帶你深入 Dart 解析一個有趣的引用和編譯實驗

戀貓de小郭發表於2021-05-28

Dart編譯

本篇主要通過一個簡單例子，討論一下 Dart 程式碼裡一個有趣的現象。

我們都知道 Dart 裡一切都是物件，就連基礎型別 int 、double 、bool 也都是 class 。

當我們對於 int 、 double 這些 class 進行的 + 、- 、* 、 \ 等操作時，其實是執行了這個 class 的 operator 操作符的操作，然後返回了新的 num 物件。

對於這些 operator 操作最終會通過 VM 去進行實現返回，而本質上 dart 程式碼也只是文字，需要最終編譯成二進位制去執行。

以下例子基於 dart 2.12.3 測試

那這裡想要討論什麼呢？

首先我們看一段程式碼，如下程式碼所示，可以看到：

首先我們定義了一個叫 idx 的 int 型引數；
然後在 for 迴圈裡新增了三個 InkWell 可點選控制元件；
最後在 onTap 裡面將 idx 列印出來；

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  var images = ["RRR", "RRR", "RRR",];
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    List<Widget> contents = [];
    int idx = 0;
    for (var imgUrl in images) {
      contents.add(InkWell(
          onTap: () {
            print("######## $idx");
          },
          child: Container(
            height: 100,
            width: 100,
            color: Colors.red,
            child: Text(imgUrl),
          )));
      idx++;
    }
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(),
      body: Center(
          child: Column(
        children: [
          ...contents,
        ],
      )));
  }
}

複製程式碼

問題來了，你覺得點選這三個 InkWell 列印出來的會是什麼結果？
答案是列印出來的都是 3。

為什麼呢？讓我們看這段程式碼編譯後的邏輯，如下所示程式碼，可以看到上述程式碼編譯後， print 函式裡指向的永遠是 idx 這個 int* 指標，當我們點選時，最終列印出來的都是最後的 idx 的值。

    @#C475
    method build(fra2::BuildContext* context) → fra2::Widget* {
      core::List<fra2::Widget*>* contents = core::_GrowableList::•<fra2::Widget*>(0);
      core::int* idx = 0;
      {
        core::Iterator<core::String*>* :sync-for-iterator = this.{main::MyHomePage::images}.{core::Iterable::iterator};
        for (; :sync-for-iterator.{core::Iterator::moveNext}(); ) {
          core::String* imgUrl = :sync-for-iterator.{core::Iterator::current};
          {
            [@vm.call-site-attributes.metadata=receiverType:dart.core::List<library package:flutter/src/widgets/framework.dart::Widget*>*] contents.{core::List::add}(new ink5::InkWell::•(onTap: () → Null {
              core::print("######## ${idx}");
            }, child: new con7::Container::•(height: 100.0, width: 100.0, color: #C40086, $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66610), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66614));
            idx = idx.{core::num::+}(1);
          }
        }
      }
複製程式碼

那如果我們需要列印出來的是每個 InkWell 自己的 index 呢？

如下程式碼所示，我們在 for 迴圈裡增加了一個 index 引數，把每次 idx 都賦值給 index ，這樣點選列印出來的結果，就會是點選對應的 index 。

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  var images = ["RRR", "RRR", "RRR",];
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    List<Widget> contents = [];
    int idx = 0;
    for (var imgUrl in images) {
      int index = idx;
      contents.add(InkWell(
          onTap: () {
            print("######## $index");
          },
          child: Container(
            height: 100,
            width: 100,
            color: Colors.red,
            child: Text(imgUrl),
          )));
      idx++;
    }
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(),
      body: Center(
          child: Column(
        children: [
          ...contents,
        ],
      )));
  }
}

複製程式碼

為什麼呢？

讓我們看新編譯出來的程式碼，如下所示，可以看到對了 core::int* index = idx; 這段程式碼，然後回憶下前面所說的，Dart 裡基本型別都是物件，而 operator 操作符運算後返回新的物件。

這樣就等於用 index 把每次的操作到儲存下來，而 print 列印的自然就是每次被儲存下來的 idx 。

    @#C475
    method build(fra2::BuildContext* context) → fra2::Widget* {
      core::List<fra2::Widget*>* contents = core::_GrowableList::•<fra2::Widget*>(0);
      core::int* idx = 0;
      {
        core::Iterator<core::String*>* :sync-for-iterator = this.{main::MyHomePage::images}.{core::Iterable::iterator};
        for (; :sync-for-iterator.{core::Iterator::moveNext}(); ) {
          core::String* imgUrl = :sync-for-iterator.{core::Iterator::current};
          {
            core::int* index = idx;
            [@vm.call-site-attributes.metadata=receiverType:dart.core::List<library package:flutter/src/widgets/framework.dart::Widget*>*] contents.{core::List::add}(new ink5::InkWell::•(onTap: () → Null {
              core::print("######## ${index}");
            }, child: new con7::Container::•(height: 100.0, width: 100.0, color: #C40086, $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66610), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66614));
            idx = idx.{core::num::+}(1);
          }
        }
      }
複製程式碼

那再來個不一樣的寫法。

如下程式碼所示，把 InkWell 放到一個 getItem 函式裡返回，然後 index 通過函式引數傳遞進來，可以看到執行後的結果，也是點選對應 InkWell 列印對應的 index 。

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  var images = ["RRR", "RRR", "RRR",];
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    List<Widget> contents = [];
    int idx = 0;
    getItem(int index, String imgUrl) {
      return InkWell(
          onTap: () {
            print("######## $index");
          },
          child: Container(
            height: 100,
            width: 100,
            color: Colors.red,
            child: Text(imgUrl)));
    }
    for (var imgUrl in images) {
      contents.add(getItem(idx, imgUrl));
      idx++;
    }
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(),
      body: Center(
          child: Column(
        children: [
          ...contents,
        ],
      )));
  }
}
複製程式碼

為什麼呢？

我們繼續看編譯後的程式碼，如下程式碼所示，其實就是每次的 idx 都通過 getItem.call(idx) 被 getItem 的 index 引用，然後下次又再次傳遞一個對應的 idx 進去，原理其實和上面的情況一樣，所以每次點選也會列印對應的 index 。

    @#C475
    method build(fra2::BuildContext* context) → fra2::Widget* {
      core::List<fra2::Widget*>* contents = core::_GrowableList::•<fra2::Widget*>(0);
      core::int* idx = 0;
      function getItem(core::int* index) → ink5::InkWell* {
        return new ink5::InkWell::•(onTap: () → Null {
          core::print("######## ${index}");
        }, child: new con7::Container::•(height: 100.0, width: 100.0, color: #C40086, $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66610), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66614);
      }
      {
        core::Iterator<core::String*>* :sync-for-iterator = this.{main::MyHomePage::images}.{core::Iterable::iterator};
        for (; :sync-for-iterator.{core::Iterator::moveNext}(); ) {
          core::String* imgUrl = :sync-for-iterator.{core::Iterator::current};
          {
            [@vm.call-site-attributes.metadata=receiverType:dart.core::List<library package:flutter/src/widgets/framework.dart::Widget*>*] contents.{core::List::add}([@vm.call-site-attributes.metadata=receiverType:library package:flutter/src/material/ink_well.dart::InkWell* Function(dart.core::int*)*] getItem.call(idx));
            idx = idx.{core::num::+}(1);
          }
        }
      }
      
複製程式碼

最後我們再換種寫法。

如下程式碼所示，直接用最基本的 for 迴圈新增 InkWell 並列印 idx ，結果會怎麼樣呢？

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  var images = [ "RRR","RRR", "RRR"];

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    List<Widget> contents = [];
    for (int idx = 0; idx < images.length; idx++) {
      contents.add(InkWell(
          onTap: () {
            print("######## $idx");
          },
          child: Container(
            height: 100,
            width: 100,
            color: Colors.red,
            child: Text(images[idx]),
          )));
    }
    return Scaffold(
        appBar: AppBar(),
        body: Center(
            child: Column(
          children: [
            ...contents,
          ],
        )));
  }
}
複製程式碼

答案就是：點選對應 InkWell 列印對應的 index。

為什麼呢？

我們繼續看編譯後的程式碼，可以看到都是列印的 idx ，為什麼這樣就可以正常呢？

這裡最大的不同就是idx 被宣告的位置不同。

    @#C475
    method build(fra2::BuildContext* context) → fra2::Widget* {
      core::List<fra2::Widget*>* contents = core::_GrowableList::•<fra2::Widget*>(0);
      for (core::int* idx = 0; idx.{core::num::<}(this.{main::MyHomePage::images}.{core::List::length}); idx = idx.{core::num::+}(1)) {
        [@vm.call-site-attributes.metadata=receiverType:dart.core::List<library package:flutter/src/widgets/framework.dart::Widget*>*] contents.{core::List::add}(new ink5::InkWell::•(onTap: () → Null {
          core::print("######## ${idx}");
        }, child: new con7::Container::•(height: 100.0, width: 100.0, color: #C40086, child: new text::Text::•(this.{main::MyHomePage::images}.{core::List::[]}(idx), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66607), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66613), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66617));
      }
複製程式碼

那這時候我們重新調整下，把 idx 放到 for 外面，點選測試會發現，列印的結果又都是 3。

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  var images = [ "RRR", "RRR","RRR"];

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    List<Widget> contents = [];
    int idx = 0;
    for (; idx < images.length; idx++) {
      contents.add(InkWell(
          onTap: () {
            print("######## $idx");
          },
          child: Container(
            height: 100,
            width: 100,
            color: Colors.red,
            child: Text(images[idx]),
          )));
    }
    return Scaffold(
        appBar: AppBar(),
        body: Center(
            child: Column(
          children: [
            ...contents,
          ],
        )));
  }
}
複製程式碼

這是為什麼呢？

看編譯後的程式碼，唯一不同的就是 core::int* idx 的宣告位置，那原因究竟是什麼呢？

    @#C475
    method build(fra2::BuildContext* context) → fra2::Widget* {
      core::List<fra2::Widget*>* contents = core::_GrowableList::•<fra2::Widget*>(0);
      core::int* idx = 0;
      for (; idx.{core::num::<}(this.{main::MyHomePage::images}.{core::List::length}); idx = idx.{core::num::+}(1)) {
        [@vm.call-site-attributes.metadata=receiverType:dart.core::List<library package:flutter/src/widgets/framework.dart::Widget*>*] contents.{core::List::add}(new ink5::InkWell::•(onTap: () → Null {
          core::print("######## ${idx}");
        }, child: new con7::Container::•(height: 100.0, width: 100.0, color: #C40086, child: new text::Text::•(this.{main::MyHomePage::images}.{core::List::[]}(idx), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66607), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66613), $creationLocationd_0dea112b090073317d4: #C66617));
      }
複製程式碼

因為 onTap 是在點選後才輸出引數的，而對於 for (core::int* idx = 0; 來說，idx 的作用域是在 for 迴圈之內，所以編譯後在 onTap 內要有對應持有一個值，來儲存需要輸出的結果。

而對於 for 迴圈外定義的 core::int* idx ，迴圈內的所有 onTap 都可以指向它這個地址，所以導致點選時都輸出了同一個 idx 的值。

至於為什麼會有這樣的邏輯，在深入的執行時邏輯就沒有去探索了（懶），推測應該是編譯後的二進位制檔案在執行時，針對迴圈外的引數和迴圈內的引數優化有關係。

最後，如果你也想檢視 dill 內容，可以通過 mac 下的 xxd 命令：

xxd /Users/xxxxxxx/workspace/flutter-wrok/flutter_app_test/.dart_tool/flutter_build/bf7ed8e7e7b3e64f28f0af8a89a29ca9/app.dill
複製程式碼

也可以通過 dump_kernel.dart （在完整版 dart-sdk 的/Users/guoshuyu/workspace/dart-sdk/pkg/vm 目錄下）執行如下命令，生成 app.dill.txt 檢視，比如你可以檢視 final 和 const 編譯後的區別。

dart dump_kernel.dart /Users/xxxxxxx/workspace/flutter-wrok/flutter_app_test/.dart_tool/flutter_build/bf7ed8e7e7b3e64f28f0af8a89a29ca9/app.dill /Users/xxxxxxx/workspace/flutter-wrok/flutter_app_test/.dart_tool/flutter_build/bf7ed8e7e7b3e64f28f0af8a89a29ca9/app.dill.txt
複製程式碼

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