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控制加载顺序，优化性能与内存

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本页面描述了展示一个 Flutter UI 的分解步骤。知道了这一点，您可以就何时对 Flutter 引擎进行预热，在哪个阶段可以进行哪些操作，以及这些操作的潜在问题和内存成本做出更好、更明智的决策。

加载 Flutter

在展示 Flutter UI 时， Android 与 iOS 应用（用于集成到现有应用的两个受支持的平台），纯 Flutter 应用，以及 add-to-app 的模式，在概念上的加载步骤顺序相似。

查找 Flutter 资源

Flutter 的引擎运行时和应用已编译的 Dart 代码都被打包为 Android 和 iOS 上的共享库。加载 Flutter 的第一步是在 .apk、.ipa 或 .app 中查找这些资源（以及其他 Flutter 资源，例如图像和字体，假如适用的话还有 JIT 代码）。

当您首次在 Android 和 iOS 上调用 API 构建 FlutterEngine 时，就会发生这种情况。

加载 Flutter 库

找到后，引擎的共享库将在每个进程中加载一次内存。

在 Android 上，当构建 FlutterEngine 时也会发生这种情况，因为 JNI 连接器需要引用 Flutter C++ 库。在 iOS 上，这是在首次运行 FlutterEngine 时发生的，例如运行 runWithEntrypoint:。

启动 Dart VM

Dart 运行时负责管理 Dart 代码的 Dart 内存与异步。在 JIT 模式下，它还负责在运行时将 Dart 源代码编译为机器码。

在 Android 和 iOS 上，每个应用程序会话都存在一个 Dart 运行时。

在 Android 上首次构建 FlutterEngine，以及在 iOS 上首次 运行 Dart 入口 时，将完成一次 Dart VM 启动。

此时，您的 Dart 代码的 snapshot 也将从应用程序的文件加载到内存中。

即使您直接使用 Dart SDK而没 Flutter 引擎，也会这样执行，这是一个通用的过程。

Dart VM 启动后永远不会关闭。

创建并运行一个 Dart Isolate

在初始化 Dart 运行时之后，下一步就是 Flutter 引擎对 Dart 运行时的使用。

这是通过在 Dart 运行时中启动 Dart Isolate 来完成的。 isolate 是 Dart 的内存和线程容器。此时在宿主平台上还创建了许多 辅助线程 来支持 isolate，例如用于解除 GPU 处理的线程和用于图像解码的线程。

每个 FlutterEngine 实例都存在一个 isolate，并且同一个 Dart VM 可以承载多个 isolate。

在 Android 上，当您在 FlutterEngine 实例上调用 DartExecutor.executeDartEntrypoint() 时，就会发生这种情况。

在 iOS 上，当您对 FlutterEngine 实例调用 runWithEntrypoint:时会发生这种情况。

此时，Dart 代码会执行默认的入口点方法 (默认是 main.dart 文件的 main() 方法) ，如果你在 main() 方法中调用 Flutter 的 runApp() 方法，则你的 Flutter 应用或库的 widget 树将会创建并构建。如果你需要阻止某些功能在 Flutter 代码中执行，则需要使用枚举值 AppLifecycleState.detached 表示其不绑定在任何 UI 组件上。

将 UI 挂载到 Flutter 引擎

启动后不久，一个标准的完整的 Flutter 应用程序便会达到此状态。

在 add-to-app 的场景中，例如通过在 Android 上使用 FlutterActivity.withCachedEngine() 方法构建的 Intent，调用 startActivity() 时，或者，在 iOS 上调用 initWithEngine: nibName: bundle:，展示实例化的 FlutterViewController，都会将 FlutterEngine 挂载到 UI 组件。

如果在没有启动 Flutter UI 组件的情况下也是如此, 例如在 Android 上使用 FlutterActivity.createDefaultIntent() 或在 iOS 上使用 FlutterViewController initWithProject: nibName: bundle: 预热一个 FlutterEngine。在这些情况下，将创建一个隐式的 FlutterEngine。

在后台，这两个平台的UI组件都为 FlutterEngine 提供了渲染层，例如 Android 上的 Surface 或 iOS 上的 CAEAGLLayer 或 CAMetalLayer。

此时，您的 Flutter 程序生成的 Layer 树将转换为 OpenGL（或 Vulkan 或 Metal）GPU 指令。

内存和延迟

显示 Flutter UI 会耗费不少时间。提前启动 Flutter 引擎可以降低时间开销。

对于 add-to-app 的场景，预热相应的选择是，让您决定什么时候预加载 FlutterEngine （即加载 Flutter 库，启动 Dart VM 并在 isolate 中运行入口点），以及确定内存的占用与时间开销。您还需要知道，在将 UI 组件随后挂载到该 FlutterEngine 时，预热会如何影响 Flutter 渲染首帧的内存和时间开销。

用 Flutter v1.10.3 版本，在 2015 年的低端设备上测试，release AOT 模式下，预热 FlutterEngine 的开销：

  • Android 平台需要 42 MB 内存，耗费 1530 毫秒。主线程阻塞了 330 毫秒；

  • iOS 平台需要 22 MB 内存，耗费 860 毫秒。主线程阻塞了 260 毫秒。

Flutter 用户界面可以在预热期间被加载。所需时间与渲染出首帧的时间有关。

在内存方面的开销（具体根据使用情况而定）可能是：

  • 约 4 MB 系统内存用于创建 pthread；

  • 约 10 MB 是 GPU 驱动内存；

  • 约 1 MB 是用于 Dart 运行时管理的内存；

  • 约 5 MB 用于 Dart 加载的字体映射。

在时间方面的开销（具体根据使用情况而定）可能是：

  • 约 20 毫秒用于从应用包中收集 Flutter 资源；

  • 约 15 毫秒用于 dlopen 加载 Flutter 引擎的库；

  • 约 200 毫秒用于创建 Dart VM 并加载 AOT snapshot；

  • 约 200 毫秒用于加载 Flutter 依赖的字体和资源；

  • 约 400 毫秒来运行应用入口，创建第一个 widget 树，并编译所需的 GPU 着色器程序。

应该对 FlutterEngine 进行预热，不应过于提早，以延迟内存占用，但又要避免 Flutter 引擎初始化的时机与显示 Flutter 的首帧的时机赶在一起。

确切的时间取决于应用的结构与不断试探的结果。一个示例是在 Flutter 绘制屏幕之前将 Flutter 引擎加载到屏幕中。

引擎预热后，加载 UI 首帧的成本为：

  • 在 Android 上为 320 毫秒，另外需要 12 MB 的内存（在很大程度上取决于屏幕的物理像素大小）；

  • 在 iOS 上为 200 毫秒，另外需要 16 MB 的内存（在很大程度上取决于屏幕的物理像素大小）。

在内存方面，开销主要用于渲染的图形内存缓冲区，并且取决于屏幕大小。

在时间方面，开销主要是在等待系统回调，为 Flutter 提供渲染层，并编译其余无法预先预测的着色器程序。这是一次性的开销。

释放 Flutter UI 组件后，将释放与 UI 相关的内存。这不会影响 Flutter 状态（除非也释放了 FlutterEngine），状态位于 FlutterEngine 中。

关于创建多个 FlutterEngine 对性能影响的详细情况，请参考文档： 多个 Flutter 实例。