决胜Flutter 第一章 熟悉战场

欢迎参加“决胜Flutter” 实训课程，这里是你这次实训之旅的起点。
本章将带您快速了解移动开发的现状，而后向您介绍Flutter的发展历史以及优点特色，最后一块儿动手，搭建高效的开发环境。
因为Flutter 跨平台（同时支持Android、iOS、Web以及PC）的特性，本书将以Mac OS做为操做系统环境，版本号为10.14。若是读者使用的是Windows或者Linux，请结合Flutter官方网站的配置指导进行操做。须要指出的是，Windows和Linux是没法编译生成iOS版本App的。
好了，闲话很少说，咱们立刻进入正题！

1.1 移动开发的现状

今天，咱们不得不认可，移动互联网的出现和兴起，给咱们的生活和社交带来了史无前例的改变。一部小小的手机不只是通讯的工具，更有着平常生活、移动办公、社交网络等实用工具的属性，已经成为大部分人可信赖的“伙伴”，不断冲击着报纸、广播、电视等传统媒体。
事实上，移动互联网发展得如此迅速，操做系统只提供了“平台”，更多得益于其丰富的App生态。也正是由于这样的缘由，诞生了一个又一个爆款App。在这些爆款的背后，则是无数的UI/UE设计师、软件工程师、测试工程师等幕后英雄的贡献。
同时，随着移动互联网的高速发展，移动App的开发模式也在快速更迭中发展。
最初，为了可以在不一样系统环境上运行，一般要求开发团队进行多平台并行开发。一般，开发Android和iOS App一共须要两个开发团队，维护两套源代码，分别进行测试。
后来，人们逐渐意识到，这样的开发效率并不高，成本却不低。所以诞生了一个接一个的跨平台解决方案。好比React Native、PhoneGap、DCloud等等。但无一例外地，它们都没法摆脱低性能的JavaScript或者原生代码依赖，或多或少地存在不足，某些知名的App技术团队已经宣布弃用它们。
亟需一个真正可以打通多平台且高性能的框架来“救场”，Flutter则应运而生。能够说，Flutter的出现有必定的“必然性”。

1.2 初识 Flutter

先让咱们和Flutter这个新伙伴说声“你好”，而后了解一下这位新伙伴吧！

1.2.1 Flutter 的历史

说到Flutter的诞生，要追溯到2014年。一开始，它被叫作Sky，同年10月在GitHub上开源。一年后，Sky正式改名为Flutter。首次对外公布Flutter是在2017年5月的Google I/O大会上，今后，Flutter正式进入你们的视野，当时的版本号是Alpha 0.0.6。2018年2月，发布了Flutter 1.0测试版，即Beta1。同年6月份发布预览版，即Preview版本。12月发布1.0正式版。2019年2月，在1.2版本中，首次增长了对Web的支持。
截至目前，GitHub上的Flutter SDK已经有201个发布版本，超过15000屡次代码提交，400多位知名工程师参与其中，其问题的响应速度和处理效率一样很是之迅速……这些都奠基了Flutter终将成为开发者趁心如意的开发框架。

1.2.2 Flutter 的特性

那么，Flutter 究竟有哪些特性呢？抑或是有哪些优势呢？

• 统一的应用开发体验：Flutter拥有丰富的库，帮助开发者快速实现项目需求。同时，大部分的工具和库同时支持Android和iOS；
• 快速开发：得益于Flutter框架“热重载”的特性，能够帮助开发者更高效地进行开发和测试，更利于修复Bug；
• 界面生动：Flutter支持跨平台开发，一样支持Material Design（原生Android设计语言）和Cupertino（原生iOS设计语言）风格的控件。开发者可根据设计须要实现不一样风格的UI界面；
• 原生性能：不管在Android仍是iOS环境中，Flutter能够提供与原生应用同样的性能，甚至支持120 HZ的高刷新率；
• 响应式框架：Flutter支持响应式框架，在某些场景下，开发者无需付出任何代价，便可完成不一样屏幕的适配，使UI的构建更加轻松；
• 混合开发：Flutter能够与平台原生代码相结合，支持较新的Kotlin和Swift开发语言。借助该特性，能够轻松访问Android或iOS上的原生系统功能和系统API。
  到目前为止，Flutter已经广为接受，某些知名厂商已经推出了本身的Flutter App，好比中国的阿里巴巴、腾讯、京东等等。在Flutter官方网站的Showcase页面中，能够找到不少使用Flutter框架开发出的知名产品。

1.2.3 Flutter 的体系结构

Flutter框架采用的是“分层结构”。每一层都创建在另外一层的基础上，以下图所示：

显而易见地，整个Flutter框架由三层组成，从上到下分别是Framework（框架）层、Engine（引擎）层以及Embedder（嵌入）层。

• 框架层：框架层由Dart编程语言实现，涵盖了界面组件、动画、手势等等；

• 引擎层：引擎层由C/C++编程语言实现，涵盖了Skia、Dart和Text：

  1. Skia：负责处理图形，它是一个开源的图形库，自身提供了适用于不一样软硬件平台的API。Flutter框架直接使用Skia引擎来渲染组件，既摆脱了对传统浏览器的依赖，又摆脱了平台原生控件；
  2. Dart：包括Dart运行时环境、垃圾收集、JIT/AOT编译等和Dart相关的支持。通过AOT静态编译的代码可以使用本机指令集运行，从而确保了Flutter App可以和原生App一致的性能；
  3. Text：负责文本渲染；

• 嵌入层：嵌入层能够理解为“兼容层”。正是嵌入层的出现，才确保了Flutter App能够在不一样的平台上运行，该层实现了平台无关性。

到此，是否是有点跃跃欲试，想不想亲手开发出一款Flutter App呢？
不如立刻行动，让Flutter App在设备上跑起来！

1.3 搭建 Flutter 开发环境

动手时间到！第一次，咱们先来完成“教学关卡”——配置开发环境。
中国有句古话：“工欲善其事，必先利其器。”没有顺手的工具是不行的。经过这一节的学习和实践，相信每位读者都能有一把“开发利器”。
让咱们开始吧！

1.3.1 Java 开发环境的安装与配置

配置Java开发环境的目的是为了让咱们的电脑能够编译Android应用程序。
和安装其余软件相似地，在Mac OS上配置Java开发环境很是简单。只需下载对应的安装包文件，而后启动安装便可。Java 开发工具包能够在Oracle官方网站找到，而后下载对应版本便可。这里推荐你们安装JDK 8版本。

下载好后启动安装，片刻等待，进度条满即宣告安装结束。

以后，能够启动终端，在终端窗口中键入

java –version

并回车。能正常输出Java版本信息则代表安装配置无误。

1.3.2 Android 开发环境的安装与配置

接下来配置Android开发环境，咱们将使用Android Studio做为集成开发环境（也称为IDE）。
首先，咱们到Android开发者网站下载Android Studio安装包文件。和前文中所述的Java开发工具包相似，下载后安装便可完成配置过程。

当咱们点击“DOWNLOAD ANDROID STUDIO”按钮后，网页会自动识别当前系统并下载最合适的版本。

一般，Android Studio的安装会比Java开发工具包的安装更耗时。静候进度条满，咱们即可以启动Android Studio了。
首次启动会弹出向导，这个向导会指引咱们对IDE进行初步配置，并下载缺失的SDK。

须要注意的是，经过首次启动向导下载的SDK，默认只包含了最新版本的内容。若是读者要下载更多的SDK版本，便于往后开发，能够在启动Android Studio后，进入Settings（设置），并查找SDK Manager（SDK管理器）。在这里能够下载到Android SDK全部的内容。
接下来，让咱们为Android Studio添加编译Flutter App的能力。
进入Settings（设置），而后查找Plugin（插件），在上方的搜索框中键入flutter，并回车。以下图所示：

点击INSTALL（安装），会提示安装Dart，点击YES（是）继续。安装完成后，从新启动Android Studio。启动界面上已经能够看到新建Flutter 工程的入口了：

最后，往后方便地使用adb等命令，还须要把Android SDK的路径加入到环境变量中。启动终端窗口，输入

sudo vi ~/.bash_profile

并回车，开始编辑用户级环境变量。在文件的末尾添加以下内容：

ANDROID_HOME=/Users/wenhan/Library/Android/sdk export PATH=$PATH:$ANDROID_HOME/tools export PATH=$PATH:$ANDROID_HOME/platform-tools

保存，而后退出vi编辑器。最后，输入：

source ~/.bash_profile

而后回车，使环境变量当即生效。测试一下adb命令，正常状况将会出现adb使用说明文档。

1.3.3 iOS 开发环境的安装配置

在Mac OS中配置iOS开发环境再简单不过了，只要启动Mac上的App Store，而后搜索Xcode，安装便可。这一步骤可能会耗时很长，在安装时还有可能表现为卡住不动，其实是安装的内容较多致使的，须要耐心等待。
安装好后，启动终端，输入

sudo xcode-select –switch /Application/Xcode.app/Contents/Developer

并回车，配置Xcode命令行工具。
最后，输入

sudo xcodebuild –license

并回车，接受许可协议。

1.3.4 其余系统必备组件的安装与配置

1.3.4.1 检查系统必备命令行工具

除了上述IDE的配置外，Flutter还依赖某些命令行工具，才能成功完成编译。这些工具包括：

• bash
• curl
• git 2.x
• mkdir
• rm
• unzip
• which

好消息是，Mac OS系统自己已经内置了上述命令，咱们仅需确认这些命令可否正常运做便可。

1.3.4.2 设置Flutter Pub镜像站

此外，因为Flutter服务器在国内访问可能出现不稳定的现象，咱们须要添加两对环境变量，将Flutter包管理网站指向国内的镜像站。该镜像站由GDG China管理和维护，所以无需担忧安全性问题。还记得环境变量的配置方法吗？尝试添加以下两对值：

PUB_HOSTED_URL=https://pub.flutter-io.cn FLUTTER_STORAGE_BASE_URL=https://storage.flutter-io.cn

若是不慎忘记了配置方法，请参考1.3.2节末尾的内容，如法炮制就好。

1.3.4.3 安装缺失的组件

对于编译iOS App，咱们还须要安装一些附加工具，这些附加工具被homebrew管理，它堪称Mac OS平台不可或缺的组件管理器。所以，咱们须要先安装homebrew软件包管理工具。方法是启动终端，而后输入以下命令后回车：

/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL raw.githubusercontent.com/Homebrew/in…)"

系统会自动完成安装。以后，依次执行下列几条命令，完成剩余的配置：

brew update
brew install –HEAD usbmuxd
brew link usbmuxd
brew install –HEAD libimobiledevice
brew install ideviceinstaller ios-deploy cocoapods
pod setup

1.3.4.4 安装Visual Studio Code

在正式进行Flutter App开发前，咱们须要学习一种全新的编程语言——Dart。学习Dart编程语言无需Android Studio，也无需任何移动设备。与此相反，一款驾轻就熟的文本编辑器会更加合适，因此更推荐各位读者使用Visual Studio Code。
Visual Studio Code一样是跨平台的IDE，所以不管您是使用Mac OS，Windows或者是Linux，均可以使用Visual Studio Code。
官方网站下载Visual Studio Code，运行安装程序进行安装，以后不要忘记安装Flutter插件。

1.3.5 Flutter 开发环境的安装与配置

1.3.5.1 Flutter SDK的下载和配置

接下来，咱们须要下载和配置Flutter SDK。
下载Flutter SDK的方式有两种选择。第一种是经过Flutter官方网站提供的下载连接；第二种则是经过Git Clone（克隆）的方式下载。因为服务器偶尔会出现链接不稳定的现象，所以，第二种方式最更稳妥的选择。
启动终端，定位到要存放Flutter SDK的目录下，输入：

git clone -b stable github.com/flutter/flu…

此处的stable表示要下载稳定版，也能够改成dev来下载最新的开发版。

根据网络链接情况，这个过程一般会持续几分钟，须要耐心等待。
下载好后，别忘了配置环境变量，它能够帮助咱们在任何位置执行flutter命令。按照前文中提过的方法，这里只需追加PATH变量值便可，以下所示：

export PATH="$PATH:~/Development/flutter/bin"

1.3.5.2 复查全部环境变量的配置

到此，关于环境变量的配置就所有完成了，咱们回顾一下全部配置的环境变量，以下图所示：

须要特别注意的是，上述环境变量配置的值并不是在全部电脑上都一致。请各位读者结合自身电脑的具体状况进行配置，并在配置后执行相应的指令测试，以确保环境配置无误。

1.3.5.3 执行Flutter 自诊断脚本

运行终端，输入

flutter doctor

并回车，等待诊断完成。出现下图所示的输出则表明配置准确无误。

诊断进程结束后，会出现相似上图的诊断报告，除了表示正确的对勾外，还可能会遇到感叹号或者叉号。出现感叹号表示它是一条警告，可能不会影响工程的正常编译运行；而叉号则要引发重视了，它表示一种错误。不进行处理的话将会影响工程的编译和运行。
若是不幸出现了由叉号的项目，别担忧，您能够在1.3.7 疑难排查小节中找到解决它们的办法。

1.3.6 升级 Flutter SDK

因为Flutter处在快速发展迭代中，时刻保持最新不但能够体验到新版本带给咱们的新功能，并且能够规避老版本中存在的某些问题。
当咱们按照前文所描述的方法配置好环境变量后，随时能够在终端执行

flutter upgrade

命令检查并更新到最新版本的flutter SDK了。

1.3.7 疑难排查

• git clone速度过慢甚至报错：出现该问题，能够尝试访问官网，进入SDK下载页面，直接下载，并在完成后解压。压缩包内存在.git文件夹，不影响往后的版本升级；

• 出现警告（Android toolchain - develop for Android devices…）：执行

  flutter doctor --android-licenses

  并赞成全部的许可协议；

• 出现错误（Missing Xcode dependency: Python module "six"）：执行

  pip install six或 sudo easy_install six或依次执行： brew reinstall python@2 pip install six；

• 升级SDK过程当中出错：检查是否配置了正确的环境变量，或者直接从新下载最新版本。

1.4 首个 Flutter App——计数器

接下来，咱们建立一个计数器应用，用户每点击依次屏幕右下方的按钮，屏幕中间的数值增长1，以下图所示：

计数器App是建立Flutter 工程后的默认App，咱们无需修改代码，直接运行便可实现。

1.4.1 建立 Flutter工程

有两种方式建立Flutter工程，第一种是经过Android Studio的新建工程向导；另一种是经过flutter命令行。
做者建议使用flutter 命令行建立项目，而后在Android Studio中打开。由于在网络链接不稳定时，新建工程向导可能会致使Android Studio中止响应。
使用命令行建立项目的方法很是简单，首先来到要存放工程代码的目录，而后执行：

flutter create hello_flutter

稍等片刻，便可完成工程的建立。有关flutter的更多命令行用法，将在1.4.3节中说起。
建立好工程后，启动Android Studio，选择“Open an existing Android Studio project”，在弹出的目录选择对话框中，定位到代码所在目录，点击OK，便可打开工程。

怎么样，还算简单吧？

1.4.2 在设备上运行 Flutter App

最后，咱们把代码运行在设备上。您能够选择在电脑上启动模拟器，或者链接一台开启了调试权限的手机。
做者建议各位使用实体设备，而非模拟器。一方面，实体设备最接近用户最终体验，而且更加流畅；另外一方面，某些传感器，如NFC、蓝牙等，是很难经过模拟器实现的。本书也将结合实体设备——一台真正的手机（Android）进行讲解。
启动手机，开启开发者选项中的USB调试，而后链接电脑。点击Android Studio右上角的绿色小三角图标，稍等片刻，像图1.15那样，一个简单的flutter App就部署到手机上了。尝试和它互动一下吧！

1.4.3 Flutter 经常使用命令

在实际开发中，咱们有必要掌握一些flutter的经常使用命令，这将帮助咱们更有效率地进行开发。

• 建立项目：

  1. flutter create my_app：以my_app为名建立工程；
  2. flutter create -a kotlin my_app：以my_app为名建立工程，并添加对Kotlin语言的支持；
  3. flutter create -i swift my_app：以my_app为名建立工程，并添加对Swift语言的支持；

• 获取工程中引用的库：

  flutter packages get

• 更新工程中引用的库：

  flutter packages upgrade

• 运行App：

  1. flutter run：运行在默认的首选设备上；
  2. flutter run -d 5554：运行在ID为5554的设备上。

• 进入调试模式：

  flutter attach

• 打包生成安装文件：

  1. flutter build apk：生成Android平台的安装包文件；
  2. flutter build ios：生成iOS平台的安装包文件。

1.5 小结

请回顾如下几个知识点，确保这些内容都已经了然于心：

1. flutter的特色与优点；
2. flutter框架的体系结构；
3. 开发flutter App的环境搭建；
4. 升级已有的flutter SDK；
5. 建立简单的flutter App；
6. 运行flutter App在设备上；
7. 必知必会的flutter经常使用命令。

你可能会注意到，上述内容并未涵盖本章的全部方面。这是由于上述的知识点是必需要掌握的，而非仅做了解。 请您确认上述内容已经彻底掌握后，再进入下一章的学习。 在下一章中，咱们要进行一场“特训”，目的是让各位读者快速入门并掌握Dart开发语言。咱们还将结合计算机领域的某些经典算法进行强化练习，请作好准备，咱们即刻出发！