這種方法最常見,但是有些地方引用的話,刷新的成本比較大,刷新的是整個(gè)頁(yè)面,數(shù)據(jù)太多加載太慢的話,會(huì)有閃爍的現(xiàn)象
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這種方法類似于iOS中的set方法,通過設(shè)置某個(gè)屬性的時(shí)候,去刷新某個(gè)控件。在flutter中這種刷新方式,是對(duì)上面setState(){}方法的改進(jìn),根本的方法還是setState(){},只不過是通過方法去刷新某個(gè)控件。如下:
首先在pubspec.yaml中添加provider依賴
下面通過provider來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)發(fā)送驗(yàn)證碼的案例。
創(chuàng)建一個(gè)TimerModel文件
頁(yè)面布局如下:
3.在 StatelessWidget 中,因?yàn)椴豢勺?,element 的值沒有報(bào)存在element中,所以u(píng)pdate也不會(huì)改變?cè)薪缑妗?/p>
在 StatefulWidget 中,值保存在_State,如果沒有標(biāo)記key。則當(dāng)更新界面時(shí),會(huì)重新調(diào)用 Widget build(BuildContext context) 方法。此時(shí),widget 賦值會(huì)從頭開始從element中拿取數(shù)據(jù),放入widget。當(dāng)刪除為【widget[0]】時(shí),就會(huì)出現(xiàn)element中數(shù)據(jù)和widget不一致。 此時(shí)就需要key,來(lái)進(jìn)行特殊標(biāo)識(shí),達(dá)到 element 和 widget 一一對(duì)應(yīng)的作用。
Flutter 仿抖音效果 (一) 全屏點(diǎn)愛星
Flutter 仿抖音效果 (二) 界面布局
[Flutter 仿抖音效果 (三) 視頻播放列表] ( )
項(xiàng)目地址: 持續(xù)效果更新
1.基本的布局是簡(jiǎn)單的,外層通過Stack作為根
2.左邊點(diǎn)贊的控件組通過Align進(jìn)行統(tǒng)一布局
3.頂部控件組通過Positioned進(jìn)行布局,設(shè)置頂部距離,其實(shí)也可以用align,我們多使用幾種來(lái)習(xí)慣flutter的布局
4.底部同樣使用Positioned,設(shè)置底部距離
5.子頁(yè)面的左右滑動(dòng)使用PageView,一開始我們要從推薦開始左滑到關(guān)注,可以使用reverse屬性,不需要更多額外的操作
1.pageController監(jiān)聽
刷新頂部的下劃線時(shí),我們一樣使用StreamController刷新,這樣效率比setstate高很多
2.歌曲名走馬燈效果
這個(gè)效果看起來(lái)挺麻煩的其實(shí)實(shí)現(xiàn)起來(lái)超級(jí)的簡(jiǎn)單用最普通的ListView就能快速的實(shí)現(xiàn)
首頁(yè)listview里面套入的是最簡(jiǎn)單的container+text
listview添加一個(gè)ScrollController做為滑動(dòng)的控制
使用一個(gè)定時(shí)器,把listview滑到最大的位置之后,在滑回去
先通過scroController.position.maxScrollExtent獲取最大位置,
然后通過scroController.animateTo進(jìn)行滑動(dòng),因?yàn)槲以O(shè)置一次循環(huán)的時(shí)間是3000毫秒,所以滑過去和滑回來(lái)的時(shí)間各占一般 new Duration(milliseconds: (time * 0.5).toInt()),還有就是歌名沒有大于最大寬度時(shí)候其實(shí)我們不需要進(jìn)行滑動(dòng),所以判斷maxScrollExtent是否大于0來(lái)確定是否進(jìn)行滑動(dòng)動(dòng)畫
Flutter有兩個(gè)常用的狀態(tài)類:
標(biāo)記為dirty,執(zhí)行的markNeedsBuild,定義在Element類中:
當(dāng)前Element節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記為dirty,同時(shí)調(diào)用owner的scheduleBuildFor方法:
將element元素添加到全局的“臟”鏈表里。
BuildOwner用來(lái)管理哪些需要更新的Widget。這個(gè)owner最開始被初始化的地方在WidgetsBinding的initInstances方法中,隨后初始化了onBuildScheduled方法,對(duì)應(yīng)執(zhí)行的是_handleBuildScheduled,定義在WidgetsBinding類中:
ensureVisualUpdate 方法定義在SchedulerBinding類中:
在提交下一幀繪制的時(shí)候會(huì)調(diào)用到scheduleFrame方法,提交給引擎繪制,看看scheduleFrame方法,也定義在SchedulerBinding類中:
提交給引擎繪制之后,會(huì)收到onDrawFrame的回調(diào),最終執(zhí)行到_handleDrawFrame方法中,對(duì)應(yīng)的是handleDrawFrame方法,定義在SchedulerBinding類中:
在RendererBinding的initInstances方法中添加了一個(gè)回調(diào)到這個(gè)List中,對(duì)應(yīng)的是RenderBinding的drawFrame方法,對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行繪制渲染操作。
WidgetsBinding中的drawFrame方法:
看看這里的buildScope方法,定義在BuildOwner方法中。在上面 scheduleBuildFor 方法介紹中有提到:"scheduleBuildFor 是把一個(gè) element 添加到 _dirtyElements 鏈表,以便當(dāng)[WidgetsBinding.drawFrame]中調(diào)用 buildScope 的時(shí)候能夠重構(gòu) element。onBuildScheduled()是一個(gè) BuildOwner 的回調(diào)"。在 drawFrame 中調(diào)用 buildOwner.buildScope(renderViewElement)更新 elements。
_dirtyElements列表在遍歷的過程中執(zhí)行rebuild方法,此時(shí)將所有標(biāo)記為dirty的Element節(jié)點(diǎn)依次執(zhí)行rebuild,preformRebuild,build,updateChild,update方法,執(zhí)行界面更新。完成build,update操作完成之后,后續(xù)會(huì)將需要繪制的RenderObject添加到需要layout的列表中,等待繪制渲染。所有繪制完成之后將_dirtyElments列表清空,_inDirtyList標(biāo)記位置為false。
提交給引擎繪制渲染
看看super.drawFrame(),這里就執(zhí)行到了RendererBinding類中,定義如下:
這里就是將最終需要繪制渲染的畫面提交給引擎的地方了,繪制完成之后就在界面顯示更新后的視圖了。
Flutter中Widget分為StatefulWidget和StatelessWidget,分別為動(dòng)態(tài)視圖和靜態(tài)視圖,視圖的更新需要調(diào)用StatefulWidget的setState方法,這會(huì)遍歷調(diào)用子Widget的build方法。當(dāng)一個(gè)主頁(yè)面比較復(fù)雜時(shí),會(huì)包含多個(gè)widget,如果直接調(diào)用setState,會(huì)遍歷所有子Widget的build,這是非常不必要的性能開銷,有沒有單獨(dú)刷新指定Widget的方式呢?這個(gè)時(shí)候就要用到GlobalKey了。
一個(gè)StatefulWidget包含一個(gè)Button,一個(gè)Text,通過點(diǎn)擊Button調(diào)用主Widget的setState方法,刷新Text,示例如下:
同樣一個(gè)StatefulWidget包含一個(gè)多個(gè)Text和Button,點(diǎn)擊Button我們只需要刷新指定的Text,通過GlobalKey的方式,實(shí)現(xiàn)如下:
主Widget,包含一個(gè)需要更新的TextWidget和一個(gè)不需要更新的Text
需要單獨(dú)更新的Widget
傳遞事件的Button
這樣點(diǎn)擊Button就只會(huì)更新指定的TextWidget了,效果如下:
這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,在實(shí)際開發(fā)中為了頁(yè)面刷新的高效率,模塊化封裝非常重要。很多情況下都只需要局部刷新,而不是重構(gòu)整個(gè)視圖。所以Globalkey的運(yùn)用在項(xiàng)目中需要熟練掌握
文/陳爐軍
整理/LiveVideoStack
大家好,我是阿里巴巴閑魚事業(yè)部的陳爐軍,本次分享的主題是Flutter浪潮下的音視頻研發(fā)探索,主要內(nèi)容是針對(duì)閑魚APP在當(dāng)下流行的跨平臺(tái)框架Flutter的大規(guī)模實(shí)踐,介紹其在音視頻領(lǐng)域碰到的一些困難以及解決方案。
分享內(nèi)容主要分為四個(gè)方面,首先會(huì)對(duì)Flutter有一個(gè)簡(jiǎn)單介紹以及選擇Flutter作為跨平臺(tái)框架的原因,其次會(huì)介紹Flutter中與音視頻關(guān)系非常大的外接紋理概念,以及對(duì)它做出的一些優(yōu)化。之后會(huì)對(duì)閑魚在音視頻實(shí)踐過程中碰到的一些Flutter問題提出了一些解決方案——TPM音視頻框架。最后是閑魚Flutter多媒體開源組件的介紹。
Flutter
Flutter是一個(gè)跨平臺(tái)框架,以往的做法是將音頻、視頻和網(wǎng)絡(luò)這些模塊都下沉到C++層或者ARM層,在其上封裝成一個(gè)音視頻的SDK,供UI層的PC、iOS和Android調(diào)用。
而Flutter做為一個(gè)UI層的跨平臺(tái)框架,顧名思義就是在UI層也實(shí)現(xiàn)了一個(gè)跨平臺(tái)開發(fā)??梢灶A(yù)想的是未Flutter發(fā)展的好的話,會(huì)逐漸變?yōu)橐粋€(gè)從底層到UI層的一個(gè)全鏈路的跨平臺(tái)開發(fā),技術(shù)人員分別負(fù)責(zé)SDK和UI層的開發(fā)。
在Flutter之前已經(jīng)有很多跨平臺(tái)UI解決方案,那為什么選擇Flutter呢?
我們主要考慮性能和跨平臺(tái)的能力。
以往的跨平臺(tái)方案比如Weex,ReactNative,Cordova等等因?yàn)榧軜?gòu)的原因無(wú)法滿足性能要求,尤其是在音視頻這種性能要求幾乎苛刻的場(chǎng)景。
而諸如Xamarin等,雖然性能可以和原生App一致,但是大部分邏輯還是需要分平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。
我們可以看一下,為什么Flutter可以實(shí)現(xiàn)高性能:
原生的native組件渲染以IOS為例,蘋果的UIKit通過調(diào)用平臺(tái)自己的繪制框架QuaztCore來(lái)實(shí)現(xiàn)UI的繪制,圖形繪制也是調(diào)用底層的API,比如OpenGL、Metal等。
而Flutter也是和原生API邏輯一致,也是通過調(diào)用底層的繪制框架層SKIA實(shí)現(xiàn)UI層。這樣相當(dāng)于Flutter他自己實(shí)現(xiàn)了一套UI框架,提供了一種性能超越原生API的跨平臺(tái)可能性。
但是我們說(shuō)一個(gè)框架最終性能怎樣,其實(shí)取決于設(shè)計(jì)者和開發(fā)者。至于現(xiàn)在到底是一個(gè)什么狀況:
在閑魚的實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)在正常的開發(fā)沒有特意的去優(yōu)化UI代碼的情況下,在一些低端機(jī)上,F(xiàn)lutter界面的流暢性是比Native界面要好的。
雖然現(xiàn)在閑魚某些場(chǎng)景下會(huì)有卡頓閃退等情況,但是這是一個(gè)新事物發(fā)展過程中的必然問題,我們相信未來(lái)性能肯定不會(huì)成為限制Flutter發(fā)展的瓶頸的。
在閑魚實(shí)踐Flutter的過程中,混合棧和音視頻是其中比較難解決的兩個(gè)問題,混合棧是指一個(gè)APP在Flutter過程中不可能一口氣將所有業(yè)務(wù)全部重寫為Flutter,所以這是一個(gè)逐步迭代的過程,這期間原生native界面與Flutter界面共存的狀態(tài)就稱之為混合棧。閑魚在混合棧上也有一些比較好的輸出,例如FlutterBoost。
外接紋理
在講音視頻之前需要簡(jiǎn)要介紹一下外接紋理的概念,我們將它稱之為是Flutter和Frame之間的橋梁。
Flutter渲染一幀屏幕數(shù)據(jù)首先要做的是,GPU發(fā)出的VC信號(hào)在Flutter的UI線程,通過AOT編譯的機(jī)器碼結(jié)合當(dāng)前Dart Runtime,生成Layer Tree UI樹,Layer Tree上每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)都代表了當(dāng)前屏幕上所需要渲染的每一個(gè)元素,包含了這些元素渲染所需要的內(nèi)容。將Layer Tree拋給GPU線程,在GPU線程內(nèi)調(diào)用Skia去完成整個(gè)UI的渲染過程。Layer Tree中有PictureLayer和TextureLayer兩個(gè)比較重要的節(jié)點(diǎn)。PictureLayer主要負(fù)責(zé)屏幕圖片的渲染,F(xiàn)lutter內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一套圖片解碼邏輯,在IO線程將圖片讀取或者從網(wǎng)絡(luò)上拉取之后,通過解碼能夠在IO線程上加載出紋理,交給GPU線程將圖片渲染到屏幕上。但是由于音視頻場(chǎng)景下系統(tǒng)API太過繁多,業(yè)務(wù)場(chǎng)景過于復(fù)雜。Flutter沒有一套邏輯去實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的音視頻組件,所以說(shuō)Flutter提出了一種讓第三方開發(fā)者來(lái)實(shí)現(xiàn)音視頻組件的方式,而這些音視頻組件的視頻渲染出口,就是TextureLayer。
在整個(gè)Layer Tree渲染的過程中,TextureLayer的數(shù)據(jù)紋理需要由外部第三方開發(fā)者來(lái)指定,可以把視頻數(shù)據(jù)和播放器數(shù)據(jù)送到TextureLayer里,由Flutter將這些數(shù)據(jù)渲染出來(lái)。
TextureLayer渲染過程:首先判斷Layer是否已經(jīng)初始化,如果沒有就創(chuàng)建一個(gè)Texture,然后將Texture Attach到一個(gè)SufaceTexture上。
這個(gè)SufaceTexture是音視頻的native代碼可以獲取到的對(duì)象,通過這個(gè)對(duì)象創(chuàng)建的Suface,我們可以將視頻數(shù)據(jù)、攝像頭數(shù)據(jù)解碼放到Suface中,然后Flutter端通過監(jiān)聽SufaceTexture的數(shù)據(jù)更新就可以順利把剛才創(chuàng)建的數(shù)據(jù)更新到它的紋理中,然后再將紋理交給SKIA渲染到屏幕上。
然而我們?nèi)绻枰肍lutter實(shí)現(xiàn)美顏,濾鏡,人臉貼圖等等功能,就需要將視頻數(shù)據(jù)讀取出來(lái),更新到紋理中,再將GPU紋理經(jīng)過美顏濾鏡處理后生成一個(gè)處理后的紋理。按Flutter提供的現(xiàn)有能力,必須先將紋理中的數(shù)據(jù)從GPU讀出到CPU中,生成Bitmap后再寫入Surface中,這樣在Flutter中才能順利的更新到視頻數(shù)據(jù),這樣做對(duì)系統(tǒng)性能的消耗很大。
通過對(duì)Flutter渲染過程分析,我們知道Flutter底層需要渲染的數(shù)據(jù)就是GPU紋理,而我們經(jīng)過美顏濾鏡處理完成以后的結(jié)果也是GPU紋理,如果可以將它直接交給Flutter渲染,那就可以避免GPU-CPU-GPU這樣的無(wú)用循環(huán)。這樣的方法是可行的,但是需要一個(gè)條件,就是OpenGL上下文共享。
OpenGL
在說(shuō)上下文之前,得提到一個(gè)和上線文息息相關(guān)的概念:線程。
Flutter引擎啟動(dòng)后會(huì)啟動(dòng)四個(gè)線程:
第一個(gè)線程是UI線程,這是Flutter自己定義的UI線程,主要負(fù)責(zé)GPU發(fā)出的VSync信號(hào)時(shí)候用當(dāng)前Dart編譯的機(jī)器碼和當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境創(chuàng)建出Layer Tree。
還有就是IO線程和GPU線程。和大部分OpenGL處理解決方案中一樣,F(xiàn)lutter也采取一個(gè)線程責(zé)資源加載,一部分負(fù)責(zé)資源渲染這種思路。
兩個(gè)線程之間紋理共享有兩種方式。一種是EGLImage(IOS是 CVOpenGLESTextureCache)。一種是OpenGL Share Context。Flutter通過Share Context來(lái)實(shí)現(xiàn)紋理共享,將IO線程的Context和GPU線程的Context進(jìn)行Share,放到同一個(gè)Share Group下面,這樣兩個(gè)線程下資源是互相可見可以共享的。
Platform線程是主線程,F(xiàn)lutter中有一個(gè)很奇怪的設(shè)定,GPU線程和主線程共用一個(gè)Context。并且在主線程也有很多OpenGL 操作。
這樣的設(shè)計(jì)會(huì)給音視頻開發(fā)帶來(lái)很多問題,后面會(huì)詳細(xì)說(shuō)。
音視頻端美顏處理完成的OpenGL紋理能夠讓Flutter直接使用的條件就是Flutter的上下文需要和平臺(tái)音視頻相關(guān)的OpenGL上下文處在一個(gè)Share Group下面。
由于Flutter主線程的Context就是GPU的Context,所以在音視頻端主線程中有一些OpenGL操作的話,很有可能使Flutter整個(gè)OpenGL被破壞掉。所以需要將所有的OpenGL操作都限制在子線程中。
通過上述這兩個(gè)條件的處理,我們就可以在沒有增加GPU消耗的前提下實(shí)現(xiàn)美顏和濾鏡等等功能。
TPM
在經(jīng)過demo驗(yàn)證之后,我們將這個(gè)方案應(yīng)用到閑魚音視頻組件中,但改造過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題。
上圖是攝像頭采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紋理的一段代碼,其中有兩個(gè)操作:首先是切進(jìn)程,將后面的OpenGL操作都切到cameraQueue中。然后是設(shè)置一次上下文。然后這種限制條件或者說(shuō)是潛規(guī)則往往在開發(fā)過程中容易被忽略的。而這個(gè)條件一旦忽略后果就是出現(xiàn)一些莫名其妙的詭異問題極難排查。因此我們就希望能抽象出一套框架,由框架本身實(shí)現(xiàn)線程的切換、上下文和模塊生命周期等的管理,開發(fā)者接入框架以后只需要安心實(shí)現(xiàn)自己的算法,而不需要關(guān)心這些潛規(guī)則還有其他一些重復(fù)的邏輯操作。
在引入Flutter之前閑魚的音視頻架構(gòu)與大部分音視頻邏輯一樣采用分層架構(gòu):
1:底層是一些獨(dú)立模塊
2:SDK層是對(duì)底層模塊的封裝
3:最上層是UI層。
引入Flutter之后,通過分析各個(gè)模塊的使用場(chǎng)景,我們可以得出一個(gè)假設(shè)或者說(shuō)是抽象:音視頻應(yīng)用在終端上可以歸納為視頻幀解碼之后視頻數(shù)據(jù)幀在各個(gè)模塊之間流動(dòng)的過程,基于這種假設(shè)去做Flutter音視頻框架的抽象。
咸魚Flutter多媒體開源組件
整個(gè)Flutter音視頻框架抽象分為管線和數(shù)據(jù)的抽象、模塊的抽象、線程統(tǒng)一管理和上下文同一管理四部分。
管線,其實(shí)就是視頻幀流動(dòng)的管道。數(shù)據(jù),音視頻中涉及到的數(shù)據(jù)包括紋理、Bit Map以及時(shí)間戳等。結(jié)合現(xiàn)有的應(yīng)用場(chǎng)景我們定義了管線流通數(shù)據(jù)以Texture為主數(shù)據(jù),同時(shí)可以選擇性的添加Bit Map等作為輔助數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)定義方式,避免重復(fù)的創(chuàng)建和銷毀紋理帶來(lái)的性能開銷以及多線程訪問紋理帶來(lái)的一些問題。也滿足一些特殊模塊對(duì)特殊數(shù)據(jù)的需求。同時(shí)也設(shè)計(jì)了紋理池來(lái)管理管線中的紋理數(shù)據(jù)。
模塊:如果把管線和數(shù)據(jù)比喻成血管和血液,那框架音視頻的場(chǎng)景就可以比喻成器官,我們根據(jù)模塊所在管線的位置抽象出采集、處理和輸出三個(gè)基類。這三個(gè)基類里實(shí)現(xiàn)了剛才說(shuō)的線程切換,上下文切換,格式轉(zhuǎn)換等等共同邏輯,各個(gè)功能模塊通過集成自這些基類,可以避免很多重復(fù)勞動(dòng)。
線程:每一個(gè)模塊初始化的時(shí)候,初始化函數(shù)就會(huì)去線程管理的模塊去獲取自己的線程,線程管理模塊可以決定給初始化函數(shù)分配新的線程或者已經(jīng)分配過其他模塊的線程。
這樣有三個(gè)好處:
一是可以根據(jù)需要去決定一個(gè)線程可以掛載多少模塊,做到線程間的負(fù)載均衡。第二,多線程并發(fā)式能夠保證模塊內(nèi)的OpenGL操作是在當(dāng)前線程內(nèi)而不會(huì)跑到主線程去,徹底避免Flutter的OpenGL 環(huán)境被破壞。第三,多線程并行可以充分利用CPU多核架構(gòu),提升處理速度。
從Flutter端修改Flutter引擎將Context取出后,根據(jù)Context創(chuàng)建上下文的統(tǒng)一管理模塊,每一個(gè)模塊在初始化的時(shí)候會(huì)獲取它的線程,獲取之后會(huì)調(diào)用上下文管理模塊獲取自己的上下文。這樣可以保證每一個(gè)模塊的上下文都是與Flutter的上下文進(jìn)行Share的,每個(gè)模塊之間資源都是共享可見的,F(xiàn)lutter和音視頻native之間也是互相共享可見的。
基于上述框架如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景,比如畫面實(shí)時(shí)預(yù)覽和濾鏡處理功能,
1:需要選擇功能模塊,功能模塊包括攝像頭模塊、濾鏡處理模塊和Flutter畫面渲染模塊,
2:需要配置模塊參數(shù),比如采集分辨率、濾鏡參數(shù)和前后攝像頭設(shè)置等,
3:在創(chuàng)建視頻管線后使用已配置的參數(shù)創(chuàng)建模塊
4:最后管線搭載模塊,開啟管線就可以實(shí)現(xiàn)這樣簡(jiǎn)單的功能。
上圖為整個(gè)功能實(shí)現(xiàn)的代碼和結(jié)構(gòu)圖。
結(jié)合上述音視頻框架,閑魚實(shí)現(xiàn)了Flutter多媒體開源組件。
組要包含四個(gè)基本組件分別是:
1:視頻圖像拍攝組件
2:播放器組件
3:視頻圖像編輯組件
4:相冊(cè)選擇組件
現(xiàn)在這些組件正在走內(nèi)部開源流程。預(yù)計(jì)9月份,相冊(cè)和播放器會(huì)實(shí)現(xiàn)開源。
后續(xù)展望和規(guī)劃
1:實(shí)現(xiàn)開頭所說(shuō)的從底層SDK到UI的全鏈路的跨端開發(fā)。目前底層框架層和模塊層都是各個(gè)平臺(tái)各自實(shí)現(xiàn),反而是Flutter的UI端進(jìn)行了跨平臺(tái)的統(tǒng)一,所以后續(xù)會(huì)將底層也按照音視頻常用做法把邏輯下沉到C++層,盡可能的實(shí)現(xiàn)全鏈路跨平臺(tái)。
2:第二部分內(nèi)容為開源共建,閑魚開源的內(nèi)容不僅包括拍攝、編輯組件,還包括了很多底層模塊,希望有開發(fā)者在基于Flutter開發(fā)音視頻應(yīng)用時(shí)可以充分利用閑魚開源出的音視頻模塊能力,搭建APP框架,開發(fā)者只要去負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)特殊需求模塊就可以,盡可能的減少重復(fù)勞動(dòng)。