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Flutter开发性能提升之：如何避免Widget重复Build

问题描述：

在Flutter开发的过程中，当我们获取到新的数据或者数据发生变化，需要去执行setState进行页面刷新的时候，经常会出现不必要的子节点Widget也进行了build，但实际上我们是不想让它再次build，出现这些问题的典型情况是在使用FutureBuilder的时候，例如：

在上面这个示例中，如果再次调用Build方法，则会触发httpCall()的方法。

那么怎样才能避免不必要的部件构建呢？

分析：

在Flutter中，Build方法的设计方式是pure/without side effects，书面意思是无副作用的/纯粹的，简单点理解我们可以将其含义看作不会对外部的方法或者变量产生影响的。这是因为许多外部因素能够触发新的小部件的构建，例如这些情况：

但是，这也意味着Build方法可以不去触发httpCall()的方法或者不修改任何状态。

解决

回归问题，当前我们面临的问题是Build方法造成了副作用，也就是造成了无关的Build调用麻烦。

所以，只要我们使Build方法保持纯粹/无副作用，这样就算多少次调用它，也不会对其他Widget的Build方法产生影响。

在上面的示例中，我们将Widget转换为StatefulWidget，然后提取httpCall()到initState中，这样问题就解决了

另外，还可以使一个Widget能够在不强迫其子部件也构建的情况下进行重新构建。

在Widget的实例保持不变时;Flutter会有意识的不去重建子部件。这意味着我们可以缓存Widget树的某些部分，以防止不必要的重新构建。

最简单的方法是使用const修饰构造函数:

由于const的修饰，即使调用了数百次build，DecoratedBox的实例也将保持不变。

或者你可以这样使用以达到相同的结果:

在这个例子中，当StreamBuilder收到新值的通知时，即使StreamBuilder的Column进行了重构，subtree也不会进行重构。这是因为由于闭包，MyWidget的实例没有改变。

这种模式在动画中经常使用。典型的是使用AnimatedBuilder和所有的*Transition时，例如AlignTransition。

我们还可以将subtree存储到类的一个字段中，但是并不推荐你这样做，因为它会破坏Flutter的热重载。

相关问答

Q1: 为什么Flutter开发APP性能最接近原生，前端程序员请关注

Flutter是谷歌公司推出的跨终端的开发框架，支持Android、iOS和WEB终端。1.0版在2018年12月5日发布，目前的最新版本是1.5，它采用的开发语言是Dart，Dart也是谷歌开发的计算机编程语言，语法类似C，是编译型语言：

hello world例子，打印字符串“Hello World!”：

1、没有桥接层

React Native、Weex等技术都是跨终端的框架，然而性能跟原生App存在很大差距。这是由于它们的工作原理决定的：

React Native、Weex等技术多了一个桥接层，所以界面渲染会慢一些，由于UI渲染非常频繁，想要不卡顿，基本上比较难，性能和用户体验跟原生代码有差距。而这恰恰是Flutter的优势所在：

Dart可以被编译成不同平台的本地代码，让Flutter不通过桥接层直接跟平台通信，自然性能会快一些。

2、编译执行

JavaScript是解释执行的，Dart是编译执行的，性能谁好一目了然。

3、Flutter Engine虚拟机

Flutter是依靠Flutter Engine虚拟机在iOS和Android上运行的，Flutter Engine使用C/C++编写，开发人员通过Flutter框架直接和API在内部进行交互，所以具有输入低延迟和UI渲染高帧速率的特点。除了这特点之外，Flutter还提供了自己的小部件，Flutter小部件是使用从React获取灵感的现代框架构建的。 中心思想是您使用小部件构建UI。

窗口小部件根据其当前配置和状态描述了它们的视图。 当窗口小部件的状态发生更改时，窗口小部件会重建其描述，框架将根据前面的描述进行区分，以确定底层呈现树从一个状态转换到下一个状态所需的最小更改。可以直接在OS平台提供的画布上进行描绘，也就是一些核心类库直接放到虚拟机里面，调用起来更快。

从它的系统结构可以看出，类似安卓的ART(Android Run Time)虚拟机，同样采用AOT(Ahead of TIme)技术，会在APP安装时就编译成机器语言，不再解释执行，从而优化了APP运行的性能。

4、自带渲染引擎

Flutter使用谷歌自己的Skia渲染引擎，而Android系统自带Skia引擎，iOS平台上Flutter也会把Skia引擎打包到APP中，从而实现了高效渲染。而React Native通过桥接层访问原生UI，操作频繁就容易出性能问题。

综合所述，Flutter 是性能最接近原生代码 的一种开发框架，未来也会是构建谷歌Fuchsia应用的主要方式，前途不可限量，唯一的问题就是需要学习一门新的语言：Dart，而有Java或者C#语言基础的程序员会比较容易学习。

Q2: Flutter入门这一篇效率文章就够了

本文面向 Flutter 初学者，旨在用易懂的方式带大家入门。除了 Flutter 代码，还会介绍到语法、原理、特性等基础知识。相信本文能帮助你学习和理解 Flutter。

我们先看一下目前的一些跨平台方案，从前端渲染的角度来分类的话，大致可以分为以下几种方案。

WebView 渲染

这种方案就很好理解，现在很多项目都会嵌入 H5 的页面。就是用 JavaScript 等前端技术进行开发，在客户端上用 WebView 来进行渲染。微信小程序目前使用的就是这种方案。

它的优点很明显，使用成熟的前端技术进行开发，学习成本低，开发效率高，并且支持动态发布代码。

但缺点也很明显，在性能体验上，和原生还是存在较大差距的。

原生控件渲染

既然 WebView 的性能不够好，于是就有了使用原生控件进行渲染的方案。这种方案，同样也是使用 JavaScript 开发，区别是它最终是调用原生控件进行渲染的。这种方案的代表是 Facebook 的 React Native。

由于使用原生控件进行渲染，性能体验也会更接近原生。但也只是更接近，和原生还是有差距的，因为它需要频繁的进行 JavaScript 和原生之间的通信，这个通信效率是比较低的。

另外，由于需要适配各个平台的控件，那就有可能出现，系统控件更新了，而框架本身还没有更新，由此产生了一些问题。换句话说，这种方案是受到原生控件限制的。

绘图引擎渲染

接下来就是主角了。

在前端，如果完全不使用原生控件，我们可以通过系统的绘图 API 绘制出一个用户界面。从这个角度出发，可以在各个平台使用一个统一接口的绘图引擎来进行界面绘制，这个引擎最终调用的是系统的 API 绘制的。这样的话，它的性能可以做到接近原生，并且又不受原生控件的限制，在不同平台上能够做到 UI 统一。

Flutter 就是这样的一个开发框架。

一个跨平台 UI 解决方案

Flutter 是由 Google 开发的，一个跨平台 UI 解决方案。换句话说，它原则上只管 UI 的问题，如果涉及到平台本身的一些功能，比如调用蓝牙、摄像头，一般还是需要原生代码去操作。但现在也会有一些第三方库帮我们解决这些问题。

绘图引擎 Skia

Flutter 使用 Skia 作为它的绘图引擎。Skia 已经被 Google 收购，目前很多 Google 旗下的产品都是用 Skia 绘制的，包括 Android。

Android 内置了 Skia，但 iOS 没有，所以在打 iOS 安装包的时候，会把 Skia 一起打进去。这就导致了，用同一份 Flutter 代码打包之后，iOS 的包要比 Android 的包大一些。

开发语言 Dart

Flutter 使用的开发语言，叫 Dart。Dart 也是 Google 自家的，它是一门面向对象的语言，从它身上会看到一些其他开发语言的影子。学习起来难度不大的。

前面讲跨平台方案的时候，可以发现别的方案基本都是用 JavaScript 作为开发语言的，但为什么 Flutter 不用？就因为 Dart 是谷歌自家的吗？这个问题先留着，我们后面会提到。

这里部分就简单点带过了，具体的搭建流程可以在官网查看:

主要的搭建步骤如下:

下载 Flutter SDK

官网下载地址：

由于在国内访问可能受限，官方为中国开发者搭建了镜像：

更新环境变量

解压后，将 flutter\bin 的全路径添加到环境变量 PATH 中。

安装开发工具

理论上，任何文本编辑器都可以用来开发 Flutter 应用，但推荐的开发工具是 Android Studio、IntelliJ 以及 VS Code。因为在这些开发工具上，可以安装官方的 Flutter 和 Dart 插件，得到更好的开发体验。文章里使用 Android Studio 来演示。

如果你打算开发 iOS 应用，则还需要安装 Xcode。

安装插件

在开发工具的插件设置中，安装上面说到的 Flutter 和 Dart 插件。Flutter 插件用于支持 Flutter 的运行、调试、热重载等功能，而 Dart 插件则提供了代码的输入校验、代码补全等功能。

万物始于 Hello World，我们先来创建一个显示 Hello World 的 Flutter 项目。

在 Android Studio 的欢迎页面选择 Start a new Flutter project ，或者通过菜单栏的 File New New Flutter Project ，创建一个新的 Flutter 项目。

创建好的项目里面包含了 android 和 ios 两个文件夹，它们是标准的 Android 和 iOS 项目。我们的 Flutter 代码，存放在 lib 文件夹里。项目创建好后，会默认带一个计数器的示例，我们不管它，把 main.dart 的代码改成 Hello World:

启动一个模拟器，或者连上真机，点击 Run 运行一下，就能看这样一个界面了：

具体代码先混个眼熟就好，具体的后面会再讲到。

在写 Flutter 之前，还要先跟大家简单介绍一下 Dart 的语法。如果你有 Java 或 JavaScript 的开发经验，以及面向对象的编程思想，学起来是很快的。

我们可以在 test 文件夹下新建一个 dart 文件，用来写测试代码。

指定类型

var

但和 JavaScript 不同的是，以下代码在 JavaScript 是不会报错的，但在 Dart 里会报错：

Object

如果非要上面这样写，那也可以。把 var 换成 Object 就不报错了：

和 Java 类似，Object 是所有对象的根基类。但是这样的话，如果想打印一下 num 的字符串长度，是会报错的：

因为 length 是属于 String 的，但系统只知道 num 是一个对象，并不知道它是一个 String。

dynamic

如果还是非要这样写，那也可以。Dart 有一个特有的关键字 dynamic，把 Object 改成 dynamic 就不报错了：

我们运行一下这个文件，可以在控制台看到正确打印出了字符串长度。

函数

dynamic

在 Dart 里，函数也是可以不写返回类型的，不写的话会被当做 dynamic 来处理。这样的话，函数的类型就是 return 的类型，如果没有 return 则是 void 类型。比如可以这样:

运行之后是能正确打印出字符串长度的。

用于传参

Dart 里的函数也是一个对象，所以可以把函数作为参数来传递，比如：

可选参数

在 Dart 的函数传参里，有一个叫可选参数的概念，我们以文字控件 Text 为例，在源码里可以看到 Text 的构造函数是这样的:

首先，在参数里有一个 data，它是要显示的文字内容，是一个必填项。而 data 后面的一堆参数，是用一个大括号括起来的，这些参数就叫做可选参数，意思是这些参数可传可不传。

假如我们要显示一个比较长的文字，又想限制它最多显示两行，就可以这样来创建一个 Text:

可选参数，在 Flutter 里面用的非常多。

异步

Future

在 Dart 里使用 Future 来处理异步任务，比如我们现在延时一秒打印 666，代码如下：

Future 的语法和 Promise 非常像。任务执行成功会调用 then，执行失败会调用 catchError，而无论成功还是失败，都会调用 whenComplete。

async/await

如果你不喜欢上面那种写法，或者是想把异步转成同步，就可以用 async 和 await 这两个关键字来转换。

我们把上面的代码转换一下，写一个 getString 方法，返回的类型是 Future，它会延时返回一个字符串。在 main 函数后面加上 async 关键字，在 getString() 前面加上 await，代码如下:

运行之后可以看到，能正常延时一秒后，把字符串打印出来。这里 getString() 返回的类型是 Future，而 await getString() 则是返回了延时之后返回的字符串。await 要在 async 的函数里面才能使用。

async 和 await 其实是一个语法糖，它最终也是转换成 Future 调用链的形式执行的。

接下来回到 Flutter，Flutter 里最重要的一个概念是 Widget（下面翻译作控件）。

在原生开发里面，我们可能会在界面上区分，这是一个 View，这是一个 Layout，这是一个 View Controller。但在 Flutter 里面，它们全都属于一个统一的模型 Widget。可以说，在 Flutter 界面里，所有东西都是 Widget。

以前学面向对象的时候，我们都听过一句话，叫万物皆对象。我这里套用一下，在 Flutter 里， 万物皆控件 。

具体有哪些控件，我做了一下简单的分类。

根控件

所有的控件都属于 StatefulWidget 或 StatelessWidget 。它们的区别是，StatefulWidget 拥有状态 State ，而 StatelessWidget 没有。

StatefulWidget

当一个控件是可变的时候，就要使用 StatefulWidget 来构建。StatefulWidget 本身不可变，但它持有的状态 State 是可变的。

StatelessWidget

当一个控件状态是固定不可变的时候，就可以使用 StatelessWidget。前面我们写的 Hello World 就是使用 StatelessWidget。

容器控件

容器类控件一般是将某些属性或配置，作用在它的子控件上，比如控件所在的宽高、背景、位置等。

常用的容器控件有 Container、Center、Padding 等。

布局控件

布局控件可以类比作原生开发中的 Layout，通常它会拥有一个 children 的属性，用于接收一个控件数组，对这些控件进行特定的排版。

常用的布局控件有 Row、Column、Stack、Flex 等。

基础控件

基础控件就是常用的文字、按钮、图片等控件。

常用的基础控件有 Text、TextField、Button、Image 等。

功能控件

在 Flutter 里还有一类控件，它们不影响 UI 布局，但带有一些特定的功能，比如页面跳转、事件监听、定义主题等。我们把这一类控件称作功能控件。

常用的功能控件有 Navigator、NotificationListener、Theme 等。

开始写 Flutter 代码了。还记不记得，在 Flutter 项目创建之后，是自带一个计数器 demo 的，现在我们用自己的代码实现一遍。代码修改成如下：

运行之后，就可以看到这样的界面了：

按钮每点击一次，数字就会加一。下面我们来分析一下这段代码，看下里面用到的一些 Widget。

StatefulWidget

由于页面中的数字是跟随状态变化的，所以该页面改用 StatefulWidget。StatefulWidget 并不会直接返回一个 Widget，而是返回状态 State，在 State 里再返回 Widget。

Scaffold

Scaffold 是一个标准的 Material Design 页面，它包含了标题栏、浮动按钮、侧滑菜单、底部导航栏等配置。我们这里用到了标题栏 appBar、页面内容 body、浮动按钮 floatingActionButton。

AppBar

AppBar 就是标题栏，通过查看控件的构造方法，我们可以知道它可配置的属性。

AppBar 的可选参数除了标题 title，还可以配置标题前的内容 leading，右侧的操作按钮 anctions，控件垂直高度 elevation 等。我们只传了 title，其他属性都用默认值。

Center

Center 是一个容器类控件，它的作用就是让它的子控件居中显示。

FloatingActionButton

熟悉安卓开发的应该对这个控件比较熟悉，它就是页面右下角一个特定样式的 Button，参数里面的 onPressed 是一个必填项，要传一个点击之后的回调函数。

根据这个例子，下面给大家介绍一下 Flutter 两个比较重要的特性。

点击 Button 之后，我们把 num 变量加一，并使用 setState 通知状态发生了改变，Flutter 会根据新的状态更新 UI。如果有接触过小程序开发，setState 就和小程序的 setData 类似。

在 Flutter 里面我们不需要用 set 方法来更新 UI，可变控件是和状态绑定的，这就是 Flutter 的响应式 UI 编程。

在 Android Q 和 iOS 13 里都加入了暗黑模式，我们也换一个暗黑主题来玩一下。MaterialApp 里有一个 theme 的属性，我们把它配置一下:

这次改完之后不点 Run 了，我们点一下闪电图标 Flutter Hot Reload ，就能看到界面发生了变化:

这就是 Flutter 的 热重载 ，在修改完代码之后，通过热重载就能马上在设备上看到修改结果，可以很大程度上增加开发效率。

下面再给大家介绍几个 Flutter 里的常见操作。

在 Flutter 里，使用 Navigator 来管理页面跳转，比如要跳转到一个 NewPage 可以这样写:

进栈使用 push，出栈则是 pop。

使用 MaterialPageRoute 会模拟出 Android 上页面跳转的过场效果。

我们来看看怎么显示一张本地图片。

先在根目录新建一个存放图片的文件夹，比如叫 images，把图片 picture.png 放进去。

找到根目录下的 pubspec.yaml 文件，这个便是 Flutter 依赖配置文件，我们需要在这里配置一下刚才的图片：

这样，我们就能使用 Image 控件把这张图片显示出来了：

和 node 的 npm 以及 Android 的 jcenter 类似，Flutter 也拥有一个公共仓库 pub.dev。pub.dev 是 Google 官方的 Dart 仓库，在上面可以找到我们需要的包和插件。

Flutter 本身没有 Toast，我们来接入一个。在 pub.dev 上搜索后，我决定使用 fluttertoast：

按照说明，在 pubspec.yaml 文件里的 dependencies 下配置：

点一下 Android Studio 右上角的 Packages get 同步之后就可以使用了：

我们上面使用的都是 Material Design 的控件，它们都是在 flutter/material.dart 包里面的。如果要使用 iOS 风格的控件，则要用到 flutter/cupertino.dart 包：

iOS 风格的控件，基本都以 Cupertino 开头。我们把计时器页面里的控件替换一下：

效果如下：

代码的部分就到这里了，接下来跟大家聊一下编译方式，编程语言的编译方式有两种。

关于它们孰优孰劣，就要看从哪个角度去对比了。JIT 的话，它的一大特点就是支持动态发布代码，也就是支持热更新。但要是从性能的角度考虑，AOT 会更好，因为在运行的时候不用再进行编译的操作的，运行的效率会更高一些。

回到我们一开始的时候留下的问题，为什么别的跨平台方案都是用 JavaScript，而 Flutter 要用 Dart 来开发。JavaScript 的编译方式是 JIT 的，它不支持 AOT。而 Dart 同时支持 JIT 和 AOT。

Flutter 在开发阶段使用 JIT，让我们用上了热重载，增加了开发效率。在打包时改用 AOT，保证了正式版应用的性能。

最后讲一下大家比较关心的一个东西，Flutter 是否支持热更新？前面说到 Dart 支持 JIT，所以从技术层面它是支持的。但是目前是不支持的，在官方的计划文档中，可以看到:

至于原因，官方在这里进行了说明。总的来说，是由于政策的限制，以及出于对性能和安全性的考虑，暂时不支持了。

到这就结束啦。由于想把 Flutter 基础在一篇内讲完，没有涉及太多细节，如果要写 Flutter 代码还需要深入学习。但相信理解之后再学，会轻松很多。