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Flutter-为什么那么多公司钟爱Flutter

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本人会针对Flutter从入门到相对熟练【具备开发水平】,在掘金上开辟一个专栏,专门讲述掌握Flutter的基本过程,每周会定期更新1-2篇博客!

本人会不断提供优质的内容博客给大家,内容目前涵盖Objective-C、Swift、Flutter、小程序的开发。欢迎点赞博客及关注本人,共同进步~~~

背景与问题

  1. 中小公司维护一个App的成本好高呀,有没有办法可以降低成本的可能性,但是又不想让代码缺少维护?

  2. 有没有方案可以实现一份代码可以运行在多个平台,减少沟通成本呢?

问题方案选择

各公司都开始关注和使用跨端方案【包括大厂阿里巴巴以及腾讯】目前主流的跨端方案主要分为两种:一种是将JavaScriptCore引擎作为虚拟机的方案,代表框架是React Native;另一种是使用非JavaScriptCore虚拟机的方案,代表框架是Flutter。【其中还有一种是使用Webview的方案-待会也会讲解到】

使用跨端方案进行开发,必然会替代原有平台的开发技术,所以我们在选择跨端方案时,不能只依赖于某几项指标,比如编程语言、性能、技术架构等,来判断是否适合自己团队和产品,更多的还要考虑开发效率、社区支持、构建发布、 DevOps、 CI 支持等工程化方面的指标。

目前本公司其它项目采用的是Flutter和Swift混编,感觉下一步本负责项目也要进入这个模式,所以开启Flutter之旅。

希望通过本篇博客,大家能够理解为什么选择Flutter,以及几种跨平台的区别,欢迎关注与点赞,彼此共同进步,谢谢!!!

方案特点原理

方案一:Webview

Webview是基于JavaScript和WebView的跨平台。主要工作在Webkit中完成

最早出现的跨平台框架是基于JavaScript和WebView,代表框架有PhoneGap,Apache Cordova,Ionic等。

WebView主要是通过HTML来构建自己的界面,再将其显示在各个平台的WebView中,但是它默认是不能调用本地的一些服务的【比如蓝牙、相机等】所以需要调用JavaScript进行桥接调用Native的一些代码来完成某些功能。但是根据本人亲自对WebView的使用,WebView的性能并不够理想,而且开发过程中的坑也比较多。

下图是WebView的原理图--认真看下

方案二:React Native

React Native【简称RN】是Facebook于2015年4月开源的跨平台移动应用开发框架,,是Facebook早先开源的JS框架 React 在原生移动应用平台的衍生产物,目前支持iOS和安卓两大平台。

RN使用JavaScript语言类似于HTML的JSX,以及CSS来开发移动应用,并且在保留基本渲染能力的基础上,用原生自带的UI组件实现核心的渲染引擎,从而保证了良好的渲染性能。

但是,由于RN的本质是通过JavaScript VM调用原生接口,通信相对比较低效,而且是间接通过原生进行渲染的。

方法三:Flutter

Flutter是谷歌的移动UI框架,可以快速在iOS和Android上构建高质量的原生用户界面。 Flutter可以与现有的代码一起工作。在全世界,Flutter正在被越来越多的开发者和组织使用,并且Flutter是完全免费、开源的。

总体来说,相比于React Native框架,Flutter的优势最主要体验在性能、开发效率和体验两大方面。

React Native所使用的JavaScriptCore,原本用在浏览器中,用于解释执行网页中的JavaScript代码。为了兼容Web标准留下来的历史包袱,无法专门针对移动端进行性能优化。Flutter却不一样,它一开始就抛弃了历史包袱,使用全新的Dart语言编写,同时支持AOT和JIT两种编译方式,而没有采用HTML/CSS/JavaScript组合方式开发,在执行效率上明显高于JavaScriptCore。

除了编程语言的虚拟机,Flutter的优势还体现于UI框架的实现上。它重写了UI框架,从UI控件到渲染,全部重写实现了,依赖Skia图形库和系统图形绘制相关的接口,保证了不同平台上能有相同的体验。

Flutter利用Skia绘图引擎,直接通过CPU、GPU进行绘制,不需要依赖任何原生的控件。【Andriod操作系统中,编写的原生控件中实际上也是依赖于Skia进行绘制,所以Flutter在某些Andriod操作系统上甚至还要高于原生-因为原生Andriod中的Skia必须随着操作系统进行更新,而Flutter SDK中总是保持最新的】

Flutter对比优势

下面用andriod平台来对比:Flutter、原生与RN等平台的对比,可以看出除了原生开发,Flutter的性能更高

Flutter剖析

Flutter绘制原理图

  • GPU将信号同步到UI线程
  • UI线程用Dart来构建图层树
  • 图层树在GPU线程中合成
  • 合成后的视图数据提供给SKia引擎
  • Skia引擎通过OpenGL或者Vulkan将显示内容提供给GPU,所以有两个GPU构成一个闭环

Flutter和React Native的本质区别:

  • React Native 只能通过JavaScript虚拟机扩展调用系统组件,由iOS 和 Andriod系统组件的渲染
  • Flutter是自己完成了组件渲染的闭环

帧率与刷新率

1、基础知识

帧率【fps】:Frame Per Second 

刷新率:显示器的频率,比如iPhone 的 60HZ等

拓展:

我们为什么能看到类似于动画的效果呢?
1、这是因为它播放的速度非常快,研究表明: p 当图片连续播放的频率超过16帧(16张图片),人眼就会感觉非常流畅,当少于16帧时,会感觉到卡顿
2、所以我们平时看到的电影,通常都是24帧或者30帧的(李安之前拍摄120帧的电影,目的就是让图片间隔更小,画面更加的流畅)
复制代码

2、帧率与刷新率的关系

CPU/GPU 向 Buffer 中生成图像,屏幕从 Buffer 中取图像、刷新后显示。

这是一个典型的生产者---消费者模型。理想的情况下帧率和刷新率相等,每绘制一帧,屏幕显示一帧,但是实际情况下往往它们的大小是不同的。如果没有锁来控制同步,很容易出现问题。例如当帧率大于刷新频率,当屏幕还没有刷新第 n-1帧的时候,GPU 已经在生成第 n 帧了。从上往下开始覆盖第n - 1帧的数据,当屏幕开始刷新第n - 1帧的时候,Buffer中的数据上半部分是第n帧数据,下半部分是第n - 1 帧的数据。显示出来的图像就是上下部分出现明显偏差,称之为“撕裂”。

双重缓存【Double Buffer】

1、基本概念

为了解决单缓存的“撕裂”问题,就出现了双重缓存和Vsync。

两个缓存区分别为 Back Buffer 和 Frame Buffer。

GPU 向 Back Buffer 中写数据,屏幕从 Frame Buffer 中读数据。

VSync 信号负责调度从 Back Buffer 到 Frame Buffer 的复制操作。当然底层不是通过复制,而是通过交换内存地址方式,所以可以瞬间完成,效率是非常高的;

工作流程:

  • 在某个时间点,一个屏幕刷新周期完成,VSync 信号产生,先完成复制操作,然后通知 CPU/GPU 绘制下一帧图像。

  • 复制操作完成后屏幕开始下一个刷新周期,即将刚复制到 Frame Buffer 的数据显示到屏幕上。

  • 在这种模型下,只有当 VSync 信号产生时,CPU/GPU 才会开始绘制。

**2、存在的问题
**

双重缓存的缺陷在于:当 CPU/GPU 绘制一帧的时间过长(比如超过16ms)时,会产生 Jank(画面停顿,甚至空白)。

蓝色代表 CPU 生成 Display List;

绿色代表 GPU 执行 Display List 中的命令从而生成帧;

黄色代表生成帧完成,在屏幕上显示;

CPU生成蓝色B的数据,由GPU进行B的绘制,但是这个过长由于过长,那么第二个A就产生了Jank。

B在屏幕上显示之后,发出Vsync信号,A开始绘制,但是由于绘制时间过长,第二个B位置又产生了Jank

渲染引擎Skia

Skia(全称Skia Graphics Library(SGL))是一个由C++编写的开源图形库,Skia就是 Flutter向 GPU提供数据的途径。

Skia 已然是 Android 官方的图像渲染引擎了,因此 Flutter AndroidSDK 无需内嵌 Skia 引擎就可以获得天然的 Skia 支持; 而对于 iOS 平台来说,由于 Skia 是跨平台的,因此它作为 Flutter iOS 渲染引擎被嵌入到 Flutter 的 iOS SDK 中,替代了 iOS 闭源的 Core Graphics/Core Animation/Core Text,这也正是 Flutter iOS SDK 打包的 App 包体积比Android 要大一些的原因。 

底层渲染能力统一了,上层开发接口和功能体验也就随即统一了,开发者再也不用操心平台相关的渲染特性了。也就是说,Skia 保证了同一套代码调用在Android 和 iOS 平台上的渲染效果是完全一致的。

总结

从11月份开始进军Flutter领域,本人的博客也会由iOS 底层探寻 + Flutter初体验 + 小程序的研发为主,欢迎大家关注及点赞,共同在移动端提升自己的专业技能+才干,共勉!!!

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iOS
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