给 Android 和 iOS 开发人员不一样的 Flutter 基础讲解

最后部分和大家讨论一个比较有意思的话题

一、单页面应用

了解 Flutter 之前,首先介绍一个简单基础知识点, 「那就是大部分的移动端跨平台框架都是“单页面”应用」

什么是“单页面”应用?也就是对于原生 Android 和 iOS 而言, 「整个跨平台 UI 默认都是运行在一个 Activity / ViewController 上面」 ,默认情况下只会有一个 Activity / ViewController , Flutter、 ReactNative 、Weex 、Ionic 默认情况下都是如此, 「所以一般情况下框架的路由和原生的路由是没有直接关系」

举个例子,如下图所示,

  • 在当前 Flutter 端路由堆栈里有 FlutterAFlutterB 两个页面 Flutter 页面;

  • 这时候打开新的 Activity / ViewController ,启动了 「原生页面X」 ,可以看到 「原生页面X」 作为新的原生页面加入到原生层路由后,把 FlutterActivity / FlutterViewController 给挡住,也就是把 FlutterAFlutterB 都挡住;

  • 这时候在 Flutter 层再打开新的 FlutterC 页面,可以看到依然会被原生页面X挡住;

所以通过这部分内容可以看出来, 「跨平台应用默认情况下作为单页面应用,他们的路由堆栈是和原生层存在不兼容的隔离」

当然这里面重复用了一个词: 「“默认”」 ,也就是其实可以支持自定义混合堆栈的,比如官方的 FlutterEngineGroup ,第三方框架 flutter_boostmix_stackflutter_thrio 等等。

二、渲染逻辑

介绍完“单页面”部分的不同,接下来讲讲 Flutter 在渲染层面的不同。

在渲染层面 Flutter 和其他跨平台框架存在较大差异,如下图所示是现阶段常见的渲染模式对比:

  • 对于原生 Android 而言,是 「原生代码经过 skia 最后到 GPU 完成渲染绘制」 ,Android 原生系统本身自带了 skia;

  • 对于 Flutter 而言, 「Dart 代码里的控件经过 skia 最后到 GPU 完成渲染绘制」 ,这里在 Andriod 上使用的系统的 skia ,而在 iOS 上使用的是打包到项目里的 skia ;

  • 对于 ReactNative/Weex 等类似的项目,它们是 「运行在各自的 JS 引擎里面,最后通过映射为原生的控件,利用原生的渲染能力进行渲染」

  • 对于 ionic 等这类 Hybird 的跨平台框架,使用的主要就是 「WebView 的渲染能力」

skia 在 Android 上根据不同情况就可能会是 OpenGL 或者 Vulkan ,在 iOS 上如果有支持 Metal 也会使用 Metal 加速渲染。

通过前面的介绍,可以看出了:

ReactNative/Weex 这类跨平台和原生平台存在较大关联:

  • 好处就是:如果需要使用原生平台的控件能力,接入成本会比较低;

  • 坏处自然就是:渲染严重依赖平台控件的能力,耦合较多,不同系统之间原生控件的差异,同个系统的不同版本在控件上的属性和效果差异,组合起来在后期开发过程中就是很大的维护成本。、

例如:在 iOS 上调试好的样式,在 Android 上出现了异常;在 Android 上生效的样式,在 iOS 上没有支持;在 iOS 平台的控件效果,在 Android 上出现了不一样的展示,比如下拉刷新,Appbar等;

Flutter 与之不同的地方就是渲染直接利用 skia 和 GPU 交互,在 Android 和 iOS 平台上实现了平台无关的控件,简单说就是 Flutter 里的 Widget 大部分都是和 Android 和 iOS 没有关系。

「本质上原生平台是提供一个类似 Surface 的画板,之后剩下的只需要由 Flutter 来渲染出对应的控件」

一般是使用 FlutterView 作为渲染承载,它在 Android 上内部使用可以是 SurfaceViewTextureView 或者 FlutterImageView ;在 iOS 上是 UIView 通过 Layer 实现的渲染。

「所以 Flutter 的控件在不同平台可以得到一致效果,但是和原生控件进行混合也会有较高的成本和难度」 ,在接入原生控件的能力上,Flutter 提供了 PlatformView 的机制来实现接入, PlatformView 本身的实现会比较容易引发内存和键盘等问题,所以也带来了较高的接入成本。

三、项目结构

如上图所示,默认情况下 Flutter 工程结构是这样的:

  • android 原生的工程目录,可以配置原生的 appNamelogo ,启动图, AndroidManifest 等等;

  • ios 工程目录,配置启动图, logo ,应用名称, plist 文件等等;

  • build 目录,这个目录是编译后出现,一般是 git 的 ignore 目录,打包过程和输入结果都在这个目录下,Android 原生的打包过程输出也被重定向输出到这里;

  • lib 目录,用来写 dart 代码的,入口文件一般是 main.dart

  • pubspec.yaml 文件,Flutter 工程里最重要的文件之一,不管是静态资源引用(图片,字体)、第三方库依赖还是 Dart 版本声明都写在这里。

如下图是使用是关于 pubspec.yaml 文件的结构介绍

需要注意,当这个文件发生改变时,需要重新执行 flutter pub get ,并且 stop 应用之后重新运行项目,而不是使用 hotload

如下所示是 Flutter 的插件工程,Flutter 中分为 PackagePlugin ,如果是

  • Package 项目属于 Flutter 包工程,不会包含原生代码;

  • Plugin 项目属于 Flutter 插件工程,包含了 Android 和 iOS 代码;

四、打包调试

Flutter 运行之前都需要先执行 flutter pub get 来先同步下载第三方代码,下载的第三方代码一般存在于(Mac) /Users/你的用户名/.pub-cache 目录下 。

下载依赖成功后,可以直接通过 flutter run 或者 IDE 工具点击运行来启动 Flutter 项目,这个过程会需要原生工程的一些网络同步工作,比如:

  • Android 上的 Gradle 和 aar 依赖包同步;

  • iOS 上需要 pod install 同步一些依赖包;

如果需要在项目同步过程中查看进度:

  • Android 可以到 android/ 目录下执行 ./gradlew assembleDebug 查看同步进度;

  • iOS 可以到 ios/ 目录下执行 pod install ,查看下载进度;

同步的插件中,如果是 Plugin 带有原生平台的代码逻辑,那么可以在项目根目录下看到一个叫做 .flutter_plugins.flutter-plugins-dependencies 的文件,它们是 git ignore 的文件,Android 和 iOS 中会根据这个文件对本地路径的插件进行引用,后面 Flutter 运行时会根据这个路径动态添加依赖。

默认情况下 Flutter 在 「debug 下是 JIT 的运行模式」 所以运行效率会比较低,速度相对较慢,但是可以 hotload。

「release 下是 AOT 模式」 ,运行速度会快很多,同时 Flutter 在 「模拟器上一般默认会使用 CPU 运行,在真机上会使用 GPU 运行」 ,所以性能表现也不同。

另外 iOS 14 真机上 debug 运行,断后链接后再次启动是无法运行的。

如果项目存在缓存问题,可以 「直接执行 flutter clean 来清理缓存」

最后说下 Flutter 的为什么不支持热更新?

前面讲过 ReactNative 和 Weex 是通过将 JS 代码里的控件转化为原生控件进行渲染,所以本质上 JS 代码部分都只是文本而已,利用 code-push 推送文本内容本质上并不会违法平台要求。

而 Flutter 打包后的文件是二进制文件,推送二进制文件明显是不符合平台要求的。

release 打包后的 Android 会生成 app.soflutter.so 两个动态库;iOS 会生成 App.frameworkFlutter.framework 两个文件。

五、Flutter 简单介绍

最后简单介绍下 Flutter Dart 部分相关的内容,对于原生开发来说,Flutter 主要优先了解这三点: 「响应式、 Widget 和状态管理」

响应式

响应式编程也叫做声明式编程,这是现在前端开发的主流,当然对于客户端开发的一种趋势,比如 Jetpack ComposeSwiftUI

Jetpack Compose 和 Flutter 的在某些表层上看真的很相似。

「响应式简单来说其实就是你不需要手动更新界面,只需要把界面通过代码“声明”好,然后把数据和界面的关系接好,数据更新了界面自然就更新了。」

从代码层面看,对于原生开发而言, 「没有 xml 的布局,没有 storyboard ,布局完全由代码完成,所见即所得,同时也 「不会需要操作界面“对象”去进行赋值和更新,你所需要做的就是配置数据和界面的关系」

响应式开发比数据绑定或者 MVVM 不同的地方是,它每次都是重新构建和调整整个渲染树,而不是简单的对 UI 进行 visibility 操作。

Widget

Widget 是 Flutter 里的基础概念,也是我们写代码最直接接触的对象, 「Flutter 内一切皆 Widget ,Widget 是不可变的(immutable),每个 Widget 状态都代表了一帧。」

所以 Widget 作为一个 immutable 对象,它不可能是真正工作的 UI 对象, 「在 Flutter 里真正的 View 级别对象是 ElementRenderObject , 其中 Element 的抽象对象就是我们经常用到的 BuildContext

举个例子,如下代码所示,其中 testUseAll 这个 Text 在同一个页面下在三处地方被使用,并且代码可以正常运行渲染,如果是一个真正的 View ,是不能在一个页面下这样被多个地方加载使用的。

所以 Flutter 中 Widget 更多只是配置文件的地位」 ,用于描述界面的配置代码,具体它们的实现逻辑、关系还有分类,可以看我写的书 「《Flutter开发实战详解》中」 的第三章和第四章部分。

状态管理

Flutter 作为响应式开发框架,本质上它其实不再追求什么 MVC 、MVP、MVVVM 的设计模式,它更多是对界面状态的管理。

就是要抛弃以前在原生平台上,需要拿到 View 的对象,然后做对其进行 UI 设置这种思路。

Flutter 上更多需要管理数据的流向,比如:

  • 数据是从哪里发出,然后再到哪里消费;

  • 数据是单向还是双向;

  • 数据需要进过哪些中间转化;

  • 数据是从哪一层开始往下传递;

  • 数据绑定了哪些地方;

  • 如何实现多个地方的局部刷新;

因为对于界面来说,它只需要根据数据进行变化即可,我们不需要获取它去单独设置,所以 Flutter 中有各种数据管理和共享的框架,比较流行的有 providergetxflutter_redexflutter_mobx 等等。

有趣的问题

最后说一个比较有意思的问题,之前有人说 「Flutter 里是传递值还是引用」 ?这个问题看过网上有不少文章解释得很奇怪,存在一些误导性的解释,其实这个问题很简单:

「Flutter 里一切皆是对象, 就连 intdoublebool 也是对象,你觉得对象传递的是什么?」

但是对于对象的操作是有区别的,比如对于 intdoubleclass+-*\ 等操作,其实是执行了这个 classoperator 操作符的操作, 然后返回了一个 num 对象。

而对于这个操作,只需要要去 dart vm 看看 Double 对象在进行加减乘除时做了什么,如下图所示,看完相信就知道方法里传递 intdouble 对象后进行操作会是什么样的结果。

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