为id类型数据。

MessageCodec有多种不同的实现：

与MessageCodec不同的是，MethodCodec用于MethodCall对象的编解码，一个MethodCall对象代表一次从Flutter端发起的方法调用。MethodCall有2个成员变量：String类型的method代表需要调用的方法名称，通用类型(Android中为Object，iOS中为id)的arguments代表需要调用的方法入参

由于处理的是方法调用，故相比于MessageCodec，MethodCodec多了对调用结果的处理。当方法调用成功时，使用encodeSuccessEnvelope将result编码为二进制数据，而当方法调用失败时，则使用encodeErrorEnvelope将error的code、message、detail编码为二进制数据

MethodCodec有两种实现：

Flutter Bloc实现原理

1、继承SingleChildStatelessWidget，就是一个widget，通过create 传入一个Bloc对象

1、Bloc继承自BlocBase，BlocBase中创建了StreamController对象，为多订阅对象

其中onCounterEvent((event, emit)为初始化创建_eventController监听

2、Bloc中创建_eventController，为事件通知

3、BlocBase创建_stateController,为状态刷新通知

4、add方法是执行广播通知

5、处理完数据之后执行emit()方法，其中emit方法是stateController广播

1、 BlocBuilder继承自BlocBuilderBase，_BlocBuilderBaseState中build方法返回的是BlocListener

2、BlocListener继承BlocListenerBase，_BlocListenerBaseState中_subscribe()添加监听stateController广播通知

为什么Flutter开发APP性能最接近原生，前端程序员请关注

Flutter是谷歌公司推出的跨终端的开发框架，支持Android、iOS和WEB终端。1.0版在2018年12月5日发布，目前的最新版本是1.5，它采用的开发语言是Dart，Dart也是谷歌开发的计算机编程语言，语法类似C，是编译型语言：

hello world例子，打印字符串“Hello World!”：

1、没有桥接层

React Native、Weex等技术都是跨终端的框架，然而性能跟原生App存在很大差距。这是由于它们的工作原理决定的：

React Native、Weex等技术多了一个桥接层，所以界面渲染会慢一些，由于UI渲染非常频繁，想要不卡顿，基本上比较难，性能和用户体验跟原生代码有差距。而这恰恰是Flutter的优势所在：

Dart可以被编译成不同平台的本地代码，让Flutter不通过桥接层直接跟平台通信，自然性能会快一些。

2、编译执行

JavaScript是解释执行的，Dart是编译执行的，性能谁好一目了然。

3、Flutter Engine虚拟机

Flutter是依靠Flutter Engine虚拟机在iOS和Android上运行的，Flutter Engine使用C/C++编写，开发人员通过Flutter框架直接和API在内部进行交互，所以具有输入低延迟和UI渲染高帧速率的特点。除了这特点之外，Flutter还提供了自己的小部件，Flutter小部件是使用从React获取灵感的现代框架构建的。 中心思想是您使用小部件构建UI。

窗口小部件根据其当前配置和状态描述了它们的视图。 当窗口小部件的状态发生更改时，窗口小部件会重建其描述，框架将根据前面的描述进行区分，以确定底层呈现树从一个状态转换到下一个状态所需的最小更改。可以直接在OS平台提供的画布上进行描绘，也就是一些核心类库直接放到虚拟机里面，调用起来更快。

从它的系统结构可以看出，类似安卓的ART(Android Run Time)虚拟机，同样采用AOT(Ahead of TIme)技术，会在APP安装时就编译成机器语言，不再解释执行，从而优化了APP运行的性能。

4、自带渲染引擎

Flutter使用谷歌自己的Skia渲染引擎，而Android系统自带Skia引擎，iOS平台上Flutter也会把Skia引擎打包到APP中，从而实现了高效渲染。而React Native通过桥接层访问原生UI，操作频繁就容易出性能问题。

综合所述，Flutter 是性能最接近原生代码 的一种开发框架，未来也会是构建谷歌Fuchsia应用的主要方式，前途不可限量，唯一的问题就是需要学习一门新的语言：Dart，而有Java或者C#语言基础的程序员会比较容易学习。

Flutter Provider实现原理

ChangeNotifierProvider、ChangeNotifier、Consumer的关系

1、ChangeNotifierProvider的父类ListenableProvider，ListenableProvider中实现了_startListening方法，_startListening主要是将Element的刷新方法添加到ChangeNotifier中的_listeners中

2、ListenableProvider将startListening传入其父类InheritedProvider，InheritedProvider主要是创建delegate = _CreateInheritedProvider。这个delegate就是_CreateInheritedProvider中delegate.startListening中的delegate

1、ChangNotifier负责更新UI

ChangeNotifier中notifyListeners，通过遍历_listeners，实现强制刷新UI

1、Consumer:包裹待刷新UI，在buildWithChild中将Provider.ofT(context)传入builder方法

2、解析 Provider.ofT(context)

Provider.ofT(context)是获取ChangeNotifier对象的方法

Provider.of中通过传入的context，获取父视图为inheritedElement的对象

获取到inheritedElement，通过inheritedElement.getValue的方式获取ChangeNotifier对象

7、继续查看inheritedElement?.value。通过断点可以进入_CreateInheritedProvider 类中get Value方法。调用startListening将当前Consumer包裹的element添加到Prorivder的_listeners数组中

通过调用notifyListeners()来刷新所有Consumer完整的Provider执行流程大概就是这样，流程图如下