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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 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

三、Flutter的渲染机制之RenderObjectWidget、RenderObjectElement、RenderObject

RenderObjectWidget 是 Widget 例如 SizeBox ， Column 等

RenderObjectElement 是这类 Widget 生成的 Element 类型，

例如 SizeBox 对应 SingleChildRenderObjectElement （单子节点的 Element ）

RenderObject 才是真正负责绘制的对象，其中包含了 paint ， layout 等方法~

Text 组件为例：

class Text extends StatelessWidget

Text build返回的是

class RichText extends MultiChildRenderObjectWidget

MultiChildRenderObjectWidget - MultiChildRenderObjectElement

RenderObjectElement 会重写 mount

遍历 _parent (就是上个节点的 element ，这个 _parent 在每次的 mount 方法设置),一直遍历知道找到最近的一个 RenderObjectElement

在回顾下 inflateWidget

SingleChildRenderObjectElement

MultiChildRenderObjectElement

inflateWidget 会触发 RenderObjectWidget 的 createElement 创建 RenderObjectElement ,

再调用 RenderObjectElement 的 mount 方法

mount 方法调用 RenderObjectWidget 的 createRenderObject 方法创建 RenderObject

然后找到最近的一个父 RenderObjectElement 调用 insertRenderObjectChild 插入 RenderObject

(注意：这里不是 RenderObjectElement 的 child ，而是 RenderObjectElement 关联的 RenderObject 的 child , element 树里面都是 element ， RenderObject 树里面都是 RenderObject )

MultiChildRenderObjectElement 多子节点挂载逻辑

多节点添加子节点逻辑

每个子节点的 parentData 的 after 用来指向前一个子节点 previous 指向下一个子节点

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