Flutter 102: 何为 Flutter RenderObjects ？

      小菜前段时间简单了解了一下 Widget 和 Element，其中 Widget 主要是存放渲染内容以及布局信息等，仅作为一个信息存储的容器；Element 主要用于存放上下文环境，遍历 UI View 视图树；而小菜今天尝试学习的 RenderObject 才是 UI View 真正的渲染部分；

RenderObject

      RenderObject 作为渲染树中的一个对象；其 layout() 和 paint() 是渲染库核心，负责管理布局和渲染等；RenderObject 定义了布局绘制协议，但并没定义具体布局绘制模型；

源码分析

      RenderObject 可以从多个维度研究，可以通过 layout() 和 paint() 对比 Android 的绘制流程，也可以根据其属性和交互的对象(parent / owner / child)来学习；小菜从头开始为了尽可能多的了解源码，尝试第二种方式进一步学习；

abstract class RenderObject extends AbstractNode with DiagnosticableTreeMixin implements HitTestTarget {
    AbstractNode _rootNode;
    ParentData parentData;
    Constraints _constraints;
    @protected
    Constraints get constraints => _constraints;
    PipelineOwner _owner;
    bool get attached => _owner != null;
    void setupParentData(covariant RenderObject child) {}
    void adoptChild(RenderObject child) {}
    void dropChild(RenderObject child) {}
    void attach(PipelineOwner owner) {}
    void detach() {}
}

parent 相关

1. ParentData

ParentData parentData;

void setupParentData(covariant RenderObject child) {
    assert(_debugCanPerformMutations);
    if (child.parentData is! ParentData)
      child.parentData = ParentData();
}

      RenderObject 包括两个重要属性 parent 和 ParentData 插槽；ParentData 做为一个预留的变量，由 parent 赋值，传递信息给 child 的存储容器；通常所有和 child 特定的数据都可以存储在 ParentData 中；

2. Constraints

void layout(Constraints constraints, { bool parentUsesSize = false }) {
    RenderObject relayoutBoundary;
    if (!parentUsesSize || sizedByParent || constraints.isTight || parent is! RenderObject) {
      relayoutBoundary = this;
    } else {
      final RenderObject parent = this.parent;
      relayoutBoundary = parent._relayoutBoundary;
    }
   
    if (!_needsLayout && constraints == _constraints && relayoutBoundary == _relayoutBoundary) return;
    _constraints = constraints;
    if (_relayoutBoundary != null && relayoutBoundary != _relayoutBoundary) {
      visitChildren((RenderObject child) {
        child._cleanRelayoutBoundary();
      });
    }
    _relayoutBoundary = relayoutBoundary;
    
    if (sizedByParent) {
      try {
        performResize();
      } catch (e, stack) {
        _debugReportException('performResize', e, stack);
      }
    }
    RenderObject debugPreviousActiveLayout;
    try {
      performLayout();
      markNeedsSemanticsUpdate();
    } catch (e, stack) {
      _debugReportException('performLayout', e, stack);
    }
    _needsLayout = false;
    markNeedsPaint();
}

      Constraints 作为 RenderObject 中 parent 和 child 之间的布局约束；layout() 作为 RenderObject 的核心方法，需要传入 Constraints 作为约束，配合 parentUsesSize 判断 RenderObject 在 child 子节点发生变化时，parent 父节点是否需要重新绘制；

3. relayoutBoundary

RenderObject relayoutBoundary;
if (!parentUsesSize || sizedByParent || constraints.isTight || parent is! RenderObject) {
  relayoutBoundary = this;
} else {
  final RenderObject parent = this.parent;
  relayoutBoundary = parent._relayoutBoundary;
}
if (_relayoutBoundary != null && relayoutBoundary != _relayoutBoundary) {
  visitChildren((RenderObject child) {
    child._cleanRelayoutBoundary();
  });
}

void markNeedsLayout() {
    if (_needsLayout) {
      return;
    }
    if (_relayoutBoundary != this) {
      markParentNeedsLayout();
    } else {
      _needsLayout = true;
      if (owner != null) {
        owner._nodesNeedingLayout.add(this);
        owner.requestVisualUpdate();
      }
    }
}

      layout() 中定义了一个 RenderObject 类型的 relayoutBoundary 布局边界，如果布局边界发生变化，则遍历清空所有已记录的边界并重新设置；

      markNeedsLayout() 中也需要进行布局边界判断，若 RenderObject 自身不是 relayoutBoundary，则向 parent 父节点查找，直到找到确定是 relayoutBoundary 的 RenderObject 并标记为 dirty；

      layout() 确定自己是否为边界需要判断四个条件，分别是 !parentUsesSize parent 父节点是否关心自己的大小；sizedByParent 是否由 parent 父节点判断大小；constraints.isTight 是否严格约束；parent is! RenderObject 自身是否为 root 根节点；

owner 相关

      PipelineOwner 作为整个渲染流程的管理者；提供用于驱动渲染管道的接口，并存储在管道的每个阶段中已请求访问渲染对象的状态等；

1. flushLayout

void flushLayout() {
    if (!kReleaseMode) {
      Timeline.startSync('Layout', arguments: timelineWhitelistArguments);
    }
    try {
      while (_nodesNeedingLayout.isNotEmpty) {
        final List<RenderObject> dirtyNodes = _nodesNeedingLayout;
        _nodesNeedingLayout = <RenderObject>[];
        for (RenderObject node in dirtyNodes..sort((RenderObject a, RenderObject b) => a.depth - b.depth)) {
          if (node._needsLayout && node.owner == this)
            node._layoutWithoutResize();
        }
      }
    } finally {
      if (!kReleaseMode)  Timeline.finishSync();
    }
}

      flushLayout() 用于遍历所有标记为 dirty 的需要重新布局的 RenderObjects 并重新计算其布局尺寸和位置等；

2. flushCompositingBits

void flushCompositingBits() {
    if (!kReleaseMode) {
      Timeline.startSync('Compositing bits');
    }
    _nodesNeedingCompositingBitsUpdate.sort((RenderObject a, RenderObject b) => a.depth - b.depth);
    for (RenderObject node in _nodesNeedingCompositingBitsUpdate) {
      if (node._needsCompositingBitsUpdate && node.owner == this)
        node._updateCompositingBits();
    }
    _nodesNeedingCompositingBitsUpdate.clear();
    if (!kReleaseMode) {
      Timeline.finishSync();
    }
}

      flushCompositingBits() 用于遍历所有标记为 dirty 的需要 CompositingBitsUpdate 合并更新的子节点，再次阶段，每个 RenderObject 都会了解其子节点是否需要合并更新；

3. flushPaint

void flushPaint() {
    if (!kReleaseMode) {
      Timeline.startSync('Paint', arguments: timelineWhitelistArguments);
    }
    try {
      final List<RenderObject> dirtyNodes = _nodesNeedingPaint;
      _nodesNeedingPaint = <RenderObject>[];
      for (RenderObject node in dirtyNodes..sort((RenderObject a, RenderObject b) => b.depth - a.depth)) {
        if (node._needsPaint && node.owner == this) {
          if (node._layer.attached) {
            PaintingContext.repaintCompositedChild(node);
          } else { node._skippedPaintingOnLayer(); }
        }
      }
    } finally {
      if (!kReleaseMode) { Timeline.finishSync(); }
    }
}

      flushPaint() 用于遍历所有标记为 dirty 的需要重新绘制的子节点，并生成 Layer 用于绘制展示；

4. attach / detach

@override
void attach(PipelineOwner owner) {
    super.attach(owner);
    if (_needsLayout && _relayoutBoundary != null) {
      _needsLayout = false;
      markNeedsLayout();
    }
    if (_needsCompositingBitsUpdate) {
      _needsCompositingBitsUpdate = false;
      markNeedsCompositingBitsUpdate();
    }
    if (_needsPaint && _layer != null) {
      _needsPaint = false;
      markNeedsPaint();
    }
    if (_needsSemanticsUpdate && _semanticsConfiguration.isSemanticBoundary) {
      _needsSemanticsUpdate = false;
      markNeedsSemanticsUpdate();
    }
}

      layout() 中在 attach() 和 detach() 中也需要 PipelineOwner；attach() 主要通知管理者 owner 将其插入到渲染树中标记需要计算布局 layout 并调用 markNeedsPaint 重新绘制；detach() 主要是通知管理者取消关联；

child 相关

      对于 child 子节点，小菜主要学习如下三个方法；

1. adoptChild

@override
void adoptChild(RenderObject child) {
    setupParentData(child);
    markNeedsLayout();
    markNeedsCompositingBitsUpdate();
    markNeedsSemanticsUpdate();
    super.adoptChild(child);
}

      adoptChild() 主要是 RenderObject 添加一个 child 子节点；其中需要通过 setupParentData() 来获取 ParentData 中的数据并更新；

2. dropChild

@override
void dropChild(RenderObject child) {
    child._cleanRelayoutBoundary();
    child.parentData.detach();
    child.parentData = null;
    super.dropChild(child);
    markNeedsLayout();
    markNeedsCompositingBitsUpdate();
    markNeedsSemanticsUpdate();
}

      dropChild() 是和 adoptChild() 对应的方法，主要用于 RenderObject 删除一个 child 子节点；删除过程中需要 _cleanRelayoutBoundary 清除边界并删除 ParentData，之后再更新；

3. paintChild

void paintChild(RenderObject child, Offset offset) {
    if (child.isRepaintBoundary) {
      stopRecordingIfNeeded();
      _compositeChild(child, offset);
    } else {
      child._paintWithContext(this, offset);
    }
}

      paintChild() 为绘制一个子节点的 RenderObject；如果该子节点有自己合成层，则 child 子节点将被合成到与此绘制相关的上下文相关的 Layer 层中；

RenderBox

      RenderObject 并没定义具体布局绘制模型，所以小菜简单学习了一下 RenderBox；RenderBox 是 RenderObject 的子类，以屏幕左上角为原点(包括顶部状态栏)坐标系；BoxParentData 作为 child 子节点传输数据，BoxConstraints 作为其约束条件，通过 Size 记录其尺寸大小；可以定义具体的布局绘制模型；

      RenderObject 涉及的方式方法较多，小菜对于源码的理解还不够深入，如有错误，请多多指导！

来源： 阿策小和尚