Flutter - 深入理解setState更新机制

亚瑟
• 阅读 1509

基于Flutter 1.5的源码剖析, 分析flutter的StatefulWidget的UI更新机制,相关源码:

widgets/framework.dart
widgets/binding.dart
scheduler/binding.dart
lib/ui/window.dart
flutter/runtime/runtime_controller.cc 

一、概述

对于Flutter来说,万物皆为Widget,常见的Widget子类为StatelessWidget(无状态)和StatefulWidget(有状态);

  • StatelessWidget:内部没有保存状态,界面创建后不会发生改变;
  • StatefulWidget:内部有保存状态,当状态发生改变,调用setState()方法会触发StatefulWidget的UI发生更新,对于自定义继承自StatefulWidget的子类,必须要重写createState()方法。

接下来看看setState()究竟干了哪些操作。

二、Widget更新流程

2.1 setState

[-> framework.dart:: State]

abstract class State<T extends StatefulWidget> extends Diagnosticable {
  StatefulElement _element;

  void setState(VoidCallback fn) {
    ...
    _element.markNeedsBuild();  //[见小节2.2]
  }
} 

这里需要注意setState()不应该在dispose()之后调用,可通过mounted属性值来判断父widget是否还包含该widget。

2.2 markNeedsBuild

[-> framework.dart:: Element]

abstract class Element extends DiagnosticableTree implements BuildContext {
  void markNeedsBuild() {
    if (!_active)
      return;
    if (dirty)
      return;
    _dirty = true;
    owner.scheduleBuildFor(this);   //[见小节2.3]
  }
} 

设置_dirty为true,

2.3 scheduleBuildFor

[-> framework.dart:: BuildOwner]

void scheduleBuildFor(Element element) {
  if (element._inDirtyList) {
    _dirtyElementsNeedsResorting = true;
    return;
  }
  if (!_scheduledFlushDirtyElements && onBuildScheduled != null) {
    _scheduledFlushDirtyElements = true;
    onBuildScheduled();  //[见小节2.4]
  }
  _dirtyElements.add(element);  //记录所有的脏元素
  element._inDirtyList = true;
} 

2.4 _handleBuildScheduled

[-> binding.dart:: WidgetsBinding]

mixin WidgetsBinding on BindingBase, SchedulerBinding, GestureBinding, RendererBinding, SemanticsBinding {
  @override
  void initInstances() {
    super.initInstances();
    _instance = this;
    buildOwner.onBuildScheduled = _handleBuildScheduled;   //赋值onBuildScheduled
    ui.window.onLocaleChanged = handleLocaleChanged;
    ui.window.onAccessibilityFeaturesChanged = handleAccessibilityFeaturesChanged;
    SystemChannels.navigation.setMethodCallHandler(_handleNavigationInvocation);
    SystemChannels.system.setMessageHandler(_handleSystemMessage);
  }

  void _handleBuildScheduled() {
    ensureVisualUpdate();  //[见小节2.5]
  }
} 

Flutter应用启动过程初始化WidgetsBinding时,赋值onBuildScheduled等于_handleBuildScheduled()。

2.5 ensureVisualUpdate

[-> scheduler/binding.dart:: SchedulerBinding]

mixin SchedulerBinding on BindingBase, ServicesBinding {
  @override
  void initInstances() {
    super.initInstances();
    _instance = this;
    ui.window.onBeginFrame = _handleBeginFrame;
    ui.window.onDrawFrame = _handleDrawFrame;
    SystemChannels.lifecycle.setMessageHandler(_handleLifecycleMessage);
  }

  void ensureVisualUpdate() {
    switch (schedulerPhase) {
      case SchedulerPhase.idle:
      case SchedulerPhase.postFrameCallbacks:
        scheduleFrame();  //[见小节2.6]
        return;
      case SchedulerPhase.transientCallbacks:
      case SchedulerPhase.midFrameMicrotasks:
      case SchedulerPhase.persistentCallbacks:
        return;
    }
  }
} 

schedulerPhase的初始值为SchedulerPhase.idle。SchedulerPhase是一个enum枚举类型,有以下5个可取值:

状态 含义
idle 没有正在处理的帧,可能正在执行的是WidgetsBinding.scheduleTask,scheduleMicrotask,Timer,事件handlers,或者其他回调等
transientCallbacks SchedulerBinding.handleBeginFrame过程, 处理动画状态更新
midFrameMicrotasks 处理transientCallbacks阶段触发的微任务(Microtasks)
persistentCallbacks WidgetsBinding.drawFrame和SchedulerBinding.handleDrawFrame过程,build/layout/paint流水线工作
postFrameCallbacks 主要是清理和计划执行下一帧的工作

2.6 scheduleFrame

[-> scheduler/binding.dart:: SchedulerBinding]

void scheduleFrame() {
  //只有当APP处于用户可见状态才会准备调度下一帧方法
  if (_hasScheduledFrame || !_framesEnabled)
    return;
  ui.window.scheduleFrame();  // native方法 [见小节2.7]
  _hasScheduledFrame = true;
} 

2.7 scheduleFrame

[-> lib/ui/window.dart:: Window]

void scheduleFrame() native 'Window_scheduleFrame'; 

window是Flutter引擎中跟图形相关接口打交道的核心类,这里是一个native方法

2.7.1 ScheduleFrame(C++)

[-> window.cc ]

void ScheduleFrame(Dart_NativeArguments args) {
  //  [见小节2.7.2]
  UIDartState::Current()->window()->client()->ScheduleFrame();
} 

通过RegisterNatives()完成native方法的注册,“Window_scheduleFrame”所对应的native方法如上所示。

2.7.2 RuntimeController::ScheduleFrame

[flutter/runtime/runtime_controller.cc]

void RuntimeController::ScheduleFrame() {
  client_.ScheduleFrame(); //  [见小节2.7.3]
} 

2.7.3 Engine::ScheduleFrame

flutter/shell/common/engine.cc

void Engine::ScheduleFrame(bool regenerate_layer_tree) {
  animator_->RequestFrame(regenerate_layer_tree);
} 

文章Flutter渲染机制—UI线程文中小节[2.1]介绍Engine::ScheduleFrame()经过层层调用,最终会注册Vsync回调。 等待下一次vsync信号的到来,然后再经过层层调用最终会调用到Window::BeginFrame()。

2.8 Window::BeginFrame

[-> flutter/lib/ui/window/window.cc]

void Window::BeginFrame(fml::TimePoint frameTime) {
  std::shared_ptr<tonic::DartState> dart_state = library_.dart_state().lock();
  if (!dart_state)
    return;
  tonic::DartState::Scope scope(dart_state);

  int64_t microseconds = (frameTime - fml::TimePoint()).ToMicroseconds();

  // [见小节4.2]
  DartInvokeField(library_.value(), "_beginFrame",
                  {
                      Dart_NewInteger(microseconds),
                  });

  //执行MicroTask
  UIDartState::Current()->FlushMicrotasksNow();

  // [见小节4.4]
  DartInvokeField(library_.value(), "_drawFrame", {});
} 

Window::BeginFrame()过程主要工作:

  • 执行_beginFrame
  • 执行FlushMicrotasksNow
  • 执行_drawFrame

可见,Microtask位于beginFrame和drawFrame之间,那么Microtask的耗时会影响ui绘制过程。

2.9 handleBeginFrame

[-> lib/src/scheduler/binding.dart:: SchedulerBinding]

void handleBeginFrame(Duration rawTimeStamp) {
  Timeline.startSync('Frame', arguments: timelineWhitelistArguments);
  _firstRawTimeStampInEpoch ??= rawTimeStamp;
  _currentFrameTimeStamp = _adjustForEpoch(rawTimeStamp ?? _lastRawTimeStamp);
  if (rawTimeStamp != null)
    _lastRawTimeStamp = rawTimeStamp;

  profile(() {
    _profileFrameNumber += 1;
    _profileFrameStopwatch.reset();
    _profileFrameStopwatch.start();
  });

  //此时阶段等于SchedulerPhase.idle;
  _hasScheduledFrame = false;
  try {
    Timeline.startSync('Animate', arguments: timelineWhitelistArguments);
    _schedulerPhase = SchedulerPhase.transientCallbacks;
    //执行动画的回调方法
    final Map<int, _FrameCallbackEntry> callbacks = _transientCallbacks;
    _transientCallbacks = <int, _FrameCallbackEntry>{};
    callbacks.forEach((int id, _FrameCallbackEntry callbackEntry) {
      if (!_removedIds.contains(id))
        _invokeFrameCallback(callbackEntry.callback, _currentFrameTimeStamp, callbackEntry.debugStack);
    });
    _removedIds.clear();
  } finally {
    _schedulerPhase = SchedulerPhase.midFrameMicrotasks;
  }
} 

该方法主要功能是遍历_transientCallbacks,执行相应的Animate操作,可通过scheduleFrameCallback()/cancelFrameCallbackWithId()来完成添加和删除成员,再来简单看看这两个方法。

2.10 handleDrawFrame

[-> lib/src/scheduler/binding.dart:: SchedulerBinding]

void handleDrawFrame() {
  assert(_schedulerPhase == SchedulerPhase.midFrameMicrotasks);
  Timeline.finishSync(); // 标识结束"Animate"阶段
  try {
    _schedulerPhase = SchedulerPhase.persistentCallbacks;
    //执行PERSISTENT FRAME回调
    for (FrameCallback callback in _persistentCallbacks)
      _invokeFrameCallback(callback, _currentFrameTimeStamp);

    _schedulerPhase = SchedulerPhase.postFrameCallbacks;
    // 执行POST-FRAME回调
    final List<FrameCallback> localPostFrameCallbacks = List<FrameCallback>.from(_postFrameCallbacks);
    _postFrameCallbacks.clear();
    for (FrameCallback callback in localPostFrameCallbacks)
      _invokeFrameCallback(callback, _currentFrameTimeStamp);
  } finally {
    _schedulerPhase = SchedulerPhase.idle;
    Timeline.finishSync(); //标识结束”Frame“阶段
    profile(() {
      _profileFrameStopwatch.stop();
      _profileFramePostEvent();
    });
    _currentFrameTimeStamp = null;
  }
} 

该方法主要功能:

  • 遍历_persistentCallbacks,执行相应的回调方法,可通过addPersistentFrameCallback()注册,一旦注册后不可移除,后续每一次frame回调都会执行;
  • 遍历_postFrameCallbacks,执行相应的回调方法,可通过addPostFrameCallback()注册,handleDrawFrame()执行完成后会清空_postFrameCallbacks内容。

三、小结

可见,setState()过程主要工作是记录所有的脏元素,添加到BuildOwner对象的_dirtyElements成员变量,然后调用scheduleFrame来注册Vsync回调。 当下一次vsync信号的到来时会执行handleBeginFrame()和handleDrawFrame()来更新UI。


微信公众号 Gityuan | 微博 weibo.com/gityuan | 博客 留言区交流


本文转自 http://gityuan.com/2019/07/06/flutter_set_state/,如有侵权,请联系删除。

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
2年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
Jacquelyn38 Jacquelyn38
2年前
2020年前端实用代码段,为你的工作保驾护航
有空的时候,自己总结了几个代码段,在开发中也经常使用,谢谢。1、使用解构获取json数据let jsonData  id: 1,status: "OK",data: 'a', 'b';let  id, status, data: number   jsonData;console.log(id, status, number )
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
Wesley13 Wesley13
2年前
mysql设置时区
mysql设置时区mysql\_query("SETtime\_zone'8:00'")ordie('时区设置失败,请联系管理员!');中国在东8区所以加8方法二:selectcount(user\_id)asdevice,CONVERT\_TZ(FROM\_UNIXTIME(reg\_time),'08:00','0
Wesley13 Wesley13
2年前
Java日期时间API系列36
  十二时辰,古代劳动人民把一昼夜划分成十二个时段,每一个时段叫一个时辰。二十四小时和十二时辰对照表:时辰时间24时制子时深夜11:00凌晨01:0023:0001:00丑时上午01:00上午03:0001:0003:00寅时上午03:00上午0
Wesley13 Wesley13
2年前
00:Java简单了解
浅谈Java之概述Java是SUN(StanfordUniversityNetwork),斯坦福大学网络公司)1995年推出的一门高级编程语言。Java是一种面向Internet的编程语言。随着Java技术在web方面的不断成熟,已经成为Web应用程序的首选开发语言。Java是简单易学,完全面向对象,安全可靠,与平台无关的编程语言。
Stella981 Stella981
2年前
Android蓝牙连接汽车OBD设备
//设备连接public class BluetoothConnect implements Runnable {    private static final UUID CONNECT_UUID  UUID.fromString("0000110100001000800000805F9B34FB");
Stella981 Stella981
2年前
Django中Admin中的一些参数配置
设置在列表中显示的字段,id为django模型默认的主键list_display('id','name','sex','profession','email','qq','phone','status','create_time')设置在列表可编辑字段list_editable
Wesley13 Wesley13
2年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
Python进阶者 Python进阶者
3个月前
Excel中这日期老是出来00:00:00,怎么用Pandas把这个去除
大家好,我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下:这日期老是出来00:00:00,怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下:pd.toexcel之前把这