Flutter的线程模型

      

        在Flutter框架中，Embedder层负责把Flutter嵌入到各个平台上去，其所做的主要工作包括线程设置、渲染Surface设置，以及插件等。因此， Embedder负责线程的创建和管理，并且提供Task Runner给Engine使用。Engine则是负责提供Isolate给Framework和应用层进行多线程创建。

        Embeder主要包含四个Task Runner：Platform Runner，UI Runner，GPU Runner，IO Runner。 其中，每个Flutter Engine都会有独立的UI Runner，GPU Runner，IO Runner，而Platform Runner在Engine间是共享的。

    Platform Runner之所以在多个Engine中之存在一份，主要由于Platform Runner运行在平台的Main Thread，负责执行Flutter Engine的代码和Native Plugin任务。如果在Platform Runner中运行耗时任务，会影响原生平台任务的正常执行。但是Platform Runner被阻塞后并不会导致页面卡顿。因为Platform Runner不负责Flutter的页面渲染。

        我们所写的Dart代码默认是运行在 Root Isolate中，而Root Isolate是运行在UI Runner上的。UI Runner负责创建管理Layer Tree最终绘制到屏幕上的内容，因此这个线程被阻塞会直接导致界面卡顿掉帧。

         Isolate是Dart平台对线程的实现方案。和普通Thread不同，Isolate 拥有独立的内存，由线程和独立内存构成。Isolate通过事件循环和消息队列来实现单线程异步并发，这比多线程要轻便的多，由于Dart基于单线程模型，所以开发过程中不需要关心线程安全问题。

        GPU Task Runner则被用于执行与设备GPU相关的调用。虽然GPU线程是一个独立线程，但由于UI的布局、绘制、渲染、上屏由CPU和GPU共同完成，因此，如果GPU Task Runner耗时太久，同样会造成Flutter应用的卡顿。所以在GPU Task Runner中，不能执行耗时操作。

        IO Runner主要功能是网络、文件等IO操作（比如从后台请求网络数据，或者从磁盘中读取压缩的图片格式，将图片数据进行处理为GPU Runner的渲染做好准备）。之所以将IO操作设计为在独立线程中运行，主要是就是为了避免对UI刷新造成不利影响。        

        问题：如果我们在Dart代码中执行网络请求、文件读取等使用Future来进行异步，会不会导致UI卡顿？

        答案是否定的。原因是网络请求、文件读取等耗时操作当运行到系统IO接口时，会将IO任务交给系统线程处理，并将异步任务加入到事件队列，然后Root Isolate回到事件循环，获取事件队列中的下一个任务进行处理。

        而执行大量高CPU的运算类耗时任务，如耗时计算，编解码等，即便代码是异步执行，由于所有代码都运行在Root Isolate中，所以仍然会导致Root Isolate没法及时处理其他异步任务，从而导致UI卡顿。所以对于高CPU耗时任务，应该使用新的Isolate去执行。

        总结：平时我们做UI卡顿相关优化， 主要关注UI Runner和GPU Runner即可。

        在UI Runner主要是要注意避免不必要的UI的更新和重建， 将复杂的CPU操作另启一个新的线程处理；而对于GPU Runner，主要是要尽可能降低页面布局层级、减少透明视图的使用，进而降低GPU渲染的复杂度。