Flutter中被屏蔽的概念，Scheduler（调度器）

前言

一切皆Widget，良好的底层设计都会屏蔽底层的逻辑，Java如此，Flutter亦是如此，甚至还有开发者面向Getx编程，那么我们可以做如是类比，Flutter是J2EE, Getx是Spring套件，作为Java后台开发，面向Spring开发是不够的，正如，跨平台Flutter 不了解底层机制, 也无法分析和解决非逻辑问题。所以请花三分钟阅读本文，了解基础原理就好。其他相关的文章在掘金上，我就不复制了，请移步武当山王也

理解Scheduler，调度器

GUI系统，即Graphical User Interface(图形用户界面)，从底层概念上，包含

  • 呈现（Canvas）
  • 交互（用户输入事件，Pointer）
  • 窗口管理

Flutter并不是一个完整的GUI系统，Flutter着重于Canvas, 交互和窗口管理都依赖运行平台的GUI。这些前置概念可以帮我们正确认识Flutter的定位，进而理解源码的边界和处理本源逻辑，不至于陷入其中，无法自拔。

Scheduler

binding.dart 粘合物
目的是连接Flutter层 SchedulerBinding 和 PlatformDispatcher
  /// Ensures callbacks for [PlatformDispatcher.onBeginFrame] and/// [PlatformDispatcher.onDrawFrame] are registered.@protectedvoid ensureFrameCallbacksRegistered() {// 粘合逻辑platformDispatcher.onBeginFrame ??= _handleBeginFrame;platformDispatcher.onDrawFrame ??= _handleDrawFrame;}

binding的主要目的有了，我们细化进入代码实现，看SchedulerBinding 主要提供了什么函数，提供什么样的服务。

1. 获取instance
  /// The current [SchedulerBinding], if one has been created.////// Provides access to the features exposed by this mixin. The binding must/// be initialized before using this getter; this is typically done by calling/// [runApp] or [WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized].static SchedulerBinding get instance => BindingBase.checkInstance(_instance);static SchedulerBinding? _instance;
2. 调度任务，

这段代码并不复杂，将需要被调度的任务放入调度队列，其中Priority，按优先级由高到低分别是touch、animation、idle. 这个场景下我们暂时不考虑Flow的作用。

a. 创建任务对象，返回future，加入_taskQueue优先队列

  Future<T> scheduleTask<T>(TaskCallback<T> task,Priority priority, {String? debugLabel,Flow? flow,}) {final bool isFirstTask = _taskQueue.isEmpty;final _TaskEntry<T> entry = _TaskEntry<T>(task,priority.value,debugLabel,flow,);_taskQueue.add(entry);if (isFirstTask && !locked) {_ensureEventLoopCallback();}return entry.completer.future;}

b. 启动队列运行, 其中Timer.run()是尽可能快的执行任务。

  void _ensureEventLoopCallback() {assert(!locked);assert(_taskQueue.isNotEmpty);if (_hasRequestedAnEventLoopCallback) {return;}_hasRequestedAnEventLoopCallback = true;Timer.run(_runTasks);}// Scheduled by _ensureEventLoopCallback.void _runTasks() {_hasRequestedAnEventLoopCallback = false;if (handleEventLoopCallback()) {_ensureEventLoopCallback();} // runs next task when there's time}

c. 取任务队头，并执行任务, 我们可以看到队列的执行是通过_ensureEventLoopCallback和handleEventLoopCallback 形成递归取任务，终止条件是_taskQueue.isEmpty || locked。

@visibleForTesting@pragma('vm:notify-debugger-on-exception')bool handleEventLoopCallback() {if (_taskQueue.isEmpty || locked) {return false;}final _TaskEntry<dynamic> entry = _taskQueue.first;if (schedulingStrategy(priority: entry.priority, scheduler: this)) {try {_taskQueue.removeFirst();entry.run();} catch (exception, exceptionStack) {// ignored}return _taskQueue.isNotEmpty;}return false;}
调度frame任务

在Flutter绘制概念中，帧有两种不同的类型，分别为transient frame和persistent frame，即瞬态帧和持续帧。瞬态帧是在两个持久帧中间的帧，一般是动画，布局变化，用户输入响应, 持续帧，持续帧主要是不处于变化的帧。相对的概念即瞬态帧（也叫动画帧）。当UI不需要刷新时，持续帧会响应事件处理，布局绘制等。

  // 被调用方void scheduleFrame() {if (_hasScheduledFrame || !framesEnabled) {return;}ensureFrameCallbacksRegistered();platformDispatcher.scheduleFrame();_hasScheduledFrame = true;}void main() {// We use ViewRenderingFlutterBinding to attach the render tree to the window.ViewRenderingFlutterBinding(// The root of our render tree is a RenderPositionedBox, which centers its// child both vertically and horizontally.root: RenderPositionedBox(child: RenderParagraph(const TextSpan(text: 'Hello, world.'),textDirection: TextDirection.ltr,),),).scheduleFrame(); // 调用方
}

上述scheduleFrame方法，为主动调用，和scheduleTask对应，通过调用平台层platformDispatcher.scheduleFrame()的方法，通知底层创建新的帧, ensureFrameCallbacksRegistered() 保证系统帧的创建可以被回调到binding.

  • scheduleForcedFrame: 忽略lifecycleState 即不关心framesEnabled
  • scheduleWarmUpFrame: 不等待系统Vsync，尽快调用。下方是一个实例。
void runApp(Widget app) {final WidgetsBinding binding = WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized();assert(binding.debugCheckZone('runApp'));binding..scheduleAttachRootWidget(binding.wrapWithDefaultView(app))..scheduleWarmUpFrame();
}

上述主要提供给Flutter调用方，供应用使用来调度任务和帧

渲染（rendering pipeline）回调
  void addPostFrameCallback(FrameCallback callback, {String debugLabel = 'callback'}) {assert(() {if (debugTracePostFrameCallbacks) {final FrameCallback originalCallback = callback;callback = (Duration timeStamp) {Timeline.startSync(debugLabel);try {originalCallback(timeStamp);} finally {Timeline.finishSync();}};}return true;}());_postFrameCallbacks.add(callback);}

tip: 这里有两个有用的技巧，保存callback的引用，将callback指向新的对象，并放到_postFrameCallbacks, 这样可以避免UI界面被回收引发悬停指针。 第二个技巧是，可以通过asset的不同返回值，中断代码的执行。

上述代码中，Timeline.startSync() 是开启同步，涉及sky_engine, 我们暂时不做深究, 只需要明确这里的调用，具体的说addPostFrameCallback callback的调用是同步的。方法声明上解释，只会在rendering pipeline为空时，也就是最后一个持续帧调用完成后，才会回调注册的callback。我们可以验证一下。

  void handleDrawFrame() {assert(_schedulerPhase == SchedulerPhase.midFrameMicrotasks);_frameTimelineTask?.finish(); // end the "Animate" phasetry {// PERSISTENT FRAME CALLBACKS_schedulerPhase = SchedulerPhase.persistentCallbacks;for (final FrameCallback callback in List<FrameCallback>.of(_persistentCallbacks)) {_invokeFrameCallback(callback, _currentFrameTimeStamp!);}// POST-FRAME CALLBACKS_schedulerPhase = SchedulerPhase.postFrameCallbacks;final List<FrameCallback> localPostFrameCallbacks =List<FrameCallback>.of(_postFrameCallbacks);_postFrameCallbacks.clear();Timeline.startSync('POST_FRAME');try {for (final FrameCallback callback in localPostFrameCallbacks) {_invokeFrameCallback(callback, _currentFrameTimeStamp!);}} finally {Timeline.finishSync();}} finally {_schedulerPhase = SchedulerPhase.idle;_frameTimelineTask?.finish(); // end the Frameassert(() {if (debugPrintEndFrameBanner) {debugPrint('▀' * _debugBanner!.length);}_debugBanner = null;return true;}());_currentFrameTimeStamp = null;}}

上述代码，清晰展示了handleDrawFrame的调用逻辑，在持续帧完成，并通知之后，才开始通知_postFrameCallbacks, 我们可以明确，动画的，瞬态帧并不会触发我们addPostFrameCallback添加的callback, 这也是我们可以在界面中使用他来监听界面已经渲染完成, 而不必使用延迟等不可靠的操作。

Tip： localPostFrameCallbacks的中间copy，可以保证不阻塞新事件的加入

补充:
  • 保证update是有意义的，也就是在空闲态再进行更新
  void ensureVisualUpdate() {switch (schedulerPhase) {case SchedulerPhase.idle:case SchedulerPhase.postFrameCallbacks:scheduleFrame();return;case SchedulerPhase.transientCallbacks:case SchedulerPhase.midFrameMicrotasks:case SchedulerPhase.persistentCallbacks:return;}}
  • 四种调度的状态
enum SchedulerPhase {idle,transientCallbacks,midFrameMicrotasks,postFrameCallbacks,
}

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