Flutter基础系列之入门(一)

1.Flutter是什么？

官方介绍：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。

从官方介绍可以看到，Flutter有如下特点：

• 跨平台：现在Flutter至少可以跨4种平台，甚至支持嵌入式开发。我们常用的有Linux、Android、IOS，甚至可以在谷歌最新的操作系统上Fuchsia进行运行，经过第三方扩展，甚至可以跑在MacOS和Windows上，到目前为止，Flutter算是支持平台最多的框架了，良好的跨平台性，直接带来的好处就是减少开发成本。
• 原生用户界面： 它是原生的，让我们的体验更好，性能更好。用官方的话讲就是平滑而自然的滑动效果和平台感知，为您的用户带来全新的体验。
• 开源免费：我们只要学会并使用，这些都是免费的。

现在越来越多的公司加入了Flutter阵容：阿里巴巴、京东、腾讯、头条....

这里，我们通过官方的一张图来看一下Flutter的架构：

• Flutter Framework：这是一个纯 Dart实现的 SDK，它实现了一套基础库，自底向上， 用于处理动画、绘图和手势等。并且基于绘图封装了一套 UI组件库，细分为两种风格的组件(Material和Cupertino)。

1. 1. 底下两层（Foundation和Animation、Painting、Gestures）在Google的一些视频中被合并为一个dart UI层，对应的是Flutter中的dart:ui包，它是Flutter引擎暴露的底层UI库，提供动画、手势及绘制能力。
   2. Rendering层，这一层是一个抽象的布局层，它依赖于dart UI层，Rendering层会构建一个UI树，当UI树有变化时，会计算出有变化的部分，然后更新UI树，最终将UI树绘制到屏幕上，这个过程类似于React中的虚拟DOM。Rendering层可以说是Flutter UI框架最核心的部分，它除了确定每个UI元素的位置、大小之外还要进行坐标变换、绘制(调用底层dart:ui)。
   3. Widgets层是Flutter提供的的一套基础组件库，在基础组件库之上，Flutter还提供了 Material 和Cupertino两种视觉风格的组件库。而我们Flutter开发的大多数场景，只是和这两层打交道。

• Flutter Engine：这是一个纯 C++实现的框架层，包含了 Skia引擎（高性能渲染引擎）、Dart运行环境、文字排版引擎等，在代码调用 dart:ui库时，调用最终会走到Engine层，然后实现真正的绘制逻辑。它可以以 JIT（即时编译）、JIT Snapshot 或者 AOT(预先编译)的模式运行 Dart代码。

更多Flutter的框架介绍，可以参考：https://book.flutterchina.club/chapter1/flutter_intro.html

2.和主流框架的对比

• Cordova：Cordova基于网页技术进行包装，利用插件的形式开发移动应用，无论是性能还是体验，Flutter都可以完胜Cordova。
• RN（React Native）/Weex：RN/Weex的效率由于是将View编译成了原生View，所以效率上要比基于Cordova的HTML5高很多，但是它也有效率问题，RN/Weex的渲染机制是基于前端框架的考虑，复杂的UI渲染是需要依赖多个view叠加。比如我们渲染一个复杂的ListView，每一个小的控件，都是一个native的view，然后相互组合叠加。想想此时如果我们的list再需要滑动刷新，会有多少个对象需要渲染。所以也就有了前面所说的RN/Weex的列表方案不友好。
• Flutter：吸收了前两者的教训之后,在渲染技术上,选择了自己实现(GDI)，由于有更好的可控性，使用了新的语言Dart，避免了RN的那种通过桥接器与Javascript通讯导致效率低下的问题,所以在性能方面比RN更高一筹；有经验的开发者可以打开Android手机开发者选项里面的显示边界布局,发现Flutter的布局是一个整体.说明Flutter的渲染没用使用原生控件进行渲染。

【总结】：Flutter采用GPU渲染技术，所以性能极高。Flutter编写的应用可以达到120fps(每秒传输帧数)，这也就是说，它完全可以胜任游戏的制作。而我们常说的RN的性能只能达到60fps，这也算是Flutter的一个超高竞争力。官方宣称Flutter甚至会超过原生性能。

经过上面的对比，我们来分析一下Flutter的优劣势。

2.1优势

• 性能强大，流畅。对比weex和react native，Flutter直接在两个平台上重写了各自的UIKit，对接到平台底层，减少UI层的多层转换，UI性能可以比肩原生。而Weex和RN，都是基于DOM树来渲染原生组件。
• 灵活、组件库易维护、UI外观保真度和一致性高。由于UI渲染不依赖原生控件，也就不需要根据不同平台的控件单独维护一套组件库，所以代码容易维护。由于组件库是同一套代码、同一个渲染引擎，所以在不同平台，组件显示外观可以做到高保真和高一致性；另外，由于不依赖原生控件，也就不会受原生布局系统的限制，这样布局系统会非常灵活。

2.2不足

• 不支持热更新。Weex和RN支持动态下发JS来支持热更新。
• 对原生的基本技能要求。虽然Flutter是跨平台的，但大部分我们的开发，是需要集成到原生中的。全新的Flutter，也需要有原生的基础知识。
• 开发思维的变换。原生开发中，我们主要基于继承的思路来进行视图的开发，比如说继承UIView，重写UIView的某个生命周期函数，再添加一些方法和属性，来完成一个自定义的View。在Flutter中，我们不能在它的生命周期中修改属性，二是需要嵌套组合几种Widget，例如Row，Container，ListView等Widget。
• 资源的添加和使用，相对来说比较麻烦(现在可以添加文件夹了：https://flutter.dev/docs/development/ui/assets-and-images)。
• Apple生态圈。
• 安装包大小(iOS大了12M左右；安卓大了5M左右)。

3.Flutter生态

• github地址：https://github.com/Solido/awesome-flutter
• flutter-go：https://github.com/alibaba/flutter-go
• Flutter中文网：https://book.flutterchina.club/(英文：https://flutter.dev/docs)
• 第三方库：https://pub.dartlang.org/flutter
• ....

4.认识Flutter

环境搭建参考 Flutter安装。

4.1创建Flutter工程

方式一：使用命令。

flutter create myapp   //创建Flutter工程
flutter devices  //查看运行的设备
flutter run  //运行应用程序
flutter build ios --debug  //iOS debug模式打包
flutter build ios --release  //iOS release模式打包(release包不能在模拟器上正常运行)
flutter channel  //查看当前channel
flutter channel beta //切换到beta channel
flutter upgrade  //升级

方式二：使用Visual Studio Code/Android Studio。这里使用Android Studio进行示例。

打开Android Studio，选择“Start a new Flutter project”:

接下来会进入一个工程类型选择页面：

• Flutter Application：标准的Flutter App工程，包含标准的Dart层与Native平台层；
• Flutter Module：Flutter组件工程，仅包含Dart层实现，Native平台层子工程为通过Flutter自动生成的隐藏工程；
• Flutter Plugin：Flutter平台插件工程，包含Dart层与Native平台层的实现；
• Flutter Package：Flutter纯Dart插件工程，仅包含Dart层的实现，往往定义一些公共Widget。

这里选择“Flutter Application”，继续下一步：

后面直接Finish就可完成工程的创建。创建出来的工程结构如下：

4.2示例代码解析

打开main.dart，我们对这里的代码做一个分析：

//导入Material UI组件库,Material是一种标准的移动端和web端的视觉设计语言
import 'package:flutter/material.dart';
//应用入口
void main() => runApp(MyApp());

class MyApp extends StatelessWidget {
  //build()方法用来描述如何构建UI界面
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    //MaterialApp 是Material库中提供的Flutter APP框架，通过它可以设置应用的名称、主题、语言、首页及路由列表等
    return MaterialApp(
      title: 'Flutter Demo',
      theme: ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }
}

//MyHomePage 是应用的首页，它继承自StatefulWidget类，表示它是一个有状态的widget
class MyHomePage extends StatefulWidget {
  MyHomePage({Key key, this.title}) : super(key: key);

  final String title;

  @override
  _MyHomePageState createState() => _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  int _counter = 0;

  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      _counter++;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    //Scaffold 是 Material库中提供的一个widget, 它提供了默认的导航栏、标题和包含主屏幕widget树的body属性
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text(widget.title),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            Text(
              'You have pushed the button this many times:',
            ),
            Text(
              '$_counter',
              style: Theme.of(context).textTheme.display1,
            ),
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        tooltip: 'Increment',
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}

使用“flutter run”命令运行之后，会有一段文字提示：

To hot reload changes while running, press "r". To hot restart (and rebuild state), press "R".
An Observatory debugger and profiler on iPhone XR is available at: http://127.0.0.1:53619/
For a more detailed help message, press "h". To detach, press "d"; to quit, press "q".

从上面可以看到，我们可以使用快捷键进行几个操作：

• r 键：点击后热加载，也就是重新加载。
• p 键：显示网格，这个可以很好的掌握布局情况，工作中很有用。
• o 键：切换android和ios的预览模式。
• q 键：退出调试预览模式。

下面我们从几个核心概念，对示例代码做一个解析。

4.2.1程序入口

void main() => runApp(MyApp());

上面的代码是Dart语法中特有的简写形式，展开等价于如下代码：

void main() {
  return runApp(MyApp());
}

上面的runApp函数，是Flutter框架的入口，可以将给定的组件(widget)显示在屏幕上。

这里，大家可能会问一个问题？如果在main函数中，不使用runApp函数，会怎么样？

不使用runApp函数的话，程序仍会正常运行，但屏幕上什么都不会显示，相当于就是一个Dart控制台程序。

4.2.2StatelessWidget和StatefulWidget

从上面的示例代码可以看到，类MyApp继承自StatelessWidget，类MyHomePage继承自StatefulWidget。

class MyApp extends StatelessWidget {
  //...
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  //...
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  //...
}

那么StatelessWidget和StatefulWidget是什么呢？

• StatefulWidget：有状态组件，持有的状态可能在Widget生命周期中发生变化。例如 Checkbox, Radio, Slider, InkWell, Form, and TextField等；
• StatelessWidget：无状态组件，是不可变的，它的属性不能改变，所有的值都是最终的。 例如Icon、 IconButton, 和Text等。

查看继承关系，这两者都继承自widget类。StatelessWidget由于不需要维护状态的场景，它通常在build方法中通过嵌套其它Widget来构建UI，在构建过程中会递归的构建其嵌套的Widget。

从上面的代码可以看到，实现一个StatefulWidget，至少需要两个类：

• 一个是StatefulWidget类，这个类里有一个方法createState()，这个方法直接调用了State类，用于创建和Statefulwidget相关的状态。
• 一个State类，StatefulWidget类本身是不变的，但是State类在Widget生命周期中始终存在，用于更新StatefulWidget的状态。

State类的各个生命周期函数，对于我们使用StatefulWidget很重要，这里介绍一个各个生命周期的作用，具体大家可以写一个StatefulWidget，打印日志，来详细查看调用时机。

• initState：当Widget第一次插入到Widget树时会被调用，对于每一个State对象，Flutter framework只会调用一次该回调，所以，通常在该回调中做一些一次性的操作，如状态初始化、订阅子树的事件通知等。
• didChangeDependencies()：当State对象的依赖发生变化时会被调用；例如：在之前build() 中包含了一个InheritedWidget，然后在之后的build() 中InheritedWidget发生了变化，那么此时InheritedWidget的子widget的didChangeDependencies()回调都会被调用。典型的场景是当系统语言Locale或应用主题改变时，Flutter framework会通知widget调用此回调。
• build()：主要是用于构建Widget子树的，会在如下场景被调用：

1. 1. 在调用initState()之后。
   2. 在调用didUpdateWidget()之后。
   3. 在调用setState()之后。
   4. 在调用didChangeDependencies()之后。
   5. 在State对象从树中一个位置移除后（会调用deactivate）又重新插入到树的其它位置之后。

• reassemble()：此回调是专门为了开发调试而提供的，在热重载(hot reload)时会被调用，此回调在Release模式下永远不会被调用。
• didUpdateWidget()：在widget重新构建时，Flutter framework会调用Widget.canUpdate来检测Widget树中同一位置的新旧节点，然后决定是否需要更新，如果Widget.canUpdate返回true则会调用此回调。
• deactivate()：当State对象从树中被移除时，会调用此回调。在一些场景下，Flutter framework会将State对象重新插到树中，如包含此State对象的子树在树的一个位置移动到另一个位置时（可以通过GlobalKey来实现）。如果移除后没有重新插入到树中则紧接着会调用dispose()方法。
• dispose()：当State对象从树中被永久移除时调用；通常在此回调中释放资源。

实际开发中，我们主要是在initState和build方法中做一些事情。

从上面也可以看到，使用StatefulWidget相对来说，比较复杂，那么有没有其他方式来管理状态呢？这里先留一个悬念，后面在实战系列里做介绍。

4.2.3MaterialApp

在MyApp的build方法中，直接返回了一个MyApp对象：

 Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Flutter Demo',
      theme: ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }

这个MaterialApp是什么呢？

它属于flutter/material.dart包，因此基本上每个flutter程序的代码，第一行代码都会引入这个包。这个包是 Flutter 实现 Material Design设计风格(谷歌推出的一套视觉设计语言)的基础包， 里面有文本输入框( Text)、图标( Icon)、图 片( Image)、行排列布局( Row)、 列排列布局( Column)、 Decoration (装饰器)、动画等组件。

MaterialApp代表使用Material Design设计风格的应用，里面包含了其所需要的基本控件。 一个完整的 Flutter项目就是从 Materia!App这个主组件开始的。该类的常见属性如下所示：

这里先介绍代码中出现的两个重要的属性。

Theme(主题)

为了在整个应用中使用同一套颜色和字体样式，可以使用“主题”这种方式 。 定义主题有两种方式 : 使用全局主题或使用 Theme来定义应用程序局部的颜色和字体样式。

上面示例代码中，是直接初始化了一个ThemeData对象，并配置了primarySwatch属性。实际上，ThemeData具有的属性很多：

home(主页)

home用于设置应用的主页，也就是整个应用的主组件。这里设置为MyHomePage。

4.2.4Scaffold(脚手架组件)

Scaffold 实现了基本的 Material Dsign布局。 只要是在 Material Design中定义过的单个界面显示的布局组件元素，都可以使用 Scaffold 来绘制。 上面实例中，MyHomePage对应状态类的build中，就是用Scaffold来进行页面的布局的：

  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text(widget.title),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            Text(
              'You have pushed the button this many times:',
            ),
            Text(
              '$_counter',
              style: Theme.of(context).textTheme.display1,
            ),
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        tooltip: 'Increment',
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }

Scaffold的常见属性如下：

4.3配置文件

在我们实际开发过程中，经常会使用到一些第三方库等，在iOS中，我们通过使用CocoaPods来进行第三方库的管理；安卓中，一般使用Gradle。Flutter使用pubspec.yaml来配置第三方文件的使用，这样可以使得我们快速的应用第三方提供的功能，而不用重复造轮子。

【提醒】：Dart的包仓库地址(https://pub.dartlang.org/)

怎么使用第三方的包呢？

第一步：添加需要的包到pubspec.yaml文件，如下图所示：

第二步：运行指令 “flutter packages get”指令，获取所需要的库到工程中。

第三步：使用。

5.延伸:现有工程怎么集成Flutter？

怎么将Flutter集成到现有App中呢？这个Flutter官方提供了一个解决方案：https://github.com/flutter/flutter/wiki/Add-Flutter-to-existing-apps

这种方式的缺点是，过于依赖本地环境和侵入Native工程，这样会影响到Native的开发，那么该怎么改进呢？这里可以思考两种方案，不过本人还没有在具体的工程中进行实践。

方案一：闲鱼的 FlutterBoost

方案二：组件化架构方案

6.怎么学习？

【基础篇】：

• Flutter中文网
• Flutter实战
• Flutter免费视频第一季-环境搭建
• Flutter免费视频第二季-常用组件
• Flutter免费视频第三季-布局
• Flutter免费视频第四季-页面导航和其他
• 20个Flutter实例视频教程 让你轻松上手工作
• 一个很棒的Flutter学习资源列表
• Dart2中文文档

【实战篇】：

• Flutter实战视频-移动电商
• Flutter从入门到进阶 实战携程网App
• Flutter开发之插件入门到精通(实战)
• 更多(bilibili上搜索)...

【公司篇】：

• 闲鱼技术团队

7.参考资料

• Flutter中文网
• Flutter实战
• Flutter之禅 内存优化篇
• 燃烧我的卡路里——Flutter瘦内存、瘦包之图片渲染组件