flutter: 根视图、根元素与根渲染

flutter如何创建的视图树(WidgetTree)，元素树(ElementTree)及渲染树(RenderingTree)，又是如何更新视图绘制视图? 这个问题太大，刚开始一切又都是陌生的，理解起来千头万绪，因此先搞清这些树的根结点的身份是很是必要的。毫无疑问，这些根节点的创建紧密的与初始化过程关联，而肯定了这些根节点以后，遍历查找更新就相对清晰了，由于绘制视图无非也是对树的遍历查找更新操做。

这部分就已经从引擎层进入到了dart层，须要了解的更多的是框架相关的机制，引擎目前用不到了。

环境: flutter sdk v1.7.8+hotfix.4@stable

先不要被Element, RenderObjectElement, RenderObject, Widget,RenderObjectWidget诸多名称吓到。与安卓封装了显式的启动运行过程不一样，flutter有一个明确的runApp, 这就是进行分析的方便入口。

语言机制

多继承

须要先了解一下语言层面的一个多继承机制。虽然这里用了多继承这个名词，可是须要明确dart语言在语法上仍是单继承，也就是只能extends一个类，其它接口分别再以with串接。

关键字声明

与java不一样，dart没有interface(准确的说是已移除)只有abstract，abstract的使用与java并没有二致。没有了interface如何实现多接口对象的声明？dart用的是mixin关键字，因此就方便理解而言，把mixin看成interface, on看成extends(只针对mixin类)便可。与interface不一样的是**mixin声明的类是能够有方法实现体和成员对象的**。

class A extends B implements C, D, E {}
class B {}
interface C {}
interface D {}
interface E {}
复制代码

dart等同于：

class A extends B with C, D, E {}
class B {}
mixin C {}
mixin D {}
mixin E {}
复制代码

继承顺序

在以上例子中假如B,C,D都有doSomeThing方法

class A extends B with C, D {
  @override
  void doSomeThing() {
    print("A");
    super.doSomeThing();
  }
}

class B {
  @override
  void doSomeThing() {
    print("B");
  }
}

mixin C on B {
  @override
  void doSomeThing() {
    print("C");
    super.doSomeThing();
  }
}

mixin D on B {
  @override
  void doSomeThing() {
    print("D");
    super.doSomeThing();
  }
}

void main() {
  A().doSomeThing();
}
复制代码

那么当执行A.doSomeThing后应该是哪一个调用顺序？ 直接给结论：以with声明的反顺序继承 那么问题来了：若是没有C on B会发生什么？ 语言机制问题可参考这篇文章。

串连调用

须要了解的第2个语法特性是串连调用，能够用..操做符串连调用类的成员方法:

class F {
  String str;
  String contact(String s) {
    return str + s;
  }

  void assign(String s) {
    str = s;
  }
}

void mai() {
  F f = F()..assign("hello")..contact(' world');
  print(f.str);
}
复制代码

须要明确：用了..操做符以后调用返回的就是类对象实例，再也不是方法的返回值。

初始化调用

有了以上基础(用到语言特性1: mixin WidgetsBinding on BindingBase, SchedulerBinding, GestureBinding, RendererBinding, SemanticsBinding)就能够理清runApp入口的调用序列:

runApp
  WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized
    WidgetsFlutterBinding()
      BindingBase()
        WidgetsBinding.initInstances
          RendererBinding.initInstances
            SemanticsBinding.initInstances
              PaintingBinding.initInstances
                SchedulerBinding.initInstances
                  ServicesBinding.initInstances
                    GestureBinding.initInstances
                      BindingBase.initInstances
复制代码

这里包含了大量的数据初始化，用到一个找一个。 再看总体序列(widgets/binding.dart:786, 用到语言特性2):

runApp
  WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized
  WidgetsBinding.attachRootWidget
  WidgetsBinding.scheduleWarmUpFrame
复制代码

MyApp实例被传给了WidgetsBinding.attachRootWidget方法，因而分析其调用序列:

runApp
  WidgetsBinding.attachRootWidget
    RenderObjectToWidgetAdapter()
    RenderObjectToWidgetAdapter.attachToRenderTree
      RenderObjectToWidgetAdapter.createElement
      RenderObjectToWidgetElement<RenderBox>.assignOwner
      BuildOwner.buildScope
      RenderObjectToWidgetElement<RenderBox>.mount
复制代码

须要注意RenderObjectToWidgetAdapter是一个RenderObjectWidget类型，它用构造函数child: rootWidget, 持有了外部传入的rootWidget做为它的子视图。 RenderObjectToWidgetAdapter.createElement建立的元素被赋值给了_renderViewElement，_renderViewElement被WidgetsBinding实例持有。

元素关联渲染

那根渲染又是什么时候建立的呢？继续看mount的调用序列:

RenderObjectToWidgetElement<RenderBox>.mount
  RootRenderObjectElement.mount
    RenderObjectElement.mount
      RenderObjectWidget.createRenderObject => RenderObjectToWidgetAdapter.createRenderObject
复制代码

这里容易让人误导，调用createRenderObject的实际上是RenderObjectElement持有的RenderObjectWidget, 而元素RenderObjectToWidgetElement正是RenderObjectToWidgetElement<T> createElement() => RenderObjectToWidgetElement<T>(this)(widgets/binding.dart:833)所建立，这里的this其实就是RenderObjectToWidgetAdapter，因此根渲染是RenderObjectWithChildMixin<T> createRenderObject(BuildContext context) => container;(widgets/bindings.836)，可见根渲染不是在此时建立的，而是预先被赋值仅在此时返回的。

各类根节点

因而可知MyApp做为外部传入的rootWidget不是真正的根视图，真正的根视图实际上是RenderObjectToWidgetAdapter, 它被RenderObjectToWidgetElement<RenderBox>持有(一个Element持有一个Widget), 而这个Element被全局WidgetsBinding实例持有，因此根元素为RenderObjectToWidgetElement<RenderBox>。

RenderObjectElement在mount的时机建立了一个RenderObject实例并持有，而RenderObjectToWidgetElement是RenderObjectElement的子类，建立的RenderObject具体类型为RenderObjectWithChildMixin<RenderBox>，因此它才是最终的根渲染。

有了rootElement就能够找到rootWidget和rootRenderObject, 元素树，视图树与渲染树由此创建起来。

根渲染建立

回到RenderObjectToWidgetAdapter调用构造函数的地方，传入的container是RenderingBinding的RenderView get renderView => _pipelineOwner.rootNode;(rendering/binding.dart:162, attachRootWidget是WidgetsBinding的方法，但 mixin WidgetsBinding on RendererBinding，因此能够引用到RenderingBinding的成员)。

那么rootRenderObject，也就是上面的RenderView, 做为RenderObjectWithChildMixin<RenderBox>的子类(class RenderView with RenderObjectWithChildMixin<RenderBox>)，又是在什么时机建立的？跟踪下来正是在初始化调用中:

runApp
  WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized
    WidgetsFlutterBinding()
      BindingBase()
        WidgetsBinding.initInstances
          RendererBinding.initInstances
            _pipelineOwner = PipelineOwner(
            RendererBinding.initRenderView
              renderView = RenderView()
                _pipelineOwner.rootNode = value;
复制代码

也就是说WidgetBinding把RendererBinding(mixin WidgetBinding with RendererBinding)的renderView做为了根渲染，而它实际是_pipelineOwner.rootNode。

至此，咱们便知道了全部节点遍历的起点。