頁面中的各界面元素（Widget）以樹的形式組織，即控件樹。Flutter通過控件樹中的每個控件創(chuàng)建不同類型的渲染對象，組成渲染對象樹。而渲染對象樹在Flutter的展示過程分為三個階段：布局、繪制、合成和渲染。
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（一）布局
Flutter采用深度優(yōu)先機制遍歷渲染對象樹，決定渲染對象樹中各渲染對象在屏幕上的位置和尺寸。在布局過程中，渲染對象樹中的每個渲染對象都會接收父對象的布局約束參數(shù)，決定自己的大小，然后父對象按照控件邏輯決定各個子對象的位置，完成布局過程。
為了防止因子節(jié)點發(fā)生變化而導致整個控件樹重新布局，F(xiàn)lutter加入了一個機制——布局邊界（Relayout Boundary），可以在某些節(jié)點自動或手動地設置布局邊界，當邊界內(nèi)的任何對象發(fā)生重新布局時，不會影響邊界外的對象，反之亦然。
二）繪制
布局完成后，渲染對象樹中的每個節(jié)點都有了明確的尺寸和位置。Flutter會把所有的渲染對象繪制到不同的圖層上。與布局過程一樣，繪制過程也是深度優(yōu)先遍歷，而且總是先繪制自身，再繪制子節(jié)點。
以下圖為例：節(jié)點1在繪制完自身后，會再繪制節(jié)點2，然后繪制它的子節(jié)點3、4和5，最后繪制節(jié)點6。
可以看到，由于一些其他原因（比如，視圖手動合并）導致2的子節(jié)點5與它的兄弟節(jié)點6處于了同一層，這樣會導致當節(jié)點2需要重繪的時候，與其無關(guān)的節(jié)點6也會被重繪，帶來性能損耗。
為了解決這一問題，F(xiàn)lutter提出了與布局邊界對應的機制——重繪邊界（Repaint Boundary）。在重繪邊界內(nèi)，F(xiàn)lutter會強制切換新的圖層，這樣就可以避免邊界內(nèi)外的互相影響，避免無關(guān)內(nèi)容置于同一圖層引起不必要的重繪。
重繪邊界的一個典型場景是Scrollview。ScrollView滾動的時候需要刷新視圖內(nèi)容，從而觸發(fā)內(nèi)容重繪。而當滾動內(nèi)容重繪時，一般情況下其他內(nèi)容是不需要重繪的，這時候重繪邊界就派上用場了。
（三）合成和渲染
終端設備的頁面越來越復雜，因此Flutter的渲染樹層級通常很多，直接交付給渲染引擎進行多圖層渲染，可能會出現(xiàn)大量渲染內(nèi)容的重復繪制，所以還需要先進行一次圖層合成，即將所有的圖層根據(jù)大小、層級、透明度等規(guī)則計算出最終的顯示效果，將相同的圖層歸類合并，簡化渲染樹，提高渲染效率。
合并完成后，F(xiàn)lutter會將幾何圖層數(shù)據(jù)交由Skia引擎加工成二維圖像數(shù)據(jù)，最終交由GPU進行渲染，完成界面的展示。
四、總結(jié)
咱們從各種業(yè)界主流跨端方案與Flutter的對比開始，到Flutter的簡要介紹以及Flutter的運行機制，并以界面渲染過程為例，從布局、繪制、合成和渲染三個階段講述了Flutter的實現(xiàn)原理。相信大家對Flutter已經(jīng)有一個整體認知，趕快一起上手操作起來吧！
1.圓角對性能的影響
盡量避免用Clipxxx組件，建議用BoxDecoration的image屬性實現(xiàn)，如果用Clipxxx組件，圓角取整后性能會提升。
2.減少重繪
根據(jù)場景合理使用RePaintBoundary，使繪制獨立于父布局，避免重繪，提升性能，但過度使用增加的圖層會帶來Raster合成的耗時。例如scrollview是滑動過程會導致所有的節(jié)點都重繪，可以在scrollview下一層使用RePaintBoundary。
3.滾動步長插值器優(yōu)化（了解）
官方的滾動差值器在出現(xiàn)小卡頓時，滾動步長會出現(xiàn)大的跳躍，導致體感上出現(xiàn)很明顯的抖動，優(yōu)化步長偏移量算法與原生效果對齊。
4.開啟SurfaceView
官方推薦Flutter用SurfaceView ，因為SurfaceView與應用窗口內(nèi)容分隔開，在專有硬件中合成，產(chǎn)生的中間副本少于TextureView，所以性能高，占用內(nèi)存少，但是在混合棧遇到的問題需要突破
5.使用RepaintBoundary 提升頻繁重繪控件的性能。使用RelayoutBoundary提升頻繁修改大小，增刪的布局中也可以提升性能。
6.build中不要去寫大量的耗時邏輯，因為數(shù)據(jù)更新會觸發(fā)build的多次調(diào)用，在里面做耗時邏輯會降低性能。
7.盡量使用statelessWidget代替statefulWidget，因為statefulWidget的銷毀重建會引起子widget的銷毀與重建。
8.解析json可以放到子線程線程中，開Isolate去解析，這樣，當返回數(shù)據(jù)特別大的時候也不會阻塞界面。
9.使用不變的組件的時候可以添加const，const組件不會進行build更新
10.由于flutter通過widget.runtimeType和key來判斷是否需要跟新組建，所以我們寫組件的時候盡量保持key不變，或者不寫key。對于一些需要頻繁改變，例如新增、刪除、排序的最好加上key。如果type一直，如果不寫key容易導致，element無法區(qū)分新舊widget，導致無法更新。
本文將從三個方面介紹Android 圖形系統(tǒng)。
圖形系統(tǒng)提供繪圖和圖形處理支持。
Android 框架提供了各種用于 2D 和 3D 圖形渲染的 API、圖片解碼庫，以及各種Driver支持。
? 繪圖API：2D引擎 Skia，3D引擎 OpenGL ES，RenderScript，OpenCV和Vulkan。
? 圖片解碼庫：jpg，png，gif等。
應用開發(fā)者可通過三種方式將圖像繪制到屏幕:
? Canvas : 2D圖形API，Android View樹實際的繪制者。
? OpenGL ES : 嵌入式設備的OpenGL 三維圖形API子集。
? Vulkan :跨平臺的2D和3D繪圖引擎,Android 7.0后支持，NDK。
整個圖形系統(tǒng)架構(gòu)是一個生產(chǎn)者和消費者模式，五層依次介紹：
2D繪制：Canvas api / view 的子類 (button ,list)/自定義view
3D繪制：應用直接使用OpenGL 接口繪制圖形(PixelFlinger對應的是openGl 1.0 ，GUP driver 對應的是2.0和3.0)
所有情況下的繪圖都渲染到一個包含 GraphicBuffer的Surface上，當一塊 Surface 顯示在屏幕上時，就是用戶所看到的窗口。
? Canvas：畫布，2D圖形API，Android View樹實際的渲染者。
? Skia繪制：Android4.0之前默認使用，主線程通過CPU完成繪圖指令操作，在復雜場景下單幀容易超過16ms導致卡頓。
WindowManagerService（WMS）窗口管理服務，管理系統(tǒng)中所有的窗口。
? 管理window （view的容器）
? Window與surface對應，一塊顯示區(qū)域。添加一個window，就是 WMS 為其分配一塊 Surface 的過程。
Google 在Android source官網(wǎng)提示：
這里就對這些控件進行簡單介紹：
Surface : Handle onto a raw buffer that is being managed by the screen compositor.
Surface 對應一塊屏幕緩沖區(qū)。生產(chǎn)者是： SurfaceTexture、MediaRecorder 等，消費者是： OpenGL、MediaPlayer 或 CameraDevice等。每個window對應一個Surface。Canvas或OpenGL ES等最終都渲染到Surface上。
? Flutter在Android平臺上也是直接渲染到Surface。例如：一個Activity/Dialog都是一個Surface，它承載了上層的圖形數(shù)據(jù)，與SurfaceFlinger側(cè)的Layer相對應。
Canvas（畫布）實現(xiàn)由 Skia 圖形庫提供。為了確保兩個客戶端不會同時更新某個緩沖區(qū)，使用以下命令處理畫布鎖：
使用雙緩沖機制，有自己的 surface，View只是一個透明的占位符，Surface可以在后臺線程中繪制。雙緩沖機制提高渲染效率，獨立線程
繪制，提升流暢性。適合一些場景：需要界面迅速更新、UI繪制時間長、對幀率要求較高的情況。
提供訪問和控制Surface 相關(guān)的方法 。通過SurfaceView的getHolder()函數(shù)可以獲取SurfaceHolder對象，Surface 就在SurfaceHolder對象內(nèi)。
addCallback(SurfaceHolder.Callbackcallback) /Canvas lockCanvas() /unlockCanvasAndPost(Canvascanvas)
SurfaceTexture： Surface 和 OpenGL ES (GLES) 紋理（Texture）的組合。將圖像流轉(zhuǎn)為 OpenGL 外部紋理。
TextureView：持有 SurfaceTexture，將圖像處理為 OpenGL 紋理更新到 HardwareLayer。
GLSurfaceView：加入 EGL 管理，自帶 GL 上下文和 GL 渲染線程
這些View通常涉及到Android音視頻相關(guān)，需要高效的渲染能力。如下面的SurfaceTexture在camera中的應用。
簡稱Buffer, 一個Buffer包含一幀圖像，Buffer由gralloc分配和回收。Buffer 屬性包含：width, height, format, usage等
BufferQueue 的引入是為了解決顯示和性能問題。
? Surface屬于APP進程，Layer屬于系統(tǒng)進程，如果它們之間只用一個Buffer，會存在顯示和性能問題。
? 一些Buffer用于繪制，一些Buffer用于顯示，雙方處理完之后，交換一下Buffer，提高效率。
? BufferQueue中包含多個Buffer對象。
Android圖形系統(tǒng)包含了兩對生產(chǎn)者和消費者模型，它們都通過BufferQueue進行連接：
1.Canvas和OpenGL ES生產(chǎn)圖形數(shù)據(jù)，SurfaceFlinger消費圖形數(shù)據(jù)。
2.SurfaceFlinger合成所有圖層的圖形數(shù)據(jù)，Display顯示合成結(jié)果。
code：frameworks/native/services/surfaceflinger
? Surface表示APP進程的一個窗口，承載了窗口的圖形數(shù)據(jù)。
? SurfaceFlinger是系統(tǒng)進程合成所有窗口的系統(tǒng)服務，負責合成所有Surface提供的圖形數(shù)據(jù)，然后送顯到屏幕。
? SurfaceFlinger既是上層應用的消費者，又是Display的生產(chǎn)者，起到了承上啟下的作用。
數(shù)據(jù)流：
合成示意圖：
在介紹Vsync機制之前先介紹兩個重要概念：
屏幕刷新率：屏幕每秒鐘可以刷新多少次。60HZ刷新率，16.7ms刷新一次。（120HZ/8.3ms），硬件指標。
GPU 繪制幀率：GPU 每秒能夠合成繪制多少幀。
軟件層觸發(fā) View 繪制的時機是隨機的，當下一次屏幕刷新時，屏幕從 Frame Buffer 中拿到的數(shù)據(jù)還是“幀1”的數(shù)據(jù)，導致“丟幀”。
每隔 16ms 硬件層發(fā)出 vsync 信號，應用層接收到此信號后會觸發(fā)UI 的渲染流程，同時 vsync 信號也會觸發(fā) SurfaceFlinger 讀取Buffer 中的數(shù)據(jù)，進行合成顯示到屏幕上。
總結(jié)：Vsync機制將 CPU 和 GPU 的開始時間與屏幕刷新強行拖拽到同一起跑線
Android提供的Graphics流程相對比較復雜對其進行具象后的流程如下兩張圖所示：
重慶分公司
重慶分公司
