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Flutter渲染原理系列之构建Element树

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Flutter渲染原理系列之构建Element树

前言

一、Element 概念

1、定义：

  • Element是Flutter的树中特定位置的Widget的实例化后的具体表现形式。

2、主要职责：

  • 连接Widget和RenderObject：
    • Element将Widget的描述转化为具体的RenderObject，后者负责布局和绘制。
  • 状态管理：
    • Element持有与之关联的Widget的实例，当Widget发生变化时，Element会触发更新过程，导致RenderObject重新布局和绘制。
  • 事件处理：
    • Element负责将用户交互事件从RenderObject传递回Widget，以便Widget可以响应这些事件。

二、Element的基本类型

Flutter渲染原理系列之构建Element树 Flutter渲染原理系列之构建Element树

ComponentElement：

  • 是其他Element的宿主。
  • 它允许Widget的构建逻辑和渲染逻辑分离。
  • 能处理更为复杂的生命周期事件，比如状态更新、子树重绘等.

ComponentElement中关键方法理解：

  • mount：当Widget被添加到元素树中时调用，用于初始化任何必要的资源或状态。
  • unmount：当Widget从元素树中移除时调用，用于释放任何已分配的资源。
  • rebuild：如果Widget被替换，ComponentElement会调用rebuild方法来创建一个新的Widget并替换旧的Widget。
  • update：当Widget树中需要更新时调用，用于处理Widget的变化并决定是否需要重新构建子树。

RenderObjectElement：

  • 参与布局和绘制阶段的Element。
  • 在Widget树和渲染树之间起到桥梁的作用。
  • 在构建阶段将Widget的布局信息转换为渲染树中的RenderObject。

RenderObjectElement中关键方法理解：

  • attach：在Widget树构建过程中，会调用attach方法将其自身附加到渲染目标上，通常是Layer或RenderObject。
  • rebuild：如果Widget被替换，rebuild方法会被调用，创建一个新的RenderObject并替换旧的RenderObject。
  • update：当Widget的属性变化时，update方法会被调用，这会触发RenderObject的重新布局和重绘。
  • performRebuild：这个方法用于检查是否需要重建RenderObject。如果Widget的类型或属性发生改变，那么RenderObject就需要重建。

三、Element的生命周期

Flutter渲染原理系列之构建Element树

Element的主要生命周期阶段：

1、创建阶段

  • createElement：当一个Widget被插入到树中时，它会调用createElement方法来创建一个Element。这是Element生命周期的开始。

2、插入阶段

  • mount：一旦Element被创建，它会被插入到Element树中。mount方法被调用，以将Element连接到父Element和子Element，并创建或更新RenderObject。如果Element是StatefulWidget的一部分，则还会创建一个State对象。

3、更新阶段

  • update：当树中的Widget更新时，相应的Element也会更新。update方法被调用，以替换旧的Widget引用并检查是否需要创建新的RenderObject或更新现有RenderObject。如果Element关联的是StatefulWidget，则State对象的setState方法可能被调用来响应变化。

4、布局和绘制阶段

  • performLayout：在这个阶段，Element会调用其RenderObject的layout方法，以计算和设定RenderObject的大小和位置。这是基于RenderObject接收到的布局约束进行的。
  • paint：在布局完成后，RenderObject的paint方法被调用来绘制RenderObject。这通常发生在每一帧的绘制阶段。

5、卸载阶段

  • unmount：当Element从Widget树中移除时，unmount方法被调用。这将断开Element与父Element和子Element的连接，并清理与RenderObject的关联。如果Element关联的是StatefulWidget，则State对象的dispose方法会被调用来释放资源。

6、重新构建阶段

  • rebuild：如果Widget树中的Widget被替换，Element的rebuild方法会被调用。这会导致创建一个新的Element，并可能创建一个新的RenderObject，同时旧的Element和RenderObject会被销毁。

总结

Element的生命周期与Widget的生命周期紧密耦合，但它有自己的独立阶段，如mount、update、performLayout、paint和unmount。这些阶段确保了Element能够有效地管理Widget和RenderObject之间的关系，以及它们在Widget树和渲染树中的状态。

四、从Widget到Element

Flutter渲染原理系列之构建Element树

如上图所示，在构建阶段，Flutter会将代码中描述的Widgets转换成对应的Element树。每个Widget对应一个Element，Widget复用的时候，是一个Widget对应多个Element。每个Element表示在树中特定位置的Widget实例。

任何Widget皆可通过其BuildContext引用到Element，它是该Widget在树中的位置的句柄。

通过上述说明，对Widget有了一个大致的理解，接下来重点看下Element树是如何构建的?

五、Element树是如何构建的?

Element树的构建是基于Widget树的。当应用程序运行时，Flutter框架会根据Widget树动态地构建Element树。下面是Element树构建过程的概述：

1、Widget树的构建：

  • 每个Widget都有一个createElement方法，这个方法由框架调用来创建Widget的Element。

2、Element树的构建：

  • 当Widget树发生变化时，框架会调用Widget的createElement方法返回一个Element对象。
  • 被创建的Element会通过mount方法被添加到Element树中，这包括将其作为子Element添加到父Element，并且可能会触发新RenderObject的创建。
  • mount方法还会调用Element的update方法，这个方法比较新旧Widget，决定是否需要更新RenderObject。

3、RenderObject树的创建和更新：

  • Element负责创建和维护RenderObject。当Element树发生变化时，Element会更新其关联的RenderObject，以反映Widget树的变化。
  • 如果Widget的类型或属性发生了改变，Element会创建一个新的RenderObject或更新现有的RenderObject。

5、布局和绘制：

  • 一旦Element树构建完成，框架会遍历RenderObject树来执行布局和绘制操作。每个RenderObject都会根据其布局约束来计算自己的大小和位置。
  • 完成布局后，RenderObject会被绘制到屏幕上。

6、卸载和清理：

  • 当Widget从Widget树中移除时，其对应的Element会被卸载，这会触发unmount方法，该方法负责清理Element及其关联的RenderObject。
  • unmount还会调用State对象的dispose方法，如果Element关联的是StatefulWidget的话。

总结

构建Element树的过程是递归的，每当Widget树发生变化时，框架都会重新构建受影响的部分或整个Element树，以确保UI的正确性和最新性。这个过程确保了Flutter应用的响应性和性能，因为只有发生改变的部分才会被重新构建和渲染。

六、总结

Element在Flutter的UI构建过程中扮演了至关重要的角色，它帮助保持Widget树和RenderObject树的同步，确保用户界面的实时更新。

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转载自:https://juejin.cn/post/7398352129012318218
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