Flutter底層實現(xiàn)原理

什么是Flutter?

Flutter是谷歌出品的一個移動端框架沧竟,理論上來說Flutter的跨平臺性遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的跨平臺技術(shù)铸敏,解決方案∥虮茫可以保證應(yīng)用同時運(yùn)行在Android杈笔,iOS,Windows糕非,Mac蒙具,Linux球榆,Google Fuchsia終端。
市面上已經(jīng)存在各類跨平臺的方案禁筏,F(xiàn)lutter近年來保持良好的發(fā)展勢頭并且廣受關(guān)注的原因是什么持钉,它本身具備那些方面的優(yōu)勢呢?

Flutter技術(shù)實現(xiàn)

Flutter整體結(jié)構(gòu)圖

Flutter框架結(jié)構(gòu)(Framework)

Flutter框架結(jié)構(gòu)圖

Flutter采用Dart的框架篱昔,Dart本身包含了許多非常適合開發(fā)者使用的移動開發(fā)框架每强,例如常用的Material(Android風(fēng)格)和Cupertino(iOS風(fēng)格)框架。

  • Widget
    Widget的概念其實是Flutter開發(fā)過程中會接觸到的一個比較核心的思想州刽,F(xiàn)lutter官方文檔中寫的“Everything's a widget”舀射,在整個開發(fā)過程中你可以把一切都看作一個組件,組件式的構(gòu)建UI怀伦,響應(yīng)UI
  • Rendering
    Rendering是一個界面的渲染庫,在Flutter中界面的渲染主要包括三個階段:布局(Layout)山林,繪制(Painting)房待,合成(Composite)
  • Animation
    Animation是一個動畫相關(guān)類,可以通過這個類創(chuàng)建一些基礎(chǔ)的動畫驼抹,補(bǔ)間動畫(Tween Animation)桑孩,類似于Android中的ValueAnimator和iOS中的Core Animation
  • Painting
    Painting封裝了來自Engine層的繪制接口(下文將會提到)
  • Gesture
    處理手勢動作和手勢相關(guān)交互
  • Foundation
    底層框架,定義底層工具類和方法框冀,提供其他層使用

Flutter引擎(Engine)

Flutter引擎結(jié)構(gòu)圖

Flutter Engine使用C++實現(xiàn)流椒,主要包括三個部分:Dart Runtime,Skia(Google開源圖形庫),Text(文字排版引擎)

  • Skia
    Skia是一個谷歌出品的開源二維圖形庫,提供常用的API明也,并且可以在多種軟硬件平臺上運(yùn)行宣虾。谷歌Chrome瀏覽器、Chorme OS温数、Android绣硝、火狐瀏覽器、火狐操作系統(tǒng)及其他許多產(chǎn)品都使用它作為圖形引擎
    和其他跨平臺方案不同F(xiàn)lutter沒有使用原生的UI 和 繪制框架撑刺,以此來保證Flutter的高性能體驗

嵌入層(Embedder)

嵌入層結(jié)構(gòu)圖

嵌入層的主要作用顧名思義就是將Flutter嵌入到各個平臺上去,其中主要負(fù)責(zé)的工作有:surface渲染設(shè)置够傍,線程的管理甫菠,原生插件管理,事件循環(huán)的交互冕屯。嵌入層位于整個框架的最底層說明了Flutter的平臺相關(guān)層非常低寂诱,大部分的渲染操作在Flutter本身內(nèi)部完成,各個平臺(Android安聘,iOS等)只需要提供一個畫布刹衫,這就讓Flutter本身有了很好的跨端一致性醋寝。

Flutter如何做到圖形性能媲美原生

不同技術(shù)方案生產(chǎn)app的流程

通過分析各個方案的工作流程可以更好的理解其中的原因

  • 原生Android App
    繪圖時首先調(diào)用原生Java代碼
    調(diào)用繪圖引擎Skia的C/C++代碼
    生成CPU/GPU指令完成繪圖
  • Flutter App
    首先調(diào)用Dart代碼
    直接調(diào)用Skia繪圖引擎C/C++代碼
    生成CPU/GPU指令完成繪圖
  • 一般的跨平臺框架(以RN為例)
    調(diào)用框架代碼(JS)
    調(diào)用原生Java代碼
    調(diào)用繪圖引擎Skia的C/C++代碼
    生成CPU/GPU指令完成繪圖

由此可以看出只要Flutter框架中的Dart代碼的效率可以接近原生的Java代碼的時候整個Flutter App的圖形繪制效率就可以媲美原生

而且在Android原生平臺或者其他跨平臺框架中Skia是作為操作系統(tǒng)的一部分,只有Android操作系統(tǒng)升級的時候Skia才會進(jìn)行升級带迟。但在Flutter中Skia作為了Flutter SDK的一部分音羞,只要Flutter SDK升級Skia就會升級,所以如果Skia在最近有性能上的改進(jìn)仓犬,你的Flutter App很快就可以獲得性能上的改進(jìn)而不是等到下一次系統(tǒng)升級嗅绰。而Skia作為Flutter一個獨立的開源繪圖引擎每天都有幾十個更新提交,性能不斷的成倍提升搀继,所以能夠及時使用最新的Skia引擎對Flutter非常有利窘面。


Skia繪圖引擎同一場景繪制時間趨勢圖
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