如何快速提升 Flutter App 中的动画性能
观前提醒：本文假设你已经有一定的 Flutter 开发经验，对Flutter 的 Widget,RenderObject 等概念有所了解，并且知道如何开启 DevTools。
现有一个简单的汽泡动画需要实现，如下图：
一、直接通过 AnimationController 实现
当看到这个效果图的时候，很快啊，啪一下思路就来了。涉及到动画，有状态，用 StatefulWidget ，State 里创建一个 AnimationController，用两个 Container 对应两个圈，外圈的 Container 的宽高监听动画跟着更新就行。
代码如下：
const double size = 56;
class BubbleAnimationByAnimationController extends StatefulWidget {
@override
_BubbleAnimationByAnimationControllerState createState() => _BubbleAnimationByAnimationControllerState();
}
class _BubbleAnimationByAnimationControllerState extends State<BubbleAnimationByAnimationController>
with SingleTickerProviderStateMixin {
AnimationController _controller;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller = AnimationController(
duration: const Duration(seconds: 1),
vsync: this,
)..addListener(() => setState(() {}));
_controller.repeat(reverse: true);
}
@override
void dispose() {
_controller.dispose();
super.dispose();
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
// 两个 `Container` 对应两个圈
return Container(
alignment: Alignment.center,
constraints: BoxConstraints.tight(
Size.square((1 + _controller.value * 0.2) * size),
),
decoration: BoxDecoration(
shape: BoxShape.circle,
color: Colors.blue[200],
),
child: Container(
alignment: Alignment.center,
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
decoration: BoxDecoration(
shape: BoxShape.circle,
color: Colors.blue,
),
width: size,
height: size,
child: Text(
'Hello world!',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 12),
),
),
);
}
}跑起来，很完美的实现了要求，如下图所示：
但且慢，仔细 review 一下代码，有没有发现，内圈的 Container其实和动画并没有什么关系，换句话说，它并不需要跟随动画一起被 build。
用 DevTools 的 Timeline 开启Track Widgets Builds 跟踪一下，如下图所示：
可以发现，在 Build 阶段，BubbleAnimationByAnimationController 因为 setState 引发 rebuild，进而重新 build 了两个 Container，包括内圈里的 Text。
解决办法也很简单，把内圈的 Widget 提前构建好，外圈直接用就行了：
class BubbleAnimationByAnimationController extends StatefulWidget {
final Widget child;
const BubbleAnimationByAnimationController({this.child});
@override
_BubbleAnimationByAnimationControllerState createState() => _BubbleAnimationByAnimationControllerState();
}
class _BubbleAnimationByAnimationControllerState extends State<BubbleAnimationByAnimationController>
with SingleTickerProviderStateMixin {
AnimationController _controller;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller = AnimationController(
duration: const Duration(seconds: 1),
vsync: this,
)..addListener(() => setState(() {}));
_controller.repeat(reverse: true);
}
@override
void dispose() {
_controller.dispose();
super.dispose();
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
// 外圈 `Container` 包裹内圈
return Container(
alignment: Alignment.center,
constraints: BoxConstraints.tight(
Size.square((1 + _controller.value * 0.2) * size),
),
decoration: BoxDecoration(
shape: BoxShape.circle,
color: Colors.blue[200],
),
// 这里的 widget.child 不会 rebuild
child: widget.child,
);
}
}
// 使用时，外部构建内圈的Widget
final Widget buble = BubbleAnimationByAnimationController(
child: Container(
alignment: Alignment.center,
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
decoration: BoxDecoration(
shape: BoxShape.circle,
color: Colors.blue,
),
width: size,
height: size,
child: Text(
'Hello world!',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 12),
),
),
);二、通过 AnimatedBuilder 实现
其实 Flutter 官方提供的AnimatedBuilder就是这么做的，它将不变部分的 child 交由外部构建。
用 AnimatedBuilder 改造代码如下：
class BubbleAnimationByAnimatedBuilder extends StatefulWidget {
@override
_BubbleAnimationByAnimatedBuilderState createState() =>
_BubbleAnimationByAnimatedBuilderState();
}
class _BubbleAnimationByAnimatedBuilderState
extends State<BubbleAnimationByAnimatedBuilder>
with SingleTickerProviderStateMixin {
AnimationController _controller;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller = AnimationController(
duration: const Duration(seconds: 1),
vsync: this,
);
// 注意：这里不需要监听了并setState了，AnimatedBuilder 已经内部这样做了
_controller.repeat(reverse: true);
}
@override
void dispose() {
_controller.dispose();
super.dispose();
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
// 用 AnimatedBuilder 内部监听动画
return AnimatedBuilder(
animation: _controller,
builder: (context, child) {
return Container(
alignment: Alignment.center,
constraints: BoxConstraints.tight(
Size.square((1 + _controller.value * 0.2) * size),
),
decoration: BoxDecoration(
shape: BoxShape.circle,
color: Colors.blue[200],
),
child: child, // 这个child 其实就是外部构建好的 内圈 `Container`
);
},
child: Container(
alignment: Alignment.center,
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
decoration: BoxDecoration(
shape: BoxShape.circle,
color: Colors.blue,
),
width: size,
height: size,
child: Text(
'Hello world!',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 12),
),
),
);
}
}再次跑起来，非常完美。DevTools 的 Timeline 如下图所示：
可以看到，Build 阶段完全没有 rebuild 内圈的内容，只有外圈 Container随着 rebuild。
且慢，还没完呢，还有没有办法完全不 rebuild 呢？毕竟这个动画很简单，内圈完全不变的，只有外圈随时间累加而放大/缩小。这个外圈动画自己画行不行？
三、用 CustomPaint 实现
Flutter 提供了一个Widget 叫 CustomPaint，它只需要我们实现一个 CustomPainter 自己往 Canvas 绘制内容。
先定义一个 CustomPainter，根据动画的值画外圈，代码如下：
class _BubblePainter extends CustomPainter {
final Animation<double> animation;
const _BubblePainter(this.animation) : super(repaint: animation);
@override
void paint(Canvas canvas, Size size) {
final center = size.center(Offset.zero);
// 跟随动画放大/缩小圈的半径
final radius = center.dx * (1 + animation.value * 0.2);
final paint = Paint()
..color = Colors.blue[200]
..isAntiAlias = true;
canvas.drawCircle(center, radius, paint);
}
@override
bool shouldRepaint(_BubblePainter oldDelegate) {
return oldDelegate.animation != this.animation;
}
}特别注意，父类构造方法的调用不能省 super(repaint: animation)，后面告诉你为什么。
其它代码跟之前没什么两样，如下：
class BubbleAnimationByCustomPaint extends StatefulWidget {
@override
_BubbleAnimationByCustomPaintState createState() =>
_BubbleAnimationByCustomPaintState();
}
class _BubbleAnimationByCustomPaintState
extends State<BubbleAnimationByCustomPaint>
with SingleTickerProviderStateMixin {
AnimationController _controller;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller = AnimationController(
duration: const Duration(seconds: 1),
vsync: this,
);
_controller.repeat(reverse: true);
}
@override
void dispose() {
_controller.dispose();
super.dispose();
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return CustomPaint(
painter: _BubblePainter(_controller),
// CustomPaint 的大小会自动使用 child 的大小
child: Container(
alignment: Alignment.center,
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
decoration: BoxDecoration(
shape: BoxShape.circle,
color: Colors.blue,
),
width: size,
height: size,
child: Text(
'Hello world!',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 12),
),
),
);
}
}跑起来，跟之前版本一样的完美。
你可能好奇了，CustomPaint 怎么会自己动起来呢？其实，秘密就在 CustomPainter 的构造方法里的 repaint 参数。
由CustomPaint创建的 RenderObject 对象 RenderCustomPaint 会监听这个 repaint，而该对象是外部传入的 _controller，动画更新触发markNeedsPaint()，进而画面动起来了。可以戳这里看一眼 RenderCustomPaint 源码。
这次 DevTools 的 Timeline 如下图所示，完全没有了 Build 的踪影：
再且慢，还没结束。到这里只是解决了 Build 阶段频繁rebuild 的问题，看上图所示，Paint 阶段似乎还能再挤几滴性能出来？
最后的最后
怎么跟踪查看 repaint 呢，总不至于打log吧？
开启 DevTools 的 Repaint RainBow 选项即可。或者在代码中设置debugRepaintRainbowEnabled = true。
在手机画面上立马会看到色块，如果画面上有动画的话更明显，其会随着 paint 的次数增加而变化，像彩虹灯一样。如下图：
可以看到，整个 APP 界面包括头部的 AppBar 的颜色是跟着内部的汽泡一起变的，说明在随着内部动画而发生 repaint。
Flutter 提供了一个 RepaintBoundary 用于限制重绘区域，专门用来解决此问题。
使用方式很简单，直接套在CustomPaint外面，代码如下：
@override
Widget build(BuildContext context) {
return RepaintBoundary(
child: CustomPaint(
painter: _BubblePainter(_controller),
child: Container(...),
),
);
}效果立杆见影，彩虹图如下图所示，只重绘了动画的区域：
相对应的，Paint 阶段耗时也很明显的降低：
结语
恭喜你，又离资深 Flutter 开发更近了一步。通过本文，你应该学会了如何让 Flutter 动画动得更有效率。关注公众号 逆锋起笔，回复 pdf，下载你需要的各种学习资料。
还在等什么呢，赶快回去按本文思路优化你项目中的动画吧。
如有更好的思路，或者其它的点，欢迎留下你的评论。
原文地址：https://yrom.net/blog/2020/11/16/optimize-animation-in-flutter/