Futter性能优化之线程分离

在 Flutter 中,线程分离是优化应用性能的关键技术。通过将不同类型的任务分配到不同的线程,可以减少主线程的阻塞从而出现页面卡顿,提高应用的响应速度和流畅度。下面总结一些例子如何使用。

1. 使用 compute 函数进行数据处理

compute 函数可以在后台线程中执行耗时的计算任务,从而避免阻塞主线程。

import 'dart:convert';
import 'package:flutter/foundation.dart'; // for compute function
import 'package:flutter/material.dart';

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      home: JsonParsingScreen(),
    );
  }
}

class JsonParsingScreen extends StatefulWidget {
  @override
  _JsonParsingScreenState createState() => _JsonParsingScreenState();
}

class _JsonParsingScreenState extends State<JsonParsingScreen> {
  late Future<Map<String, dynamic>> _parsedJson;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _parsedJson = parseJsonInBackground(jsonString);
  }

  // 示例 JSON 数据
  final String jsonString = '{"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}';

  // 使用 compute 函数解析 JSON
  Future<Map<String, dynamic>> parseJsonInBackground(String jsonString) {
    return compute(parseJson, jsonString);
  }

  // 解析 JSON 的函数
  Map<String, dynamic> parseJson(String jsonString) {
    return jsonDecode(jsonString);
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('JSON Parsing Example'),
      ),
      body: FutureBuilder<Map<String, dynamic>>(
        future: _parsedJson,
        builder: (context, snapshot) {
          if (snapshot.connectionState == ConnectionState.waiting) {
            return Center(child: CircularProgressIndicator());
          } else if (snapshot.hasError) {
            return Center(child: Text('Error: ${snapshot.error}'));
          } else {
            return Center(
              child: Text('Parsed JSON: ${snapshot.data}'),
            );
          }
        },
      ),
    );
  }
}

当JSON数据量较为复杂情况,compute 函数将 JSON 解析任务转移到后台线程,可以提高主线程的流畅性。

2. 使用 Isolate 进行复杂计算

Isolate 是 Dart 的独立执行环境,适用于需要长时间运行或复杂处理的任务。

import 'dart:async';
import 'dart:isolate';
import 'package:flutter/material.dart';

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      home: IsolateExampleScreen(),
    );
  }
}

class IsolateExampleScreen extends StatefulWidget {
  @override
  _IsolateExampleScreenState createState() => _IsolateExampleScreenState();
}

class _IsolateExampleScreenState extends State<IsolateExampleScreen> {
  late Future<int> _calculatedResult;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _calculatedResult = calculateInIsolate(1000000000);
  }

  // 函数用于从主 Isolate 向工作 Isolate 发送数据
  static void _isolateEntry(SendPort sendPort) {
    final port = ReceivePort();
    sendPort.send(port.sendPort);
    port.listen((message) {
      final int value = message[0];
      final SendPort replyPort = message[1];
      int result = 0;
      for (int i = 0; i < value; i++) {
        result += i;
      }
      replyPort.send(result);
    });
  }

  // 使用 Isolate 进行计算
  Future<int> calculateInIsolate(int value) async {
    final port = ReceivePort();
    await Isolate.spawn(_isolateEntry, port.sendPort);
    final sendPort = await port.first as SendPort;
    final responsePort = ReceivePort();
    sendPort.send([value, responsePort.sendPort]);
    return await responsePort.first as int;
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('Isolate Example'),
      ),
      body: FutureBuilder<int>(
        future: _calculatedResult,
        builder: (context, snapshot) {
          if (snapshot.connectionState == ConnectionState.waiting) {
            return Center(child: CircularProgressIndicator());
          } else if (snapshot.hasError) {
            return Center(child: Text('Error: ${snapshot.error}'));
          } else {
            return Center(
              child: Text('Calculated Result: ${snapshot.data}'),
            );
          }
        },
      ),
    );
  }
}

通过创建了一个独立的 Isolate 来执行复杂的计算任务(或其他耗时任务如IO读取、加密等)。主线程将计算任务和返回端口发送给 Isolate,然后等待计算结果。不占用主线程的UI渲染等操作,提高页面流畅度。

优化 Raster 线程

Raster 线程负责将 Flutter UI 渲染到屏幕上。使用RepaintBoundary 可以减少不必要的重绘,从而优化 Raster 线程的性能。

import 'package:flutter/material.dart';

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      home: RepaintBoundaryExampleScreen(),
    );
  }
}

class RepaintBoundaryExampleScreen extends StatefulWidget {
  @override
  _RepaintBoundaryExampleScreenState createState() => _RepaintBoundaryExampleScreenState();
}

class _RepaintBoundaryExampleScreenState extends State<RepaintBoundaryExampleScreen> {
  int counter = 0;

  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      counter++;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('RepaintBoundary Example'),
      ),
      body: Column(
        children: [
          Text('Counter: $counter'),
          RepaintBoundary(
            child: PerformanceOptimizedWidget(),
          ),
        ],
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}

class PerformanceOptimizedWidget extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Text('This widget does not depend on the counter');
  }
}

代码中RepaintBoundary 确保了 PerformanceOptimizedWidget 不会在 counter 改变时重新绘制,从而减少了 Raster 线程的工作量。提高页面流畅度。

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