Widget 渲染过程
在进行 App 开发时,我们往往会关注的一个问题是:如何结构化地组织视图数据,提供给渲染引擎,最终完成界面显示。
通常情况下,不同的 UI 框架中会以不同的方式去处理这一问题,但无一例外地都会用到视图树(View Tree)的概念。而 Flutter 将视图树的概念进行了扩展,把视图数据的组织和渲染抽象为三部分,即 Widget,Element 和 RenderObject。
Widget
Widget 是 Flutter 世界里对视图的一种结构化描述,你可以把它看作是前端中的“控件”或“组件”。Widget 是控件实现的基本逻辑单位,里面存储的是有关视图渲染的配置信息,包括布局、渲染属性、事件响应信息等。
在页面渲染上,Flutter 将“Simple is best”这一理念做到了极致。为什么这么说呢?Flutter 将 Widget 设计成不可变的,所以当视图渲染的配置信息发生变化时,Flutter 会选择重建 Widget 树的方式进行数据更新,以数据驱动 UI 构建的方式简单高效。
但,这样做的缺点是,因为涉及到大量对象的销毁和重建,所以会对垃圾回收造成压力。不过,Widget 本身并不涉及实际渲染位图,所以它只是一份轻量级的数据结构,重建的成本很低。
另外,由于 Widget 的不可变性,可以以较低成本进行渲染节点复用,因此在一个真实的渲染树中可能存在不同的 Widget 对应同一个渲染节点的情况,这无疑又降低了重建 UI 的成本。
Element
Element 是 Widget 的一个实例化对象,它承载了视图构建的上下文数据,是连接结构化的配置信息到完成最终渲染的桥梁。 Flutter 渲染过程,可以分为这么三步: 首先,通过 Widget 树生成对应的 Element 树; 然后,创建相应的 RenderObject 并关联到 Element.renderObject 属性上; 最后,构建成 RenderObject 树,以完成最终的渲染。
可以看到,Element 同时持有 Widget 和 RenderObject。而无论是 Widget 还是 Element,其实都不负责最后的渲染,只负责发号施令,真正去干活儿的只有 RenderObject。
RenderObject Flutter 通过控件树(Widget 树)中的每个控件(Widget)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 的展示过程分为四个阶段,即布局、绘制、合成和渲染。 其中,布局和绘制在 RenderObject 中完成,Flutter 采用深度优先机制遍历渲染对象树,确定树中各个对象的位置和尺寸,并把它们绘制到不同的图层上。绘制完毕后,合成和渲染的工作则交给 Skia 搞定。
Flutter 通过引入 Widget、Element 与 RenderObject 这三个概念,把原本从视图数据到视图渲染的复杂构建过程拆分得更简单、直接,在易于集中治理的同时,保证了较高的渲染效率。
RenderObjectWidget 介绍
StatelessWidget 和 StatefulWidget 只是用来组装控件的容器,并不负责组件最后的布局和绘制。在 Flutter 中,布局和绘制工作实际上是在 Widget 的另一个子类 RenderObjectWidget 内完成的。
总结: Widget 是 Flutter 世界里对视图的一种结构化描述,里面存储的是有关视图渲染的配置信息;Element 则是 Widget 的一个实例化对象,将 Widget 树的变化做了抽象,能够做到只将真正需要修改的部分同步到真实的 Render Object 树中,最大程度地优化了从结构化的配置信息到完成最终渲染的过程;而 RenderObject,则负责实现视图的最终呈现,通过布局、绘制完成界面的展示。