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Flutter面试：渲染原理

页面中的各界面元素（Widget）以树的形式组织，即控件树。Flutter通过控件树中的每个控件创建不同类型的渲染对象，组成渲染对象树。而渲染对象树在Flutter的展示过程分为三个阶段：布局、绘制、合成和渲染。

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（一）布局

Flutter采用深度优先机制遍历渲染对象树，决定渲染对象树中各渲染对象在屏幕上的位置和尺寸。在布局过程中，渲染对象树中的每个渲染对象都会接收父对象的布局约束参数，决定自己的大小，然后父对象按照控件逻辑决定各个子对象的位置，完成布局过程。

为了防止因子节点发生变化而导致整个控件树重新布局，Flutter加入了一个机制——布局边界（Relayout Boundary），可以在某些节点自动或手动地设置布局边界，当边界内的任何对象发生重新布局时，不会影响边界外的对象，反之亦然。

二）绘制

布局完成后，渲染对象树中的每个节点都有了明确的尺寸和位置。Flutter会把所有的渲染对象绘制到不同的图层上。与布局过程一样，绘制过程也是深度优先遍历，而且总是先绘制自身，再绘制子节点。

以下图为例：节点1在绘制完自身后，会再绘制节点2，然后绘制它的子节点3、4和5，最后绘制节点6。

可以看到，由于一些其他原因（比如，视图手动合并）导致2的子节点5与它的兄弟节点6处于了同一层，这样会导致当节点2需要重绘的时候，与其无关的节点6也会被重绘，带来性能损耗。

为了解决这一问题，Flutter提出了与布局边界对应的机制——重绘边界（Repaint Boundary）。在重绘边界内，Flutter会强制切换新的图层，这样就可以避免边界内外的互相影响，避免无关内容置于同一图层引起不必要的重绘。

重绘边界的一个典型场景是Scrollview。ScrollView滚动的时候需要刷新视图内容，从而触发内容重绘。而当滚动内容重绘时，一般情况下其他内容是不需要重绘的，这时候重绘边界就派上用场了。

（三）合成和渲染

终端设备的页面越来越复杂，因此Flutter的渲染树层级通常很多，直接交付给渲染引擎进行多图层渲染，可能会出现大量渲染内容的重复绘制，所以还需要先进行一次图层合成，即将所有的图层根据大小、层级、透明度等规则计算出最终的显示效果，将相同的图层归类合并，简化渲染树，提高渲染效率。

合并完成后，Flutter会将几何图层数据交由Skia引擎加工成二维图像数据，最终交由GPU进行渲染，完成界面的展示。

四、总结

咱们从各种业界主流跨端方案与Flutter的对比开始，到Flutter的简要介绍以及Flutter的运行机制，并以界面渲染过程为例，从布局、绘制、合成和渲染三个阶段讲述了Flutter的实现原理。相信大家对Flutter已经有一个整体认知，赶快一起上手操作起来吧！

Flutter Widget的渲染原理

抽象类Element 有mount方法

抽象类Widget 有createElement方法

RenderObjectWidget有createElement方法 和  createRenderObject方法

每一个Widget, 都有createElement方法，通过createElement方法 创建一个Element对象，

Element加入Element树中，它会创建三种Element ，每个Element 有个mount方法

第一种：RenderObjectElement（RenderObjectWidget的createElement方法）

mount方法中 调用

widget.createRenderObject(this) ，创建RenderObject对象，RenderObject对象加入Render树中

第二种：StatefulElement继承ComponentElement 

第三种：StatelessElement继承ComponentElement 

并不是所有的Widget都会被独立渲染！只有继承RenderObjectWidget的才会创建RenderObject对象！ 

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

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

Flutter Channel底层原理分析

百度网盘flutter 见46-Flutter Channel

Flutter 提供三种Channel用作Flutter与iOS原生平台之间的数据传递

1.FlutterBasicMessageChannel: 用作频繁与原生交互

2.FlutterMethodChannel:用来调用方法，双向通讯

3.FlutterEventChannel：数据流通讯

三种Channel,都有以下成员变量

1.name: Channel 的唯一标识

在Flutter应用中，通常存在多个Platform Channel,使用name区分不同的Channel

2.messenger: 消息信使(BinaryMessenger)

负责Flutter与原生之间的相互通讯

[methodChannel setMethodCallHandler:^(FlutterMethodCall * _Nonnull call, FlutterResult  _Nonnull  result) {

}];

setMethodCallHandler方法，MethodCallHandler放在FlutterBinaryMessageHandler中

创建一个FlutterMethodChannel，通过 setMethodCallHandler来进行消息处理，最终会为FlutterMethodChannel绑定一个FlutterBinaryMessageHandler，并以FlutterMethodChannel的name作为key，保存在一个Map结构中

先创建 FlutterEngine-FlutterViewController-FlutterMethodChannel,

调用setMethodCallHandler方法时，会进入FlutterEngine的setMessageHandlerOnChannel:binaryMessageHandle:中，在进入PlatformMessageRouter中进行储存