背景
为什么说Flutter万物皆Widget？首先你要知道，Flutter是什么，它是一个现代的响应式框架、一个2D渲染引擎、现成的widget和开发工具，基于Skia，一个性能彪悍的2D图像绘制引擎，2005年被Google收购，被广泛应用于Chrome和Android之上，等等吧，说白一点，Flutter就是一个UI框架，所以说，万物皆Widget，而Widget的中文意思是小部件，它为什么不能像Android或者Ios一样叫做View呢？因为widget既可以是一个结构元素（如按钮或菜单）、也可以是一个文本样式元素（如字体或颜色方案）、布局的一个方面（如填充）等等，我们可以统筹它们为wiget，而不是view，根据基本的命名规范，这就是一种合理的命名抽象。那么接下来我们学什么？
- Widget是什么
- Widget类结构
- 跟着我实现一个widget（直接继承widget抽象类）
- Element类结构
- 深入理解Element
Widget是什么
其实上面说了，一切皆Widget，那我们可不可以认为，在flutter的框架中，用到的东西都是Widget呢，当然不是哈，由于它是基于Dart，所以有很多Dart的库，还是可以使用的，比如AES，RSA加密解密，Json序列化等等，但你可以这么说，一切构建图形相关的东西都是Widget，这就是Widget
Widget类结构
为什么说下类结构呢？类结构可以很清晰帮助我们梳理逻辑，从全局的角度看待整个结构
- RenderObjectWidget 看名字我们判断，它是持有RenderObject对象的Widget，而通过其他通道了解到，RenderObject实际上是完成界面的布局、测量与绘制,像Padding，Table，Align都是它的子类
- StatefulWidget 多了一个State状态的Widget，子类都是可以动态改变的如CheckBox，Switch
- StatelessWidget 就是一个普通的Widget,不可变如Icon，Text。
- ProxyWidget InheritedWidget就是它的子类，我们暂且认为它是子类能从父类拿数据的关键，以后再研究，大多数的主题都是继承自ProxyWidget
跟我一起实现一个Widget
我不想和别人的教程思路一样，既然万物皆Widget，那我们就从实现一个Widget开始，然后一步步深入，看到什么就去了解什么？来上代码
class TestWidget extends Widget{
@override
Element createElement() {
// TODO: implement createElement
throw UnimplementedError();
}
}创建一个TestWidget然后继承Widget，然后会让你重写函数createElement，返回一个Element，通过这个我们看的出，其实我们创建的Widget，最终肯定是创建了一个Element，那Element到底是什么呢？同样的思路，我们继承Element看一下
class TestElement extends Element{
TestElement(Widget widget) : super(widget);
@override
bool get debugDoingBuild => throw UnimplementedError();
@override
void performRebuild() {
}
}多了一个构造函数，传递Widget对象，get函数debugDoingBuild，还有performRebuild函数，都是干嘛的呢？
abstract class Element extends DiagnosticableTree implements BuildContext
abstract class BuildContext {
/// Whether the [widget] is currently updating the widget or render tree.
///
/// For [StatefulWidget]s and [StatelessWidget]s this flag is true while
/// their respective build methods are executing.
/// [RenderObjectWidget]s set this to true while creating or configuring their
/// associated [RenderObject]s.
/// Other [Widget] types may set this to true for conceptually similar phases
/// of their lifecycle.
///
/// When this is true, it is safe for [widget] to establish a dependency to an
/// [InheritedWidget] by calling [dependOnInheritedElement] or
/// [dependOnInheritedWidgetOfExactType].
///
/// Accessing this flag in release mode is not valid.
bool get debugDoingBuild;
经过代码的跟踪我们发现一些注解：
- Element继承自DiagnosticableTree，并实现BuildContext
- DiagnosticableTree是个“诊断树”，主要作用是提供调试信息。
- BuildContext类似原生系统的上下文，它定义了debugDoingBuild，通过注解我们知道，它应该就是一个debug用的一个标志位。
- performRebuild 经过源码查看后发现，由rebuild()调用如下
void rebuild() {
if (!_active || !_dirty)
return;
performRebuild();
}
@override
void update(ProxyWidget newWidget) {
rebuild();
}
首先说明下，这个并不是Element的源码，我摘自StatelessElement，是Element的子类，这说明在update函数后，Element就会直接执行performRebuild函数，那我们完善下自定义的Element逻辑
class TestElement extends Element {
TestElement(Widget widget) : super(widget);
@override
bool get debugDoingBuild => throw UnimplementedError();
@override
void performRebuild() {
}
@override
void update(Widget newWidget) {
super.update(newWidget);
print("TestWidget update");
performRebuild();
}
@override
TestWidget get widget => super.widget as TestWidget;
Widget build() => widget.build(this);
}在update的时候执行performRebuild(),但是performRebuild执行什么呢？我们结合一下StatelessElement的实现，发现，它调用了传递进来的Widget参数build函数，那么我们就在TestWidget中添加函数，并完善下逻辑后是这样的
class TestWidget extends Widget {
@override
Element createElement() {
/// 将自己传递进去，让Element调用下面的build函数
return TestElement(this);
}
/// 这个context其实就是Element
Widget build(BuildContext context) {
print("TestWidget build");
return Text("TestWidget");
}
}
class TestElement extends Element {
Element _child;
TestElement(Widget widget) : super(widget);
@override
bool get debugDoingBuild => throw UnimplementedError();
@override
void performRebuild() {
///调用build函数
var _build = build();
///更新子视图
_child = updateChild(_child, _build, slot);
}
@override
void update(Widget newWidget) {
super.update(newWidget);
print("TestWidget update");
///更新
performRebuild();
}
///将widget强转成TestWidget
@override
TestWidget get widget => super.widget as TestWidget;
/// 调用TestWidget的build函数
Widget build() => widget.build(this);
}然后将其放入main.dart中如图
最终效果展示，如图
展示出来了，我们简单总结一下，到目前你学到了什么？
- Widget会创建Element对象（调用createElement并不是Widget，而是Framework）
- Widget并没有实际的操控UI
- Element是在update的时候重新调用Widget的build函数来构建子Widget
- updateChild会根据传入的Widget生成新的Element
- Widget的函数build，传入的context其实就是它创建的Element对象，那么为什么这么设计呢？一方面它可以隔离掉一些Element的细节，避免Widget频繁调用或者误操作带来的不确定问题，一方面context上下文可以存储树的结构，来从树种查找元素。
其实可以很简单的理解为，Widget就是Element的配置信息，在Dart虚拟机中会频繁的创建和销毁，由于量比较大，所以抽象一层Element来读取配置信息，做一层过滤，最终再真实的绘制出来，这样做的好处就是避免不必要的刷新。接下来我们深入了解下Element
Element类结构
在深入了解Element之前我们也从全局看下它的结构
可以看到，Element最主要的两个抽象：
- ComponentElement
- RenderObjectElement
都是干嘛的呢？经过看源码，发现ComponentElement，其实做了一件事情就是在mount函数中，判断Element是第一次创建，然后调用_firstBuild,最终通过rebuild调用performRebuild，通过上面我们也知道performRebuild最终调用updateChild来绘制UI
而RenderObjectElement就比较复杂一点，它创建了RenderObject，通过RenderObjectWidget的createRenderObject方法，通过以前的学习，我们也知道RenderObject其实是真正绘制UI的对象，所以我们暂且认为RenderObjectElement其实就是可以直接操控RenderObject，一种更直接的方式来控制UI。
深入理解Element
为什么要深入理解Element呢，由于大多数情况下，我们开发者并不会直接操作Element，但对于想要全局了解FlutterUI框架至关重要，特别实在一些状态管理的框架中，如Provider，他们都定制了自己的Element实现，那么这么重要，我们需要从哪方面了解呢？一个很重要的知识点就是生命周期，只有了解了正确的生命周期，你才能在合适的时间做合适的操作
为了验证该图，我们加入日志打印下，代码如下：
/// 创建LifecycleElement 实现生命周期函数
class LifecycleElement extends TestElement{
LifecycleElement(Widget widget) : super(widget);
@override
void mount(Element parent, newSlot) {
print("LifecycleElement mount");
super.mount(parent, newSlot);
}
@override
void unmount() {
print("LifecycleElement unmount");
super.unmount();
}
@override
void activate() {
print("LifecycleElement activate");
super.activate();
}
@override
void rebuild() {
print("LifecycleElement rebuild");
super.rebuild();
}
@override
void deactivate() {
print("LifecycleElement deactivate");
super.deactivate();
}
@override
void didChangeDependencies() {
print("LifecycleElement didChangeDependencies");
super.didChangeDependencies();
}
@override
void update(Widget newWidget) {
print("LifecycleElement update");
super.update(newWidget);
}
@override
Element updateChild(Element child, Widget newWidget, newSlot) {
print("LifecycleElement updateChild");
return super.updateChild(child, newWidget, newSlot);
}
@override
void deactivateChild(Element child) {
print("LifecycleElement deactivateChild");
super.deactivateChild(child);
}
}
class TestWidget extends Widget {
@override
Element createElement() {
/// 将自己传递进去，让Element调用下面的build函数
/// 更新TestElement为LifecycleElement
return LifecycleElement(this);
}
/// 这个context其实就是Element
Widget build(BuildContext context) {
return Text("TestWidget");
}
}
然后改造下main.dart, 如下
///添加变量
bool isShow = true;
/// 加入变量控制
isShow ? TestWidget() : Container(),
/// 将floatingActionButton改为这样的实现
onPressed: () {
setState(() {
isShow = !isShow;
});
},运行一下项目查看日志
- 调用 element.mount(parentElement,newSlot)
- 调用 update(Widget newWidget)
- 调用 updateChild(Element child, Widget newWidget, newSlot)
然后我们点击下按钮
- 调用 deactivate()
- 调用 unmount()
我们再点击下按钮
这次只有mount，为什么？由于Widget本身不可变，我判断是因为这个导致的，那如何判断呢？下面介绍一个小技巧，其实flutter的framework层是可以加入调试代码的，我们加入日志看下，如下：
/// widget 基类其实有一个canUpdate函数，我们猜测肯定是这里导致的，加入日志如下
static bool canUpdate(Widget oldWidget, Widget newWidget) {
if(oldWidget.toString()=="TestWidget") {
print("canUpdate${oldWidget.runtimeType == newWidget.runtimeType
&& oldWidget.key == newWidget.key}");
}
return oldWidget.runtimeType == newWidget.runtimeType
&& oldWidget.key == newWidget.key;
}是个静态函数，肯定是在Element中被调用的，我们找下
@mustCallSuper
void update(covariant Widget newWidget) {
if (newWidget.toString() == "TestWidget") {
print("TestWidget update start");
}
assert(_debugLifecycleState == _ElementLifecycle.active
&& widget != null
&& newWidget != null
&& newWidget != widget
&& depth != null
&& _active
&& Widget.canUpdate(widget, newWidget));
assert(() {
_debugForgottenChildrenWithGlobalKey.forEach(_debugRemoveGlobalKeyReservation);
_debugForgottenChildrenWithGlobalKey.clear();
return true;
}());
if (newWidget.toString() == "TestWidget") {
print("TestWidget:${newWidget.hashCode}");
}
_widget = newWidget;
}如上代码是Element的源码，这里调用了canUpdate函数，如果不需要更新的话，就直接中断了执行，我们重新运行下demo,并在加一个print来验证一下newWidget是什么样子的，这里加入newWidget.toString() == "TestWidget"，主要是为了过滤垃圾日志，重新运行项目。如图
点击后按钮
再点击
发现并没有调用canUpdate，那我们如何让它重新加载回来呢？我们查查资料，改造下例子
@override
void mount(Element parent, newSlot) {
print("LifecycleElement mount");
super.mount(parent, newSlot);
assert(_child == null);
print("LifecycleElement firstBuild");
performRebuild();
}mount函数加入performRebuild()函数，最终会触发updateChild，加assert断言是防止后面再加载进来的时候多次触发updateChild，然后改造下main.dart
@override
Widget build(BuildContext context) {
// This method is rerun every time setState is called, for instance as done
// by the _incrementCounter method above.
//
// The Flutter framework has been optimized to make rerunning build methods
// fast, so that you can just rebuild anything that needs updating rather
// than having to individually change instances of widgets.
return Scaffold(
appBar: AppBar(
// Here we take the value from the MyHomePage object that was created by
// the App.build method, and use it to set our appbar title.
title: Text(widget.title),
),
body: Center(
// Center is a layout widget. It takes a single child and positions it
// in the middle of the parent.
child: isShow ? TestWidget() : Container(),
),
floatingActionButton: FloatingActionButton(
onPressed: () {
setState(() {
isShow = !isShow;
});
},
tooltip: 'Increment',
child: Icon(Icons.add),
), // This trailing comma makes auto-formatting nicer for build methods.
);
}去掉Column，这里是由于我们没有处理widget的index逻辑，导致在Column里不正常，后续我们再研究为什么，先来看下生命周期的回调
第一次运行
点击按钮
又发现一个问题，为什么我们的断言没生效呢？怎么又出现了firstBuild？哈哈，这里不要纠结，由于TestWidget并非const，导致setState后，又重新被创建了，而对应的Element也同样是创建了新的值，最终导致被重新执行。其实这个TestWidget已经不是上一个了,那我们加入 const修饰再看看
/// 改成const
const TestWidget()
/// 加入当前widget hashcode输出，用来判断两次是否一致
@override
void mount(Element parent, newSlot) {
print("LifecycleElement widget hashcode${widget.hashCode}");
print("LifecycleElement hashcode${this.hashCode}");
print("LifecycleElement mount");
super.mount(parent, newSlot);
assert(_child == null);
print("LifecycleElement firstBuild");
performRebuild();
}
最终（启动，点击按钮两次的效果）运行效果如下：
两次运行Widget保持一致，这就避免了Widget的重建
小结
经过测试我们发现：
- Widget的创建可以做到复用，通过const修饰
- Element并没有复用,其实原因应该是在于isShow为false的时候导致其被deactivate 然后unmount，从Element树种被移除掉。
- 有的人肯定有些疑问，怎么全程没看到activate呢？它不应该属于生命周期的一部分吗？这个就需要用到Key了，在接下来的课程里，讲到Key的时候，我们再详细的学习。
总结
本期我们对Widget，Element有了一个详细的认知，但其实它还有一个State类（StatefulWidget的核心实现）和RenderObject类，这两个下期我再分析。
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