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title: "写给前端工程师的Flutter教程"
description: "涉及Dart语言，Flutter原理，Flutter Widget，以及Flutter中的状态管理方案等，堪称最全的Flutter教程😄"
url: "https://hicc.pro/p/blog/flutter-for-frontend-engineer"
author: "tyler wang"
published: "2019-08-04T16:04:24.000Z"
updated: "2021-07-03T09:18:40.000Z"
category: "blog"
tags:
  - "Flutter"
  - "RxDart"
  - "Dart"
image: "https://image.hicc.pro/pro/20210703171822Fro9oKWy2dfuBRruuzDsB8GbNRyamGP_zel1RlW3eNnsdwkH9.jpg"
lang: "zh-CN"
site: "Hipo日志"
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# 写给前端工程师的Flutter教程

最爱折腾的就是前端工程师了，从 jQuery 折腾到 AngularJs，再折腾到 Vue、React。 最爱跨端的也是前端工程师，从 phonegap，折腾到 React Native，这不又折腾到了 Flutter。

图啥？

**低成本**地为用户带来**更优秀的用户体验**。

目前来说[Flutter](https://flutter.dev)可能是其中最优秀的一种方案了。

### Flutter 是什么？

> Flutter is Google’s UI toolkit for building beautiful, natively compiled applications for [mobile](https://flutter.dev/docs), [web](https://flutter.dev/web), and [desktop](https://flutter.dev/desktop) from a single codebase.

[Flutter](https://flutter.dev)是由原 Google Chrome 团队成员，利用 Chrome 2D 渲染引擎，然后精简 CSS 布局演变而来。

![Flutter 架构](https://image.hicc.pro/pic/go/Flutter架构.png)

或者更详细的版本

![](https://image.hicc.pro/pic/go/flutter_construcor_detail.png)

- Flutter 在各个原生的平台中，使用自己的 C++的引擎渲染界面，没有使用 webview，也不像 RN、NativeScript 一样使用系统的组件。简单来说平台只是给 Flutter 提供一个画布。
- 界面使用 Dart 语言开发，貌似唯一支持 JIT，和 AOT 模式的强类型语言。
- 写法非常的现代，声明式，组件化，Composition > inheritance，响应式……就是现在前端流行的这一套 😄
- 一套代码搞定所有平台。

### Flutter 为什么快？Flutter 相比 RN 的优势在哪里？

从架构中实际上已经能看出 Flutter 为什么快，至少相比之前的当红炸子鸡 React Native 快的原因了。

- Skia 引擎，Chrome， Chrome OS，Android，Firefox，Firefox OS 都以此作为渲染引擎。
- Dart 语言可以 AOT 编译成 ARM Code，让布局以及业务代码运行的最快，而且 Dart 的 GC 针对 Flutter 频繁销毁创建 Widget 做了专门的优化。
- CSS 的的子集 Flex like 的布局方式，保留强大表现能力的同时，也保留了性能。
- Flutter 业务书写的 Widget 在渲染之前 diff 转化成 Render Object，对，就像 React 中的 Virtual DOM，以此来确保开发体验和性能。

而相比 React Native：

- RN 使用 JavaScript 来运行业务代码，然后 JS Bridge 的方式调用平台相关组件，性能比有损失，甚至平台不同 js 引擎都不一样。
- RN 使用平台组件，行为一致性会有打折，或者说，开发者需要处理更多平台相关的问题。

而具体两者的性能测试，可以看[这里](https://www.yuque.com/xytech/flutter/gs3pnk)，结论是 Flutter，在 CPU，FPS，内存稳定上均优于 ReactNative。

### Dart 语言

在开始 Flutter 之前，我们需要先了解下 Dart 语言……

Dart 是由 Google 开发，最初是想作为 JavaScript 替代语言，但是失败沉寂之后，作为 Flutter 独有开发语言又焕发了第二春 😂。

实际上即使到了 2.0，[Dart 语法](https://dart.dev/guides/language/language-tour)和 JavaScript[Flutter](https://flutter.dev)非常的相像。单线程，Event Loop……

![Dart Event Loop模型](https://image.hicc.pro/pic/go/1564387252_16_w804_h795.png)

当然作为一篇写给前端工程师的教程，我在这里只想写写 JavaScript 中暂时没有的，Dart 中更为省心，也更“甜”的东西。

- 不会飘的`this`
- 强类型，当然前端现在有了 TypeScript 😬
- 强大方便的操作符号：
  - `?.` 方便安全的`foo?.bar`取值，如果 foo 为`null`，那么取值为`null`
  - `??` `condition ? expr1 : expr2` 可以简写为`expr1 ?? expr2`
  - `=`和其他符号的组合: `*=`、`~/=`、`&=`、`|=` ……
  - 级联操作符(Cascade notation ..)

```dart
// 想想这样省了多少变量声明
querySelect('#button')
 ..text ="Confirm"
 ..classes.add('important')
 ..onClick.listen((e) => window.alert('Confirmed'))
```

甚至可以重写操作符

```dart
class Vector {
  final int x, y;

  Vector(this.x, this.y);

  Vector operator +(Vector v) => Vector(x + v.x, y + v.y);
  Vector operator -(Vector v) => Vector(x - v.x, y - v.y);

  // Operator == and hashCode not shown. For details, see note below.
  // ···
}

void main() {
  final v = Vector(2, 3);
  final w = Vector(2, 2);

  assert(v + w == Vector(4, 5));
  assert(v - w == Vector(0, 1));
}
```

注：_重写`==`，也需要重写 Object `hashCode`getter_

```dart
class Person {
  final String firstName, lastName;

  Person(this.firstName, this.lastName);

  // Override hashCode using strategy from Effective Java,
  // Chapter 11.
  @override
  int get hashCode {
    int result = 17;
    result = 37 * result + firstName.hashCode;
    result = 37 * result + lastName.hashCode;
    return result;
  }

  // You should generally implement operator == if you
  // override hashCode.
  @override
  bool operator ==(dynamic other) {
    if (other is! Person) return false;
    Person person = other;
    return (person.firstName == firstName &&
        person.lastName == lastName);
  }
}

void main() {
  var p1 = Person('Bob', 'Smith');
  var p2 = Person('Bob', 'Smith');
  var p3 = 'not a person';
  assert(p1.hashCode == p2.hashCode);
  assert(p1 == p2);
  assert(p1 != p3);
}
```

这点在 diff 对象的时候尤其有用。

#### lsolate

Dart 运行在独立隔离的 iSolate 中就类似 JavaScript 一样，单线程事件驱动，但是 Dart 也开放了创建其他 isolate，充分利用 CPU 的多和能力。

```dart
loadData() async {
   // 通过spawn新建一个isolate，并绑定静态方法
   ReceivePort receivePort =ReceivePort();
   await Isolate.spawn(dataLoader, receivePort.sendPort);
   
   // 获取新isolate的监听port
   SendPort sendPort = await receivePort.first;
   // 调用sendReceive自定义方法
   List dataList = await sendReceive(sendPort, 'https://hicc.me/posts');
   print('dataList $dataList');
}

// isolate的绑定方法
static dataLoader(SendPort sendPort) async{
   // 创建监听port，并将sendPort传给外界用来调用
   ReceivePort receivePort =ReceivePort();
   sendPort.send(receivePort.sendPort);
   
   // 监听外界调用
   await for (var msg in receivePort) {
     String requestURL =msg[0];
     SendPort callbackPort =msg[1];
   
     Client client = Client();
     Response response = await client.get(requestURL);
     List dataList = json.decode(response.body);
     // 回调返回值给调用者
     callbackPort.send(dataList);
  }    
}

// 创建自己的监听port，并且向新isolate发送消息
Future sendReceive(SendPort sendPort, String url) {
   ReceivePort receivePort =ReceivePort();
   sendPort.send([url, receivePort.sendPort]);
   // 接收到返回值，返回给调用者
   return receivePort.first;
}
```

当然 Flutter 中封装了[compute](https://api.flutter.dev/flutter/foundation/compute.html)，可以方便的使用，譬如[在其它 isolate 中解析大的 json](https://flutter.dev/docs/cookbook/networking/background-parsing)。

#### Dart UI as Code

在这里单独提出来的意义在于，从 React 开始，到 Flutter，到最近的 Apple SwiftUI，Android Jetpack Compose 声明式组件写法越发流行，Web 前端使用 JSX 来让开发者更方便的书写，而 Flutter，SwiftUI 则直接从优化语言本身着手。

##### 函数类的命名参数

```dart
void test({@required int age,String name}) {
  print(name);
  print(age);
}
// 解决函数调用时候，参数不明确的问题
test(name:"hicc",age: 30)

// 这样对于组件的使用尤为方便
class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
  return Scaffold(
      appBar: AppBar(),
      body: Container(),
      floatingActionButton:FloatingActionButton()
    );
  }
}
```

##### 大杀器：Collection If 和 Collection For

```dart
// collection If
Widget build(BuildContext context) {
  return Row(
    children: [
      IconButton(icon: Icon(Icons.menu)),
      Expanded(child: title),
      if (!isAndroid)
        IconButton(icon: Icon(Icons.search)),
    ],
  );
}
```

```dart
// Collect For
var command = [
  engineDartPath,
  frontendServer,
  for (var root in fileSystemRoots) "--filesystem-root=$root",
  for (var entryPoint in entryPoints)
    if (fileExists("lib/$entryPoint.json")) "lib/$entryPoint",
  mainPath
];
```

更多 Dart 2.3 对此的优化看[这里](https://medium.com/dartlang/making-dart-a-better-language-for-ui-f1ccaf9f546c)。

### Flutter 怎么写

到这里终于到正题了，如果熟悉 web 前端，熟悉 React 的话，你会对下面要讲的异常的熟悉。

![UI=F(state)](https://image.hicc.pro/pic/go/20190804002315.png)

Flutter App 的一切从`lib/main.dart`文件的 main 函数开始：

```dart
import 'package:flutter/material.dart';

void main() => runApp(MyApp());

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Welcome to Flutter',
      home: Scaffold(
        appBar: AppBar(
          title: Text('Welcome to Flutter'),
        ),
        body: Center(
          child: Text('Hello World'),
        ),
      ),
    );
  }
}
```

Dart 类 build 方法返回的便是 Widget，在 Flutter 中一切都是 Widget，包括但不限于

- 结构性元素，menu，button 等
- 样式类元素，font，color 等
- 布局类元素，padding，margin 等
- 导航
- 手势

Widget 是 Dart 中特殊的类，通过实例化(Dart 中[new 是可选的](https://dart.dev/guides/language/language-tour#using-constructors))相互嵌套，你的这个 App 就是形如下图的一颗组件树(Dart 入口函数的概念，`main.dart -> main()`)。

![Flutter Widget Tree](https://image.hicc.pro/t_img/20190805105511.png)

#### Widget 布局

上说过 Flutter 布局思路来自 CSS，而 Flutter 中一切皆 Widget，因此整体布局也很简单：

- 容器组件 Container
  - decoration 装饰属性，设置背景色，背景图，边框，圆角，阴影和渐变等
  - margin
  - padding
  - alignment
  - width
  - height
- Padding，Center
- Row,Column,Flex
- Wrap, Flow 流式布局
- Stack， z 轴布局
- ……

[更多可以看这里](https://www.yuque.com/xytech/flutter/hc0xq7)

Flutter 中 Widget 可以分为三类，形如 React 中“展示组件”、“容器组件”，“context”。

#### StatelessWidget

这个就是 Flutter 中的“展示组件”，自身不保存状态，外部参数变化就销毁重新创建。Flutter 建议尽量使用无状态的组件。

#### StatefulWidget

状态组件就是类似于 React 中的“容器组件”了，Flutter 中状态组件写法会稍微不一样。

```dart
class Counter extends StatefulWidget {
  // This class is the configuration for the state. It holds the
  // values (in this case nothing) provided by the parent and used by the build
  // method of the State. Fields in a Widget subclass are always marked "final".

  @override
  _CounterState createState() => _CounterState();
}

class _CounterState extends State<Counter> {
  int _counter = 0;

  void _increment() {
    setState(() {
      // This call to setState tells the Flutter framework that
      // something has changed in this State, which causes it to rerun
      // the build method below so that the display can reflect the
      // updated values. If you change _counter without calling
      // setState(), then the build method won't be called again,
      // and so nothing would appear to happen.
      _counter++;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // This method is rerun every time setState is called, for instance
    // as done by the _increment method above.
    // The Flutter framework has been optimized to make rerunning
    // build methods fast, so that you can just rebuild anything that
    // needs updating rather than having to individually change
    // instances of widgets.
    return Row(
      children: <Widget>[
        RaisedButton(
          onPressed: _increment,
          child: Text('Increment'),
        ),
        Text('Count: $_counter'),
      ],
    );
  }
}
```

可以看到 Flutter 中直接使用了和 React 中同名的`setState`方法，不过不会有变量合并的东西，当然也有[生命周期](https://segmentfault.com/a/1190000015211309)。

![Flutter StatefulWidget 声明周期](https://image.hicc.pro/pic/go/1768723716-5b188ca549250_articlex.png)

可以看到一个有状态的组件需要两个 Class，这样写的原因在于，Flutter 中 Widget 都是 immmutable 的，状态组件的状态保存在 State 中，组件仍然每次重新创建，Widget 在这里只是一种对组件的描述，Flutter 会 diff 转换成 Element，然后转换成 RenderObject 才渲染。

![Flutter render object](https://image.hicc.pro/pic/go/IMG_1516.PNG)

Flutter Widget 更多的渲染流程可以看[这里](https://www.yuque.com/xytech/flutter/tge705)。

实际上 Widget 只是作为组件结构一种描述，还可以带来的好处是，你可以更方便的做一些[主题性的组件](https://flutter.dev/docs/development/ui/widgets), Flutter 官方提供的[Material Components widgets](https://flutter.dev/docs/development/ui/widgets/material)和[Cupertino (iOS-style) widgets](https://flutter.dev/docs/development/ui/widgets/cupertino)质量就相当高，再配合 Flutter 亚秒级的[Hot Reload](https://flutter.dev/docs/development/tools/hot-reload)，开发体验可以说挺不错的。

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### State Management

`setState()`可以很方便的管理组件内的数据，但是 Flutter 中状态同样是从上往下流转的，因此也会遇到和 React 中同样的问题，如果组件树太深，逐层状态创建就显得很麻烦了，更不要说代码的易读和易维护性了。

#### InheritedWidget

同样 Flutter 也有个`context`一样的东西，那就是`InheritedWidget`，使用起来也很简单。

```dart
class GlobalData extends InheritedWidget {
  final int count;
  GlobalData({Key key, this.count,Widget child}):super(key:key,child:child);

  @override
  bool updateShouldNotify(GlobalData oldWidget) {
    return oldWidget.count != count;
  }

  static GlobalData of(BuildContext context) => context.inheritFromWidgetOfExactType(GlobalData);
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  // This widget is the root of your application.
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Flutter Demo',
      theme: ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  MyHomePage({Key key, this.title}) : super(key: key);

  final String title;

  @override
  _MyHomePageState createState() => _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  int _counter = 0;

  void _incrementCounter() {
      _counter++;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text(widget.title),
      ),
      body: GlobalData(
        count: _counter,
        child: Center(
          child: Column(
            mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
            children: <Widget>[
              Text(
                'You have pushed the button this many times:',
              ),
              Text(
                '$_counter',
                style: Theme.of(context).textTheme.display1,
              ),
              Body(),
              Body2()
            ],
          ),
        ),
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        tooltip: 'Increment',
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}

class Body extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    GlobalData globalData = GlobalData.of(context);
    return Text(globalData.count.toString());
  }
}

class Body2 extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // TODO: implement build
    GlobalData globalData = GlobalData.of(context);
    return Text(globalData.count.toString());
  }
```

具体实现原理可以参考[这里](https://loveky.github.io/2018/07/18/how-flutter-inheritedwidget-works/)，不过 Google 封装了一个更为上层的库[provider](https://pub.dev/packages/provider)，具体使用可以看[这里](https://flutter.dev/docs/development/data-and-backend/state-mgmt/simple)。

#### BlOC

[BlOC](https://medium.com/flutterpub/architecting-your-flutter-project-bd04e144a8f1)是 Flutter team 提出建议的另一种更高级的数据组织方式，也是我最中意的方式。简单来说：

**Bloc = InheritedWidget + RxDart(Stream)**

Dart 语言中内置了 Steam，Stream ~= Observable，配合[RxDart](https://pub.dev/packages/rxdart), 然后加上`StreamBuilder`会是一种异常强大和自由的模式。

```dart
class GlobalData extends InheritedWidget {
  final int count;
  final Stream<String> timeInterval$ = new Stream.periodic(Duration(seconds: 10)).map((time) => new DateTime.now().toString());
  GlobalData({Key key, this.count,Widget child}):super(key:key,child:child);

  @override
  bool updateShouldNotify(GlobalData oldWidget) {
    return oldWidget.count != count;
  }

  static GlobalData of(BuildContext context) => context.inheritFromWidgetOfExactType(GlobalData);

}

class TimerView extends StatelessWidget {

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    GlobalData globalData = GlobalData.of(context);
    return StreamBuilder(
        stream: globalData.timeInterval$,
        builder: (context, snapshot) {
          return Text(snapshot?.data ?? '');
        }
    );
  }
}
```

当然 Bloc 的问题在于

- 学习成本略高，Rx 的概念要吃透，不然你会抓狂
- 自由带来的问题是，可能代码不如 Redux 类的规整。

顺便，今年 Apple 也拥抱了响应式，[Combine](https://developer.apple.com/documentation/combine)(Rx like) + SwiftUI 也基本等于 Bloc 了。

所以，Rx 还是要赶紧学起来 😬

除去 Bloc，Flutter 中还是可以使用其他的方案，譬如：

- [Flutter Redux](https://pub.dev/packages/flutter_redux)
- 阿里闲鱼的[Fish Redux](https://github.com/alibaba/fish-redux)，_据说性能很好_。
- [Mobx](https://mobx.pub)
- ……

展开来说现在的前端开发使用强大的框架页面组装已经不是难点了。开发的难点在于如何组合富交互所需的数据，也就是上面图中的`state`部分。

更具体来说，是怎么优雅，高效，易维护地处理短暂数据(ephemeral state)`setState()`和需要共享的 App State 的问题，这是个工程性的问题，但往往也是日常开发最难的事情了，引用 Redux 作者 Dan 的一句：

> “The rule of thumb is:[Do whatever is less awkward](https://github.com/reduxjs/redux/issues/1287#issuecomment-175351978).”

到这里，主要的部分已经讲完了，有这些已经可以开发出一个不错的 App 了。剩下的就当成一个 bonus 吧。

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### 测试

Flutter debugger，测试都是出场自带，用起来也不难。

```dart
// 测试在/test/目录下面
void main() {

  testWidgets('Counter increments smoke test', (WidgetTester tester) async {
    // Build our app and trigger a frame.
    await tester.pumpWidget(MyApp());

    // Verify that our counter starts at 0.
    expect(find.text('0'), findsOneWidget);
    expect(find.text('1'), findsNothing);

    // Tap the '+' icon and trigger a frame.
    await tester.tap(find.byIcon(Icons.add));
    await tester.pump();

    // Verify that our counter has incremented.
    expect(find.text('0'), findsNothing);
    expect(find.text('1'), findsOneWidget);
  });
}
```

### 包管理，资源管理

类似与 JavaScript 的 npm，Flutter，也就是 Dart 也有自己的[包仓库](https://pub.dev)。不过项目包的依赖使用 yaml 文件来描述:

```yaml
name: app
description: A new Flutter project.
version: 1.0.0+1

environment:
  sdk: ">=2.1.0 <3.0.0"

dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter

  cupertino_icons: ^0.1.2
```

### 生命周期

移动应用总归需要应用级别的生命周期，flutter 中使用生命周期钩子，也非常的简单：

```dart
class MyApp extends StatefulWidget {
  @override
  _MyAppState createState() => new _MyAppState();
}

class _MyAppState extends State<MyApp> with WidgetsBindingObserver {
  @override
  void initState() {
    super.initState();
    WidgetsBinding.instance.addObserver(this);
  }

  @override
  void dispose() {
    WidgetsBinding.instance.removeObserver(this);
    super.dispose();
  }

  @override
  void didChangeAppLifecycleState(AppLifecycleState state) {
    switch (state) {
      case AppLifecycleState.inactive:
        print('AppLifecycleState.inactive');
        break;
      case AppLifecycleState.paused:
        print('AppLifecycleState.paused');
        break;
      case AppLifecycleState.resumed:
        print('AppLifecycleState.resumed');
        break;
      case AppLifecycleState.suspending:
        print('AppLifecycleState.suspending');
        break;
    }
    super.didChangeAppLifecycleState(state);
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
      return Container();
  }
}
```

### 使用原生能力

和 ReactNative 类似，Flutter 也是使用类似事件的机制来使用平台相关能力。

![Flutter platform channels](https://image.hicc.pro/pic/go/PlatformChannels.png)

### Flutter Web, Flutter Desktop

这些还在开发当中，鉴于对 Dart 喜欢，以及对 Flutter 性能的乐观，这些倒是很值得期待。

![Flutter web 架构](https://image.hicc.pro/pic/go/Dart-framework-v-browser-framework.png)

还记得平台只是给 Flutter 提供一个画布么，Flutter Desktop 未来更是可以大有可为 😄，相关可以看[这里](https://github.com/flutter/flutter/wiki/Desktop-shells)。

最后每种方案，每种技术都有[优缺点](https://medium.com/asos-techblog/flutter-vs-react-native-for-ios-android-app-development-c41b4e038db9)，甚至技术的架构决定了，有些缺陷可能永远都没法改进，所以 🤔

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最后的最后，强烈推荐闲鱼团队的[Flutter Blog](https://www.yuque.com/xytech/flutter)👍，常常拜读，收益良多。

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原文 / Source: <https://hicc.pro/p/blog/flutter-for-frontend-engineer>