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Flutter VSYNC 流程解析：流畅 UI 渲染的幕后推手

Android

Flutter 绘制引擎 VSYNC 流程全方位解析

VSYNC 基础概念

垂直同步 (VSYNC) 是一种图形技术，将显卡的渲染帧率与显示器的刷新率同步。这有助于消除画面撕裂，即当显示器刷新时，屏幕上显示的画面因两帧内容同时显示而产生撕裂。在移动设备中，VSYNC 通常由操作系统的显示服务来处理。

Flutter 中的 VSYNC

在 Flutter 中，VSYNC 流程由引擎中的 VsyncWaiter 类管理。VsyncWaiter 负责等待 VSYNC 信号，并在信号触发时通知引擎进行渲染。

VSYNC 事件处理

当 VSYNC 信号触发时，VsyncWaiter 会调用所有已注册的 VSYNC 监听器。这些监听器负责处理 VSYNC 事件并触发相应的渲染过程。

渲染流程

当 VSYNC 监听器收到 VSYNC 信号时，它们会触发以下渲染流程：

  1. Window 更新屏幕的表面。
  2. DartIsolate 执行以下任务：
    • 测量和布局控件树。
    • 绘制控件树到渲染缓冲区。
    • 将渲染缓冲区提交到屏幕。

源码分析

VsyncWaiter 类

class VsyncWaiter {
  static final VsyncWaiter instance = VsyncWaiter._();

  Completer<Duration>? completer;
  StreamSubscription<Duration>? subscription;

  VsyncWaiter._();

  Future<Duration> await(bool forceAwaitVsync = false) async {
    if (completer == null || completer!.isCompleted) {
      if (forceAwaitVsync) {
        return await subscription!.asFuture();
      }
      completer = Completer<Duration>();
    }
    return completer!.future;
  }

  void registerVsyncListener(VoidCallback listener) {
    subscription ??= _createVsyncListener();
    subscription!.onData(listener);
  }

  StreamSubscription<Duration> _createVsyncListener() {
    return WidgetsBinding.instance.vsync.onFrame;
  }
}

Window 类

class Window extends WidgetsBinding {
  @override
  void drawFrame() {
    super.drawFrame();
    _scheduleVsyncCallback();
  }

  void _scheduleVsyncCallback() {
    VsyncWaiter.instance.registerVsyncListener(_handleVsync);
  }

  void _handleVsync(Duration timestamp) {
    // 更新屏幕表面
  }
}

DartIsolate 类

class DartIsolate {
  void runRenderTasks() {
    WidgetsBinding.ensureInitialized();
    // 测量和布局控件树
    WidgetsBinding.instance.performReassemble();
    // 绘制控件树
    WidgetsBinding.instance.drawFrame();
    // 提交渲染缓冲区
    if (WidgetsBinding.instance.renderViewElement != null) {
      WidgetsBinding.instance.renderViewElement!.markNeedsPaint();
    }
  }
}

优势

Flutter 使用 VSYNC 流程带来了以下优势：

  • 流畅的 UI 渲染： 与显示器的刷新率同步渲染，消除画面撕裂。
  • 高效的资源利用： 仅在必要时进行渲染，减少功耗和资源消耗。
  • 跨平台一致性： VSYNC 机制在不同的操作系统和设备上工作，确保跨平台应用的行为一致。

结论

Flutter 绘制引擎中的 VSYNC 流程是一个精心设计的机制，它使 Flutter 应用能够以流畅、高效的方式呈现 UI。通过对 VSYNC 流程的深入理解，开发者可以优化其应用的性能和用户体验。

常见问题解答

  1. 什么是 VSYNC？

    • VSYNC 是将图形卡的渲染帧率与显示器的刷新率同步的技术。

  2. 为什么 Flutter 需要 VSYNC？

    • VSYNC 有助于消除画面撕裂，确保流畅的 UI 渲染。

  3. VSYNC 如何在 Flutter 中工作？

    • VSYNC 流程由 VsyncWaiter 类管理，它等待 VSYNC 信号并通知引擎进行渲染。

  4. VSYNC 有哪些优势？

    • 流畅的 UI 渲染、高效的资源利用和跨平台一致性。

  5. 我可以在哪里找到有关 Flutter 中 VSYNC 的更多信息？