Flutter开发新手手册：入门必备知识和技能

Flutter 是 Google 推出并开源的移动应用开发框架，主打跨平台、高保真、高性能。使用 Dart 编程语言，开发者编写一次代码，便可以在 iOS 和 Android 设备上跨平台运行，拥有热重载能力以及丰富组件和接口，无缝与原生开发集成，轻松实现APP开发。

1、引言

移动开发的现状现在开发手机应用真是不容易，手机系统一大堆，iOS、Android，用户还特别挑剔，界面得漂亮，用起来得流畅，功能得有创意，才能让他们买账。而且移动开发技术更新换代特别快，今天学了这个，明天那个又火了，得不停地学习新东西。

一个应用要为不同的系统各写一套代码，费时又费钱。但有了跨平台框架，事情就简单多了。用一套代码，就能搞定iOS和Android，省时省力，还能快速响应市场变化，用户反馈问题，或者有什么新点子，都能迅速调整，快速上线。

跨平台框架的价值

• 省钱省时间：用跨平台框架，一套代码就能搞定iOS和Android两个系统，不用两边都写一遍，省钱省时间。
• 快速迭代：产品有什么新点子，或者用户反馈了什么问题，用跨平台框架可以快速修改，快速上线，抢占市场先机。
• 统一体验：一套代码，两边运行，可以保证APP在不同系统上的表现一致，用户不管换什么手机，APP都是熟悉的味道。
• 技术门槛低：跨平台框架一般用的技术都比较通用，会的人多，招人也容易，不像某些系统原生开发，找个合适的开发者比找大熊猫还难。
• 快速响应市场：市场变化快，用户需求多变，用跨平台框架可以快速调整开发方向，及时满足用户需求。
• 维护成本低：一套代码，维护起来简单多了，有什么bug，改一处就行了，不用两边都改。
• 利用现代技术：很多跨平台框架都支持用现代的Web技术来开发，对于有Web开发背景的开发者来说，转型更容易。

总的来说，作为APP开发者，面对快速变化的市场和技术，用户需求又高，跨平台框架就是我们的救星，帮我们用更少的资源，做出更多、更好的APP，让我们的产品更有机会在竞争激烈的市场中脱颖而出。

2、Flutter 概述  

Flutter 是一种开源的移动应用开发框架，由 Google 的工程师团队开发。它允许开发者使用同一套代码库来构建跨平台的移动应用，这意味着你可以用相同的代码同时为 Android 和 iOS 创建应用。Flutter 使用 Dart 这门编程语言，它提供了丰富的组件和工具，使得开发者能够快速构建出既美观又高性能的应用程序。

Flutter 可以帮助开发者解决什么问题？

代码复用性：在传统的移动开发中，开发者通常需要为 Android 和 iOS 编写两套不同的代码。Flutter 通过提供一套统一的代码库解决了这个问题，使得开发者可以一次编写，到处运行。性能问题：许多跨平台解决方案依赖于桥接技术，这可能会影响应用性能。Flutter 使用自己的高性能渲染引擎，避免了这种性能损失，提供了接近原生应用的性能。

热重载：Flutter 引入了热重载功能，允许开发者在应用运行时动态更改代码并立即看到结果，极大地提高了开发效率。用户界面设计：Flutter 提供了一套丰富的预制组件，使得开发者可以快速搭建出美观、响应式的用户界面，而无需从零开始设计每一个元素。原生兼容性：尽管 Flutter 是一个跨平台框架，但它也提供了与原生平台深度集成的能力。

开发者可以使用特定的平台通道与原生代码交互，访问设备特有的功能。开发成本和时间：通过减少为不同平台编写和维护代码的需求，Flutter 有助于降低开发成本和缩短上市时间。统一的用户体验：由于使用相同的代码基础，Flutter 有助于在不同平台上提供一致的用户体验。

未来的可维护性：随着移动应用的不断迭代，维护和更新代码可能会变得复杂。Flutter 的组件化和统一的架构有助于简化这一过程。生态：Flutter 生态系统发展迅速，社区非常活跃，无论是开发者数量还是第三方组件都已经非常可观。技术支持：现在 Google 正在大力推广Flutter，Flutter 的作者中很多人都是来自Chromium团队，并且 Github上活跃度很高。

另一个角度，从 Flutter 诞生到现在，频繁的版本发布也可以看出 Google 对 Flutter的投入的资源不小，所以在官方技术支持这方面，大可不必担心。

3、核心特性

一套代码，多端运行；并且在开发过程中 Flutter 的热重载可帮助开发者快速地进行测试、构建UI、添加功能并更快地修复错误。在 iOS 和 Android 模拟器或真机上可以实现毫秒级热重载，并且不会丢失状态。这真的很棒，相信我，如果你是一名原生开发者，体验了Flutter开发流后，很可能就不想重新回去做原生了，毕竟很少有人不吐槽原生开发的编译速度。

速度快：Flutter 不用等编译，它有个热重载功能，改了代码立马就能看到效果，这比泡一杯咖啡的速度快多了。性能好：Flutter 用的是自己的东西，比如它自己的渲染引擎，不是那种慢吞吞的解释执行，所以运行起来贼快，流畅得就像热刀切黄油。

热重载：这个功能简直是开发者的救星，就像变魔术一样，你改完代码，一眨眼的功夫应用界面就更新了，特别方便调试和快速迭代。跨平台：用 Flutter，一套代码打天下，iOS、Android 都能用，省事儿！丰富的组件：Flutter 提供了一大堆预制的 UI 组件，就像是一套乐高积木，你可以快速拼出想要的界面。

定制性强：如果你觉得预制的组件不够用，Flutter 还允许你自定义组件，想怎么设计就怎么设计。易于学习：Dart 语言简洁明了，学习曲线平缓，新手也能快速上手。社区支持：Flutter 背后有 Google 撑腰，社区活跃，遇到问题不愁找不到答案。

原生兼容性：虽然 Flutter 是跨平台的，但它也能调用原生代码，用起来就像是原生开发一样。节省成本：因为一套代码两边用，维护起来也方便，所以长期看下来，能省不少钱。

Flutter 底层使用 Skia 作为其 2D 渲染引擎，Skia 是 Google的一个 2D 图形处理函数库，包含字型、坐标转换，以及点阵图，它们都有高效能且简洁的表现。Skia 是跨平台的，并提供了非常友好的 API，目前 Google Chrome浏览器和 Android 均采用 Skia 作为其 2D 绘图引擎。

4、技术架构

简单来讲，Flutter 从上到下可以分为三层：框架层、引擎层和嵌入层，下面我们分别介绍：

• 框架层：是直接面向开发者的最顶层，提供了 Material 和 Cupertino 两种视觉风格的组件库，它们分别实现了 Material 和 iOS 设计规范，用于构建和管理应用程序的用户界面。
• 引擎层：主要由 C++ 编写，负责实现 Flutter 的高性能渲染和底层逻辑。这一层包括了 Skia 图形引擎，一个强大的 2D 图形处理库，用于高效地渲染应用中的图形和动画。同时，Dart 运行时（Dart Runtime）作为引擎层的另一部分，提供了内存管理、垃圾回收等关键服务，确保 Dart 代码能够高效执行。

引擎层还包含了一个先进的文字排版引擎，支持复杂的文本布局和多种语言，保证应用中文字的高质量呈现。通过精心设计的线程模型，Flutter 能够分离 UI 渲染、GPU 绘制和输入/输出操作，优化应用性能。还实现了插件系统和平台通道，允许 Flutter 应用与原生平台代码进行交互，扩展应用功能，同时保持了跨平台的可移植性。

性能优化技术如即时编译和预编译，以及对图形渲染和内存使用的优化，都在这一层中得到体现。当开发者在应用中调用 dart:ui 库的 API 时，这些调用会通过框架层最终传递到引擎层，由引擎层完成实际的绘制、渲染和文本排版等操作，将抽象的 UI 组件转换成用户可以交互的像素，实现应用的图形显示和用户交互。

• 嵌入层：负责将 Flutter 引擎与宿主平台的操作系统 API 紧密相连的关键部分。这一层使用目标平台的原生语言编写，如 Java 和 C++ 用于 Android，Objective-C 和 Swift 用于 iOS 和 macOS，以及 C++ 用于 Windows 和 Linux。允许 Flutter 以模块化的方式集成到现有应用中，或是作为新应用的核心。

此外，嵌入层管理着应用的生命周期，处理来自操作系统的事件，如用户输入和屏幕旋转，并将其传递给 Flutter 引擎。它还支持开发特定于平台的插件和扩展，为 Flutter 应用提供了扩展功能的可能性。如果未来 Flutter 需要支持新的平台，嵌入层也需要为新平台定制实现，以确保 Flutter 引擎能够在该平台上顺利运行和渲染。通过嵌入层，Flutter 实现了跨平台的高效集成和一致的用户体验。

5、Dart 语言

Dart 是一种现代、多用途的编程语言，由 Google 开发，专为前端和客户端应用设计，包括移动、桌面和 Web 应用。

Dart 语言简介

• 简洁易学：Dart 的语法清晰简洁，对于新手友好，易于上手。
• 强类型：Dart 是一种强类型语言，这有助于在编译时捕捉错误，提高代码的安全性和稳定性。
• 面向对象：Dart 支持面向对象编程（OOP），允许开发者使用类和接口来构建应用程序。
• 函数式编程：除了面向对象编程，Dart 也支持函数式编程范式，提供函数作为一等公民的能力。

Dart 在 Flutter 中的作用构建

UI：在 Flutter 中，Dart 用于定义用户界面。

• Flutter 的 widgets 系统就是用 Dart 实现的。
• 状态管理：Dart 的类和对象用于管理应用的状态，包括用户界面的状态。
• 热重载：Dart 语言与 Flutter 框架紧密集成，支持热重载，允许开发者快速迭代和测试。
• 性能：Dart 被设计为高性能，它的 AOT（Ahead-Of-Time）编译模式生成高效的机器代码。

Dart 的关键特性类：

1. Dart 使用类来创建对象，支持继承、混入（mixins）和接口（interfaces）。
2. 流（Streams）：Dart 提供了流，这是一种异步数据流，用于处理基于事件的数据。
3. 异步编程：Dart 的异步编程模型使用 Future 和 Stream 对象来处理异步操作，如网络请求或文件 I/O。
4. 泛型：Dart 支持泛型，允许创建可重用的代码，适用于多种数据类型。
5. 错误处理：Dart 提供了强大的错误处理机制，包括 try-catch 语句和抛出（throw）异常。
6. 库：Dart 有一个丰富的标准库，包括集合操作、数学函数、字符串处理等。异步等待：async 和 await 关键字使得编写非阻塞代码变得简单直观。空安全：Dart 2.0 引入了空安全特性，提高了运行时的安全性和稳定性。

6、总结 Flutter

作为移动开发领域中的一颗明星，凭借其跨平台的能力、高性能的渲染、便捷的热重载特性以及丰富的UI组件库，已经成为构建现代移动应用的优选框架。它通过简化开发流程、降低成本并提升应用性能，赢得了开发者的广泛青睐。

此外，Flutter 的响应式设计、强大的插件生态系统、Google 的强力支持、易学的Dart语言以及对高性能动画的原生支持，进一步巩固了其在移动开发中的地位。完全开源的特性也确保了 Flutter 拥有持续的社区创新和改进，预示着其在未来技术发展中将持续扮演关键角色。