Flutter学习笔记(1)

引言

说到Flutter，绝对绕不开Fuchsia，这个是谷歌开发的一款全新的操作系统Fuchsia内核是Magenta Kernel，一个基于LittleKernel的项目。该系统与Android相比，无论是存储器还是内存之类的硬件要求都大幅降低，外界推论是一款面向物联网的系统,具体是做什么的目前不得而知,但这不是我们所讲的重点

What Is Flutter?

官方介绍

快速开发：Flutter的热重载可以快速地进行测试、构建UI、添加功能并更快地修复错误。
富有表现力，漂亮的用户界面：自带的Material Design和Cupertino（iOS风格）widget、丰富的motion API、平滑而自然的滑动效果。
响应式框架：使用Flutter的现代、响应式框架，和一系列基础widget，轻松构建您的用户界面。
访问本地功能和SDK：Flutter可以复用现有的Java、Swift或ObjC代码，访问iOS和Android上的原生系统功能和系统SDK。
统一的应用开发体验：Flutter拥有丰富的工具和库，可以帮助开发者轻松地同时在iOS和Android系统中实现想法和创意。
原生性能：Flutter包含了许多核心的widget，如滚动、导航、图标和字体等，这些都可以在iOS和Android上达到原生应用一样的性能。

定义

Flutter是Google一个新的用于构建跨平台的手机App的SDK
跨平台应用的框架，没有使用WebView或者系统平台自带的控件，使用自身的高性能渲染引擎自绘
简化版的浏览器，最大限度在android和ios上统一UI，包括业务逻辑和用户体验
开发语言使用dart，结合C, C++, 和Skia（2D渲染引擎）构建
支持hot reload，包含着完整的控件和工具链
一切皆控件，控件是每个Flutter应用程序的基本构建块，与分离视图、控制器、布局和其他属性的框架不同，Flutter具有一致的统一对象模型：控件。一个控件可以定义：结构元素（比如按钮或菜单）、风格元素（比如字体或颜色方案）、布局的方面（比如填充）、一些业务逻辑等
组合大于继承，控件本身通常由许多小型、单用途的控件组成，结合起来产生强大的效果，类的层次结构是扁平的，以最大化可能的组合数量
强化版的WebView，框架仅提供一个View层，大部分功能要依赖原生
目前只能够运行大部分Dart代码（不能引入dart:mirrors或dart:html库）

核心原则

Flutter 包含了一个函数响应式框架（ functional-reactive framework）、一个 2D 渲染引擎、直接可用的 Widget 库、和各种开发工具。这些组件在一起配合使用，来帮助你设计、开发、测试和调试应用。这些功能都围绕几个核心的原则来实现的。

Why Flutter？

高生产率

一套代码可以开发出 Android 和 iOS 应用
同样的功能只需要很少的代码，如果你只开发一个平台的应用，使用时髦的、更具有表达性的开发语言，也可以让你用更少的代码来实现同样的功能。
开发原型和迭代更加方便
在应用运行的时候就可以修改代码并重新加载修改后的功能
直接修改崩溃的 bug，然后继续从崩溃的地方执行调试

创建优雅的、可定制的用户界面

Flutter 内置了对纸墨设计（Material Design）的支持，提供了丰富的 UI 控件库可以用来创建纸墨设计风格的 UI
提供了可定制的 UI 框架，不再受制于手机平台控件的支持

Flutter SDK体积为什么非常大？

Flutter应用的体积由两部分组成：应用代码和 SDK代码。应用代码是 Dart编译后的代码，如果做成可动态下发，那么这部分可以不计。 SDK代码比较大就有点无奈了，SDK的组成部分有 Dart VM，Dart标准库，libwebp、libpng、libboringssl等第三方库，libskia，Dart UI库，然后再加上 icu_data，可能在单 arch下（iOS），SDK体积达到 40+MB。其中仅仅 Dart VM（不包含标准库）就达到了 7MB。 Flutter SDK是 dynamic framework，如此大的二进制体积可能会造成动态链接耗时长。而如果静态链接，可能原来比较大的 App很有可能造成 TEXT段超标。

How Flutter?

运行机制

Flutter 应用运行在一个用 C++ 写的引擎中，Flutter 应用可以看做是一个游戏 App，代码都是在引擎中运行。

Android

引擎的C或C++代码是由Android NDK编译的，而框架的主要代码和应用的代码由Dart compiler编译成native code执行的。
对于Android应用来说，Flutter框架在引擎中实现了一个继承于SurfaceView的 FlutterView。用户所看到的UI都是在这个SurfaceView中显示。如果要和原生平台功能交互，则可以在Activity中使用FlutterView，并通过Flutter提供的消息API和原生平台收发消息。

ios

引擎的C或C++代码是由LLVM编译的，而所有Dart的代码会被AOT编译成native code，整个APP运行时使用的是机器指令（并不是拦截器）。

系统架构

层次结构.png

Flutter Framework: 这是一个纯 Dart实现的 SDK，类似于 React在 JavaScript中的作用。它实现了一套基础库，用于处理动画、绘图和手势。并且基于绘图封装了一套 UI组件库，然后根据 Material 和Cupertino两种视觉风格区分开来。这个纯 Dart实现的 SDK被封装为了一个叫作 dart:ui的 Dart库。我们在使用 Flutter写 App的时候，直接导入这个库即可使用组件等功能。
Flutter Engine: 这是一个纯 C++实现的 SDK，其中囊括了 Skia引擎、Dart运行时、文字排版引擎等。不过说白了，它就是 Dart的一个运行时，它可以以 JIT、JIT Snapshot 或者 AOT的模式运行 Dart代码。在代码调用 dart:ui库时，提供 dart:ui库中 Native Binding 实现。不过别忘了，这个运行时还控制着 VSync信号的传递、GPU数据的填充等，并且还负责把客户端的事件传递到运行时中的代码。

Flutter图形管道.png
整个 Flutter Engine可以粗略地划分为三个部分：Dart UI、Runtime、Shell

Runtime.png

Flutter渲染管道.png

控件生命周期.png

状态生命周期.png

绘制流程

入口

界面的布局和绘制在每一帧都在发生着，甚至界面没有变化，它也会存在；可以想象每一帧里面，引擎都像流水线的一样重复着几个过程：build（构建控件树），layout（布局）, paint（绘制）和 composite（合成），周而复始。驱动整个流水线的入口是WidgetBinding.drawFrame方法。

 void drawFrame() {
    ...
    try {
      if (renderViewElement != null)
        buildOwner.buildScope(renderViewElement);
      super.drawFrame();
      buildOwner.finalizeTree();
    } finally {
     ...
    }
    ...
  }

布局约束

根据parent给予的约束条件来计算size，而设置size只能在performResize或者performLayout中进行，如果设置sizedByParent为true，则只能在performResize中进行，否则就只能在performLayout中与child的布局同时进行。

Layer层

Flutter Layer.png