APP跨平台开发框架Flutter

Flutter是Google打造的高性能、跨平台的UI框架。它可以给开发者提供简单、高效的方式来构建和部署跨平台、高性能移动应用；给用户提供漂亮、无平台区分的app体验。

Flutter是如何做到这一点的呢？它的框架结构是怎么样的呢？接下来，我将写一系列的文章分析Flutter的框架层，结合源码分析Flutter框架所采用的各种黑科技。本文是这个系列文章的第一篇，主要介绍Flutter框架的总览。

跨平台框架的设计理念
端上的开发无外乎三件事，“数据获取”，“状态管理”，“页面渲染”。
而在跨端领域的竟争，是 “虚拟机”，“渲染引擎”，“原生交互”，“开发环境” 的竟争

Flutter使用了 Dart VM，Dart 支持 JIT 与 AOT 两种编译模式。
在开发阶段使用 JIT 编译，实现热更新预览，动态加载等，
发布阶段使用 AOT 模式编译为机器码，保证启动速度和跨端信息的传递效率。
Flutter 使用了 Skia 渲染引擎进行视图绘制，
避开了不同平台上控件渲染差异。
少了这一层的交互，使得效率也得到提升。
Flutter在原生交互上，与原生交互的效率非常高。
Dart 本身跨平台的特性，底层 C++ 可以直接访问到原生的 API，
加上信息使用机器码进行传递 (BinaryMessage)
RN虚拟机使用的是 JSC (Javascript Core) 执行运算
在早期的架构上虚拟机使用的是 JSC (Javascript Core) 执行运算，这样它可以充分复用 JS 生态，吸引大量前端开发者参与。
RN在渲染引擎上 ，直接复用了原生的渲染通道，没有直接使用 WebKit 或其它 Web 引擎，
因为之前 Web 在构建复杂页面时带来的计算消耗，远比不上纯原生引擎的渲染。所以它直接复用了原生的渲染通道，这样就可以带来与原生近乎一致的体验。
虽然早期的 RN 架构充分利用了现有生态，但毕竟不像 Flutter 那样从头到尾都自己来，那么的撤底。带来的问题就是，在 JSC 到原生渲染这一层，用了非常多的 Bridge，并通过 JSON 序列化在多个线程里来回传递信息，这样的消耗在简单的交互过程中可能不明显，而在大量的交互与渲染上会有明显的卡顿，这也成为广为诟病的一点。
2. Flutter体系架构

Flutter被设计成一个可扩展，分层的系统。它包含了一系列依赖其下层的独立库。其示意图见下图。

其中，framework层中的每一个组件均是可选的和可以代替的。从上图可知，Flutter系统总共可以分为三层。上层的框架（Framework），中层的引擎（Engine），以及底层的嵌入层（Embedder）。

• 框架（Framework）：框架层是纯dart语言实现的一个响应式框架，开发者平常需要通过该层和Flutter系统交互。
• 引擎（Engine）：引擎层绝大部分是用C++实现的，其为Flutter系统的核心。引擎提供了一系列Flutter核心API的底层实现，例如图形（通过Skia），文字布局，文件等，是连接框架和系统（Andoird/iOS）的桥梁。
• 嵌入层（Embedder）：嵌入层基本是由平台对应的语言实现的，例如：在Android上是由Java和C++实现；在iOS是由Objective-C/Objective-C++实现。嵌入层为Flutter系统提供了一个入口，Flutter系统通过该入口访问底层系统提供的服务，例如输入法，绘制surface等。

其中，Framework是我们这一系列文章主要关注的部分。从下到上，其主要包括：

• 基础模块（foundational）及基础服务，例如animation，painting，以及gestures，这三种基础服务是为了方便上层调用对基础模块的抽象。
• Rendering 层，为处理图层提供了抽象组件。通过这一层，你能构建一棵可绘制对象的树。你可以动态操作这些对象，这棵树可以根据你的修改自动更新这棵树。
• Widgets层，是组件的抽象。每个render对象都有对应的widget对象。除此之外，widgets层允许你定义你能重复使用的组合组件。同时，此层引入了响应式编程模型。
• Material和Cupertino库提供了一系列Material和iOS设计风格的组件。

3. 不同跨平台技术对比

市面上有很多对比不同跨平台技术的文章，例如Flutter实战中的移动开发技术简介。本文以表格形式简单介绍一下不同跨平台技术的特点和优劣势等，然后说明一下flutter性能能媲美原生应用的原因。

目前市面上主要有H5+原生，JavaScript+原生渲染，自绘UI+原生。三种跨平台技术，其对比结果如下。

由图可见，Flutter最大的优势，是其出色的性能。根据Google官方的宣传，其性能是可以媲美原生的。这一点我们可以通过以下结构示意图看出来。

原生应用是由其框架直接通过Skia调用GPU进行绘制，但是RN等JavaScript+原生渲染跨平台技术是需要由其框架先调用原生框架，再通过原生框架调用Skia，最后调用至GPU进行绘制的。因此，其调用步骤上相对于原生多了一层，理论上其绘制性能将比原生差。

但是Flutter则不同，由于其应用也是由Flutter框架直接通过Skia调用GPU进行绘制，因此只要其框架的性能能媲美原生框架的性能，则其绘制性能就可以媲美原生。不仅如此，由于Skia是Flutter自带的，其升级非常方便，而Android系统相对而言升级比较缓慢，因此如果Flutter使用了更高性能的Skia库，其绘制性能甚至可能超过原生。

参考：https://blog.csdn.net/rd_w_csdn/article/details/125873980

https://blog.csdn.net/hany3000/article/details/115019745