【Flutter 专题】101 何为 Flutter Elements ？

和尚前段时间简单了解了一下 Widget 的相关知识，其中 Widget 是 immutable 不可变的，而 Widget 是如何做到更新重绘的，这就离不开 Element 和 RenderObject；和尚简单了解一下 Element 的相关小知识；

Element

Element 是 Widget 在 UI 树具体位置的一个实例化对象；UI View 在 Element 层级结构中会构建一个真实的 Element Tree，是真正的视图树结构；Element 作为 Widget 和 RenderObject 之间的协调者，并根据 Widget 的变化来完成结点的增删改的操作；

源码分析

Element 所涉及源码较长，和尚仅针对具体的方法和生命周期进行学习；

生命周期

enum _ElementLifecycle {
  initial,
  active,
  inactive,
  defunct,
}

Element 的生命周期主要包括如下几分，分别是 initial 初始化，active 活跃状态，inactive 不活跃状态以及 defunct 失效状态；

针对方法

1. createElement

Element(Widget widget) : assert(widget != null), _widget = widget;

创建一个使用指定 Widget 作为其配置的 Element；通过 Widget 调用 Widget.createElement 来创建 Element，作为 Element 的初始位置；

2. mount

@mustCallSuper
void mount(Element parent, dynamic newSlot) {
    ...
    _parent = parent;
    _slot = newSlot;
    _depth = _parent != null ? _parent.depth + 1 : 1;
    _active = true;
    if (parent != null) 
      _owner = parent.owner;
    if (widget.key is GlobalKey) {
      final GlobalKey key = widget.key;
      key._register(this);
    }
    _updateInheritance();
}

mount() 会将新创建的 Element 添加到指定的父级 slot 插槽树中，通过调用 attachRenderObject 添加到渲染树上；

3. update

@protected
Element updateChild(Element child, Widget newWidget, dynamic newSlot) {
    if (newWidget == null) {
      if (child != null) deactivateChild(child);
      return null;
    }
    if (child != null) {
      if (child.widget == newWidget) {
        if (child.slot != newSlot) updateSlotForChild(child, newSlot);
        return child;
      }
      if (Widget.canUpdate(child.widget, newWidget)) {
        if (child.slot != newSlot) updateSlotForChild(child, newSlot);
        child.update(newWidget);
        return child;
      }
      deactivateChild(child);
      assert(child._parent == null);
    }
    return inflateWidget(newWidget, newSlot);
}

updateChild 是 Element 的核心方法，每当需要增加，修改，删除子 child 时都会调用；主要根据 Widget 的变化用于 Element 的更新，进而更新 UI 树；

	newWidget == null	newWidget != null
child == null	Returns null.	Returns new [Element].
child != null	Old child is removed, returns null.	Old child updated if possible, returns child or new [Element].

当更新后的 Widget 为 null 时，对应的子节点已经移除，如果当前 child 不为 null，则直接 remove 掉；
当更新后的 Widget 不为 null 且当前 child 为 null 时，说明新 Widget 是新创建的，则 inflateWidget 创建子节点；
当更新后的 Widget 不为 null 且当前 child 也不为 null 该节点存在时，若 child.widget == newWidget 说明子节点前后未发生变化，若 child.slot != newSlot 说明子节点在兄弟节点间移动了位置，此时 updateSlotForChild 更新节点位置；否则直接返回子节点；
当更新后的 Widget 不为 null 且当前 child 也不为 null 该节点存在时，若 Widget.canUpdate 为 true 说明可以用 newWidget 修改子节点，直接调用 update 更新即可；否则先将子节点移除再通过 newWidget 创建新的子节点；其中 canUpdate 主要是判断新旧 Widget 的 key 和 runtimeType 是否一致；

4. deactivate

@protected
void deactivateChild(Element child) {
    child._parent = null;
    child.detachRenderObject();
    owner._inactiveElements.add(child); // this eventually calls child.deactivate()
}

deactivateChild 将指定 Element 到非活动 Element 列表中，并将渲染对象从渲染树中移除；该方法可以阻止 Element 成为其子类；

5. activate

@mustCallSuper
void activate() {
    final bool hadDependencies = (_dependencies != null && _dependencies.isNotEmpty) || _hadUnsatisfiedDependencies;
    _active = true;
    _dependencies?.clear();
    _hadUnsatisfiedDependencies = false;
    _updateInheritance();

    if (_dirty)
      owner.scheduleBuildFor(this);
    if (hadDependencies)
      didChangeDependencies();
}

activate() 为将 Element 重新合并到树上时，框架会从 inactive 非活跃 Element 列表中删除该元素，且该元素调用 activate 并将 Element 的渲染对象添加到渲染树上；

6. unmount

@mustCallSuper
void unmount() {
    if (widget.key is GlobalKey) {
        final GlobalKey key = widget.key;
        key._unregister(this);
    }
}

unmount() 为当框架永远不会重新激活时调用；为了避免在一次动画执行过程中反复创建，移除特定 Element 时，非活跃状态的 Element 都会在当前动画过程最后一帧先保留，如果到动画结束后还未变成活跃状态，则调用 unmount() 将该 Element 彻底移除；

对应关系

Widget.createElement 为 initial 从无到有的初始化生命周期；
mount 为 initial 初始化状态到 active 活跃状态到生命周期过渡；
update 只有在 active 活跃状态时才会调用；
deactivate 为 active 活跃状态到 inactive 非活跃状态生命周期过渡；
activate 为 inactive 非活跃状态到 active 活跃状态的生命周期过渡；
unmount 为 inactive 非活动状态到 defunct 失效状态生命周期的过渡；

子类 Element

Element 主要有组合类 ComponentElement 和渲染类 RenderObjectElement 两个子类；

ComponentElement

ComponentElement 为组合类 Element，主要包括如下 StatelessElement / StatefulElement / ProxyElement 子类；其中各 Element 都是与 Widget 对应的；

StatelessElement

class StatelessElement extends ComponentElement {
  StatelessElement(StatelessWidget widget) : super(widget);

  @override
  StatelessWidget get widget => super.widget;

  @override
  Widget build() => widget.build(this);

  @override
  void update(StatelessWidget newWidget) {
    super.update(newWidget);
    assert(widget == newWidget);
    _dirty = true;
    rebuild();
  }
}

StatelessElement 相对比较简单，主要是重写 update() 在需要发生变更时 rebuild() 即可；

StatefulElement

@override
void update(StatefulWidget newWidget) {
    super.update(newWidget);
    final StatefulWidget oldWidget = _state._widget;
    _dirty = true;
    _state._widget = widget;
    try {
      _debugSetAllowIgnoredCallsToMarkNeedsBuild(true);
      final dynamic debugCheckForReturnedFuture = _state.didUpdateWidget(oldWidget) as dynamic;
    } finally {
      _debugSetAllowIgnoredCallsToMarkNeedsBuild(false);
    }
    rebuild();
}

StatefulElement 是对应 StatefulWidget 的，包括完整的 Element 生命周期，其中在更新时会更新 State 和 rebuild()；

ProxyElement

abstract class ProxyElement extends ComponentElement 
  ProxyElement(ProxyWidget widget) : super(widget);

  @override
  ProxyWidget get widget => super.widget;

  @override
  Widget build() => widget.child;

  @override
  void update(ProxyWidget newWidget) {
    final ProxyWidget oldWidget = widget;
    assert(widget != null);
    assert(widget != newWidget);
    super.update(newWidget);
    assert(widget == newWidget);
    updated(oldWidget);
    _dirty = true;
    rebuild();
  }

  @protected
  void updated(covariant ProxyWidget oldWidget) {
    notifyClients(oldWidget);
  }

  @protected
  void notifyClients(covariant ProxyWidget oldWidget);
}

ProxyElement 作为一个抽象类，其子类是 ParentDataElement 和 InheritedElement；当 Widget 更新时调用 update()；notifyClients() 用于新旧 Widget 确实已改变时调用；

RenderObjectElement

RenderObjectElement 为渲染类型 Element 对应的是 RenderObjectWidget；RenderObjectElement 作为抽象类也继承了 Element 所有的生命周期方法；

大多数的 RenderObjectElement 都只对应一个 RenderObject 即只有一个子节点，例如 RootRenderObjectElement / SingleChildRenderObjectElement；但也有特殊的，如 LeafRenderObjectElement 子类没有子节点，以及 MultiChildRenderObjectElement 子类可以有多个子节；

Element 作为 Widget 和 RenderObject 的协作者起到了承上启下的左右；和尚对会在下一篇简单学习 RenderObject；和尚对源码的理解还不够深入，如有错误，请多多指导！