Choreographer.getInstance().postFrameCallback 用于监听系统垂直同步信号,在下一个垂直信号来临时回调 doFrame,通过 FlutterJNI.nativeOnVsync 走到 c++ 中。经过复杂的链路,将下面的任务添加到到 UI Task Runner 中的事件队列中:

lib/ui/window/platform_configuration.cc

void PlatformConfiguration::BeginFrame(fml::TimePoint frameTime) {

// 调用 dart 中的 _window.onBeginFrame

tonic::LogIfError(

tonic::DartInvoke(begin_frame_.Get(), {Dart_NewInteger(microseconds),}));

// 执行 microTask

UIDartState::Current()->FlushMicrotasksNow();

// 调用 dart 中的 _window.onDrawFrame

tonic::LogIfError(tonic::DartInvokeVoid(draw_frame_.Get()));

}

回调的初始化流程可看:Flutter渲染机制—UI线程(文章基于 sdk 版本较早,部分函数位置有所修改)

这个方法有三个主要流程:

1、执行 window.onBeginFrame,这个方法映射到 dart 中的 handleBeginFrame()

2、接着执行 MicroTask 队列(所以 MicroTask 不仅只在某个 Event 执行后被调度

3、最后执行 window.onDrawFrame,对应 dart 中的 drawFrame()

2 很好理解,就是执行 MicroTask 下面我们主要分析 1 和 3。

总结:整个流程由 Dart 发起,通过 C++ 回调到 Native 层,注册一次垂直同步信号的监听。等到信号来到,再通知 Dart 进行渲染。可以看出,Flutter 上的渲染,是先由 Dart 侧主动发起,而不是被动等待垂直信号的通知。这可以解释,比如一些静态页面时,整个屏幕不会多次渲染。并且由于是 Native 层的垂直同步信号,所以也完全适配高刷的设备。


三、Flutter 调度生命周期


分析 handleBeginFrame 和 drawFrame 其实并不复杂,从 Flutter 的调度状态并可掌握。

在 SchedulerBinding 中定义五种调度状态的枚举(按先后顺序排列):

| 枚举值 | 说明 |   |

| — | — | — |

| SchedulerPhase. transientCallbacks | handleBeginFrame 触发,执行_transientCallbacks集合中的任务。顾名思义,_transientCallbacks 是一个临时性的集合,往往通过 Ticker 向里面添加一些动画任务。 |   |

| SchedulerPhase. midFrameMicrotasks | 这个状态的扭转在 handleBeginFrame 中,但实际的任务是,由 C++ 调度 MicroTask(上面的 2)。 |   |

| SchedulerPhase. persistentCallbacks | handleDrawFrame 触发,执行 _persistentCallbacks 集合中的任务。这些任务是一帧绘制所必须的,例如 build、layout、paint。 |   |

| SchedulerPhase. postFrameCallbacks | handleDrawFrame 触发,在上一个的任务集合执行完成后,执行 _postFrameCallbacks集合中的任务。由于系统已经 layout ,所以可以在这个阶段获取 widget 的尺寸信息(RenderBox、RenderSliver)。 |   |

| SchedulerPhase.idle | handleDrawFrame 触发,所有的任务都已执行完成,处于空闲阶段。 |   |

一帧的调度会经过五种状态的扭转,我们再结合来看 handleBeginFrame 和 drawFrame

handleBeginFrame:处理渲染前的任务

这个方法中主要处理一些临时性的任务,比如动画。因为例如我们做一个 widget 放大的动画,实质上就是在每个垂直信号来临的时候,计算其对应的大小状态并且将其绘制。可能有的页面有动画,有时候没有。所以这是一个「临时性」的任务集合。对应会扭转到生命周期中的 SchedulerPhase. transientCallbacks 和 SchedulerPhase. midFrameMicrotasks 状态。

动画回调过程可以看:Flutter AnimationController回调原理

drawFrame:核心渲染流程

这里是渲染的核心流程,通过源码注释可以知道,一帧渲染一共有 10 步:

其中 1 和 2 在 handleBeginFrame 已经提到,在剩下的步骤中,和渲染关联比较紧密的主要有三步:

  • Build:还记得一开始 setState() 将 element 加入了脏集合么?这个阶段,Flutter 会通过 widget 更新所有脏集合中的节点(需要更新)中的 element 与 RenderObject 树

Build 阶段细节:原来我一直在错误的使用 setState()? 以及 面试官问我State的生命周期,该怎么回答

  • Layout:RenderObject 树进行布局测量,用于确定每一个展示元素的大小和位置。

Layout 阶段细节:总结了30个例子之后,我悟到了Flutter的布局原理 以及 花两天时间做了15个例子的解析,彻底掌握Flutter的布局原理

  • Paint:Paint 阶段会触发 RenderObject 对象绘制,生成第四棵树:Layer Tree,最终合成光栅化后完成渲染。

Paint阶段细节:张风捷特烈,捷特大佬,绘制的神,推荐买小册看看。


总结

关键点:

1、scheduleFrame 回调 C++ 注册 Vsync 信号

2、Vsnc 来临,回调 C++ 调用 window.onBeginFramewindow.onDrawFrame

3、drawFrame 中,build 阶段根据 widget 生成 element 和 renderObject 树;layout 测量绘制元素的大小和位置;paint 阶段生成 layer 树;

4、理解调度生命周期每个状态的意义与作用

整个流程如下:


最后

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