Android开发:手把手带你入门跨平台UI开发框架Flutter

目录


1. 简介

  • 定义:一款Google出品&开源的移动客户端UI开发框架(SDK)
  • 作用:用一套代码同时在Android、iOS上快速构建高质量、高性能的原生用户界面
  • 开发语言:Dart语言(高开发效率、高性能等)

2. 特点

  • Flutter的主要特点包括:使用自身的高性能渲染引擎进行渲染 & Dart编程语言语言
  • 具体介绍如下:

2.1 高性能渲染引擎

  • Flutter进行UI绘制时,使用的是自带的高性能渲染引擎进行绘制渲染(不使用WebView & 原生控件)
  • 好处:保证在Android和iOS上UI的一致性 & 避免对原生控件依赖而带来的限制和维护成本。
  • 组成:C、C ++、Dart、Skia(2D渲染引擎),具体描述如下:

特别注意:

  • Flutter依靠Flutter Engine虚拟机在iOS和Android上运行
  • Flutter Engine使用C/C++编写 = 低延迟输入 + 高帧速率
  • 开发人员可通过Flutter框架和API在内部进行交互 下面,简单介绍一下Flutter的2D渲染引擎:Skia

2.2 Dart语言

  • 介绍Dart语言前先介绍两个概念:JIT和AOT。程序主要有两种运行方式:静态编译 & 动态编译,具体如下:

特别注意:

  • JIT 和 AOT指的是程序运行方式,和编程语言并非强关联的。
  • 有些语言可以以JIT方式 & AOT方式一起运行,如Java,它可在第一次执行时编译成中间字节码、然后在之后执行时可以直接执行字节码
  • 通常区分是否为AOT的标准就是看代码在执行之前是否需要编译,只要需要编译,无论其编译产物是字节码还是机器码,都属于AOT

Dart语言的特点

  • Dart语言具备开发效率高、高性能 & 类型安全的特点
  • 具体如下:

3. 原理解析

3.1 框架结构

  • Flutter框架主要分为两层:FrameWork层、Engine层,如下图所示:
  • 说明:开发时,主要基于Framework层;运行时,则是运行在 Engine上。每层的具体介绍如下:

3.2 原理概述

  • 开发时,主要基于Framework层;运行时,则是运行在 Engine上
  • Engine是Flutter的独立虚拟机,由它适配 & 提供跨平台支持;因为其存在,Flutter不使用移动端系统的原生控件, 而是使用自己 Engine 来绘制 Widget (Flutter的显示单元); Dart 代码是通过 AOT 编译为平台的原生代码,所以 Flutter可直接与平台通信,不需要JS引擎的桥接。
  • 同时 Flutter 唯一要求系统提供的是 canvas,以实现UI的绘制。
  • 编译时,具体如下:

3.3 关于widget

Flutter理念:“一切皆为Widget”,Widget是Flutter应用程序用户界面的基本构建块,具备以下特点:

  • 属于具有一致性的统一对象模型,与其他将视图、控制器、布局和其他属性分离的框架不同。更新widget时更加高效
  • 不可变的,仅支持一帧,且每一帧上不会直接更新,要更新而必须使用Widget的状态。无状态和有状态Widget 的核心特性相同,每一帧都会重新构建;
  • 有一个State对象,用于跨帧存储状态数据 & 恢复

4. 特点

  • Flutter具备跨平台、开发效率高 & 高性能的特点
  • 具体说明如下:

4.1 跨平台 & 开发效率高

Flutter通过使用上述所述的自身渲染引擎、原理框架 & Widget运行,使用一套代码即可同时构建iOS和Android应用,从而实现跨平台的特性,最终提高开发的效率

4.2 高性能

  • 原因1:通过其自带的高性能渲染引擎进行渲染
  • 原因2:Dart语言本身的语言特性
  • 原因3:编译过程特点,具体如下:

5. 对比

  • 跨平台开发的本质是为了:增加代码复用、减少不同平台差异适配的工作量 & 提高开发效率。
  • 目前主流的跨平台开发框架有:React-Native、Weex和本文提及的Flutter。下面,我先简单介绍React-Native和Weex,再进行三者的对比。

5.1 React-Native

  • 简介 由Facebook出品,采用了JavaScript语言、JSCore引擎和通过原生渲染的跨平台框架
  • 实现原理 通过编写JavaScript语言代码,通过 React Native 的中间层来调用 Native端的组件,最终实现相应的功能。JS端中所写控件的作用类似 Map中的key 值,对应着Native端的对应控件(如 Android 中 标签对应 ViewGroup 控件)。JS端会通过多个key 组合成Dom,最后交由Native端进行解析,最终渲染出Native端的控件。
  • 实现框架 React Native的架构主要由三层实现。其中最重要的是由C++ 实现的中间适配层,此处最主要封装了JavaScriptCore用于执行JS的解析,最终实现了JS端与原生端的双向通信交互。而React Native运行在JavaScriptCore中。(在iOS上直接使用内置的javascriptcore、在Android则使用webkit.org官方开源的jsc.so)

5.2 Weex

  • 简介 由Alibaba出品,采用了JavaScript语言、JS V8引擎和通过原生渲染的跨平台框架
  • 实现原理 与React-Native类似,JS端会通过多个key组合成Dom,最后交由Native端进行解析,最终渲染出Native端的控件,但区别在于:Weex是可以跨三端的 = Android、iOS、Web,其原因在于在开发过程中,代码模式、编译过程、模板组件、数据绑定、生命周期等上层语法是一致,不同的是Web端和Native端对Virtual DOM 执行的解析方法有所区别。
  • 实现框架 weex的架构主要分为三部分,具体如下:

5.3 三者对比

注:对于性能的对比,从理论上来说Flutter应该是最接近原生性能 & 最好的,但就目前实际应用&体验中并没具备很明显的差异化,后续需进行进一步的验证。


6. 学习方式 & 资料

  • 官网 快速入门 & 学习最好的方式是:阅读Flutter官网的资源,同时官网也是了解最新Flutter发展动态的地方
  • Flutter中文网社区 目前Flutter最大的中文资源社区,提供了:Flutter官网文档翻译、开源项目 & 案例等学习资源
  • StackOverflow 活跃度最高的Flutter问答社区,Flutter开发团队的成员也经常会在上面回答问题
  • 源码 Flutter SDK的源码具备以下特点:开源、示例 & 详细注释,Gallery是Flutter官方示例APP,其源码在Flutter源码“examples”目录下

7. 总结

本文全面介绍了Flutter入门学习知识,接下来推出的文章,我将继续讲解Flutter的相关知识,包括使用语法、实战等,感兴趣的朋友可以继续关注我~

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