前言
要解答這個問題，首先需要認識到 Flutter 中有三棵樹：Widget 樹，Element 樹和 RenderObject 樹。
當應用啟動時 Flutter 會遍歷並建立所有的 Widget 形成 Widget Tree，同時與 Widget Tree 相對應，通過呼叫 Widget 上的 createElement() 方法建立每個 Element 物件，形成 Element Tree。
最後呼叫 Element 的 createRenderObject() 方法建立每個渲染物件，形成一個 Render Tree。
然後需要知道 Widget，Element 和 RenderObject 到底是啥以及它們是幹什麼的。
什麼是 Widget
Widget 是 Flutter 的核心部分，是使用者介面的不可變描述資訊。正如 Flutter 的口號 Everything’s a widget, 用 Flutter 開發應用就是在寫 Widget ?。
Flutter 的 Widget 不只表示 UI 控制元件，還表示一些功能性的元件，如路由跳轉 Navigator，手勢檢測 GestureDetector 元件等。
@immutable
abstract class Widget extends DiagnosticableTree {
/// Initializes [key] for subclasses.
const Widget({ this.key });
final Key key;
/// ...
@protected
Element createElement();
/// ...
static bool canUpdate(Widget oldWidget, Widget newWidget) {
return oldWidget.runtimeType == newWidget.runtimeType
&& oldWidget.key == newWidget.key;
}
}
複製程式碼Widget 的 canUpdate 方法通過比較新部件和舊部件的 runtimeType 和 key 屬性是否相同來決定更新部件對應的 Element。
什麼是 Element
Element 是例項化的 Widget 物件，通過 Widget 的 createElement() 方法，在特定位置使用 Widget 配置資料生成。
Element 用於管理應用 UI 的更新和更改，管理部件的生命週期，每個 Element 都包含對 Widget 和 RenderObject 的引用。
當 Widget 變化時，如果兩個 Widget 的 runtimeType 和 key 屬性相同的，那麼新的 Element 會通過 Element.update() 更新舊的 Element，否則舊的 Element 會被刪除，新生成的 Element 插入到樹中。
abstract class Element extends DiagnosticableTree implements BuildContext {
/// Creates an element that uses the given widget as its configuration.
///
/// Typically called by an override of [Widget.createElement].
Element(Widget widget)
: assert(widget != null),
_widget = widget;
/// Change the widget used to configure this element.
///
/// The framework calls this function when the parent wishes to use a
/// different widget to configure this element. The new widget is guaranteed
/// to have the same [runtimeType] as the old widget.
///
/// This function is called only during the "active" lifecycle state.
@mustCallSuper
void update(covariant Widget newWidget) {
/// ...
}
/// Creates an instance of the [RenderObject] class that this
/// [RenderObjectWidget] represents, using the configuration described by this
/// [RenderObjectWidget].
///
/// This method should not do anything with the children of the render object.
/// That should instead be handled by the method that overrides
/// [RenderObjectElement.mount] in the object rendered by this object's
/// [createElement] method. See, for example,
/// [SingleChildRenderObjectElement.mount].
@protected
RenderObject createRenderObject(BuildContext context);
}
複製程式碼什麼是 RenderObject
RenderObject 用於應用介面的佈局和繪製，儲存了元素的大小，佈局等資訊，例項化一個 RenderObject 是非常耗能的。
當應用執行時 Flutter 使用 RenderObject 的資料繪製應用介面，最終形成一個 Render Tree。
abstract class RenderObject extends AbstractNode with DiagnosticableTreeMixin implements HitTestTarget {
/// Initializes internal fields for subclasses.
RenderObject() {
_needsCompositing = isRepaintBoundary || alwaysNeedsCompositing;
}
/// The render object at (or below) this location in the tree.
///
/// If this object is a [RenderObjectElement], the render object is the one at
/// this location in the tree. Otherwise, this getter will walk down the tree
/// until it finds a [RenderObjectElement].
RenderObject get renderObject {
RenderObject result;
void visit(Element element) {
assert(result == null); // this verifies that there's only one child
if (element is RenderObjectElement)
result = element.renderObject;
else
element.visitChildren(visit);
}
visit(this);
return result;
}
void layout(Constraints constraints, { bool parentUsesSize = false }) {
/// ...
}
/// ...
void paint(PaintingContext context, Offset offset) {
/// ...
}
}
複製程式碼為什麼需要三棵樹
使用三棵樹的目的是儘可能複用 Element。
複用 Element 對效能非常重要，因為 Element 擁有兩份關鍵資料：Stateful widget 的狀態物件及底層的
RenderObject。
當應用的結構很簡單時，或許體現不出這種優勢，一旦應用複雜起來，構成頁面的元素越來越多，重新建立 3 棵樹的代價是很高的，所以需要最小化更新操作。
當 Flutter 能夠複用 Element 時，使用者介面的邏輯狀態資訊是不變的，並且可以重用之前計算的佈局資訊，避免遍歷整棵樹。
舉個例子說明
建立一個簡單的 Flutter 應用，程式碼如下
import 'package:flutter/material.dart';
void main() {
runApp(
MaterialApp(
color: Colors.white,
debugShowCheckedModeBanner: false,
builder: (context, child) => HomePage(),
),
);
}
class HomePage extends StatefulWidget {
@override
_HomePageState createState() => _HomePageState();
}
class _HomePageState extends State<HomePage> {
bool _isWorld = true;
Widget _buildWorld() {
return RichText(
text: TextSpan(
text: 'Hello world',
style: TextStyle(color: Colors.black),
),
);
}
Widget _buildFlutter() {
return RichText(
text: TextSpan(
text: 'Hello flutter',
style: TextStyle(color: Colors.black),
),
);
}
void changeText() {
setState(() {
_isWorld = !_isWorld;
});
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
body: Column(
mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
children: <Widget>[
Center(
child: _isWorld ? _buildWorld() : _buildFlutter(),
),
SizedBox(height: 20.0),
// Padding(padding: EdgeInsets.only(top: 20.0)),
IconButton(icon: Icon(Icons.refresh), onPressed: changeText)
],
),
);
}
}
複製程式碼顯示效果
開啟 Dart DevTools，可以看到應用的 Widget Tree，此時 RichText 控制元件的 RenderObject 的 ID 是 #6276a
點選圖示將文字變成 Hello flutter 時
重新整理瀏覽器頁面再次檢視 RichText 的 RenderObject 的 ID 依然是 #6276a
可以發現 Flutter 只是更新了文字資料，複用了 RichText 對應的 Element 和 RenderObject。
而使用 SizedBox 部件取代 Padding 部件時。
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
body: Column(
mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
children: <Widget>[
Center(
child: RichText(
text: TextSpan(
text: 'Hello $text',
style: TextStyle(color: Colors.black),
),
),
),
SizedBox(height: 20.0),
// Padding(padding: EdgeInsets.only(top: 20.0)),
IconButton(icon: Icon(Icons.refresh), onPressed: changeText)
],
),
);
}
複製程式碼
Padding 部件對應的 Element 和 RenderObject 都會被從樹中移除，使用 SizedBox 新生成的替代。
總結
Widget 是應用介面的宣告資訊。
Element 連結 Widget 和 RenderObject，管理介面的更新和修改。
RenderObject 儲存具體的佈局資訊，負責繪製 UI。
參考
How Flutter renders Widgets (Video)