Overview
PipelineOwner在 Rendering Pipeline 中起到重要作用：
- 随着 UI 的变化而不断收集『 Dirty Render Objects 』
- 随之驱动 Rendering Pipeline 刷新 UI
简单讲，PipelineOwner是『RenderObject Tree』与『RendererBinding』间的桥梁，在两者间起到沟通协调的作用。
关系
如上图：
-
RendererBinding创建并持有PipelineOwner实例，Code1-第8~12行 - 同时，
RendererBinding会创建『RenderObject Tree』的根节点，即：RenderView，并将其赋值给PipelineOwner#rootNode，Code1-第13~24行 - 在『RenderObject Tree』构建过程中，每插入一个新节点，就会将
PipelineOwner实例 attach 到该节点上，即『RenderObject Tree』上所有结点共享同一个PipelineOwner实例，Code2-第4行
// Code1-RendererBinding#init
// 代码有删减，下同
mixin RendererBinding {
@override
void initInstances() {
super.initInstances();
_instance = this;
_pipelineOwner = PipelineOwner(
onNeedVisualUpdate: ensureVisualUpdate,
onSemanticsOwnerCreated: _handleSemanticsOwnerCreated,
onSemanticsOwnerDisposed: _handleSemanticsOwnerDisposed,
);
initRenderView();
addPersistentFrameCallback(_handlePersistentFrameCallback);
}
void initRenderView() {
renderView = RenderView(configuration: createViewConfiguration(), window: window);
renderView.prepareInitialFrame();
}
set renderView(RenderView value) {
_pipelineOwner.rootNode = value;
}
// Code2-RenderObject#adoptChild
//
void adoptChild(covariant AbstractNode child) {
child._parent = this;
if (attached)
child.attach(_owner);
redepthChild(child);
}
void attach(covariant Object owner) {
_owner = owner;
}
RendererBinding是 mixin，其背后真实的类是WidgetsFlutterBinding
如上所述，正常情况下在 Flutter 运行过程中只有一个PipelineOwner实例，并由RendererBinding持有，用于管理所有『 on-screen RenderObjects 』。 然而，如果有『 off-screen RenderObjects 』，则可以创建新的PipelineOwner实例来管理它们。 『on-screen PipelineOwner』与 『 off-screen PipelineOwner 』完全独立，后者需要创建者自己维护、驱动。
mixin RendererBinding on BindingBase, ServicesBinding, SchedulerBinding, GestureBinding, SemanticsBinding, HitTestable 如上，RendererBinding要求其附属类 mixin BindingBase、ServicesBinding、SchedulerBinding、GestureBinding、SemanticsBinding以及HitTestable，为了描述方便，文本提到的RendererBinding上的方法也可能来自于其他几个 Binding。
驱动
Dirty RenderObjects
Render Object 有4种『 Dirty State』 需要 PipelineOwner 去维护：
- Needing Layout：Render Obejct 需要重新 layout
- Needing Compositing Bits Update：Render Obejct 合成标志位(Compositing)有变化
- Needing Paint：Render Obejct 需要重新绘制
- Needing Semantics：Render Object 辅助信息有变化
如上图：
- 当 RenderObject 需要重新 layout 时，调用
markNeedsLayout方法，该方法会将当前 RenderObject 加入PipelineOwner#_nodesNeedingLayout或传给父节点去处理； - 当 RenderObject 的 Compositing Bits 有变化时，调用
markNeedsCompositingBitsUpdate方法，该方法会将当前 RenderObject 加入PipelineOwner#_nodesNeedingCompositingBitsUpdate或传给父节点去处理； - 当 RenderObject 需要重新 paint 时，调用
markNeedsPaint方法，该方法会将当前 RenderObject 加入PipelineOwner#_nodesNeedingPaint或传给父节点处理； - 当 RenderObject 的辅助信息(Semantics)有变化时，调用
markNeedsSemanticsUpdate方法，该方法会将当前 RenderObject 加入PipelineOwner#_nodesNeedingSemantics或传给父节点去处理
上述就是 PipelineOwner 不断收集『 Dirty RenderObjects 』的过程。
RenderObject 内部的逻辑会在后续文章中详细分析。
Request Visual Update
上述4个markNeeds*方法，除了markNeedsCompositingBitsUpdate，其他方法最后都会调用PipelineOwner#requestVisualUpdate。 之所以markNeedsCompositingBitsUpdate不会调用PipelineOwner#requestVisualUpdate，是因为其不会单独出现，一定是伴随其他3个之一一起出现的。
如上图，随着PipelineOwner#requestVisualUpdate->RendererBinding#scheduleFrame->Window#scheduleFrame调用链，UI 需要刷新的信息最终传递到了 Engine 层。 具体讲，Window#scheduleFrame主要是向 Engine 请求在下一帧刷新时调用Window#onBeginFrame以及Window#onDrawFrame方法。
Window#onBeginFrame、Window#onDrawFrame本质上是 RendererBinding 向其注入的两个回调(_handleBeginFrame、_handleDrawFrame)：
// Code3-SchedulerBinding
//
1 void ensureFrameCallbacksRegistered() {
2 window.onBeginFrame ??= _handleBeginFrame;
3 window.onDrawFrame ??= _handleDrawFrame;
4 }
复制代码
Handle Draw Frame
如上图，Engine 在接收到 UI 需要更新后，在下一帧刷新时会调用Window#onDrawFrame，通过提前注册好的PersistentFrameCallback，最终调用到RendererBinding#drawFrame方法：
// Code4-RendererBinding#drawFrame
//
void drawFrame() {
pipelineOwner.flushLayout();
pipelineOwner.flushCompositingBits();
pipelineOwner.flushPaint();
renderView.compositeFrame(); // this sends the bits to the GPU
pipelineOwner.flushSemantics(); // this also sends the semantics to the OS.
}
如上，RendererBinding#drawFrame依次调用PipelineOwner的flushLayout、flushCompositingBits、flushPaint以及flushSemantics方法，来处理对应状态下的 RenderObject。
Flush Layout
// Code5-PipelineOwner#flushLayout
//
void flushLayout() {
while (_nodesNeedingLayout.isNotEmpty) {
final List<RenderObject> dirtyNodes = _nodesNeedingLayout;
_nodesNeedingLayout = <RenderObject>[];
for (RenderObject node in dirtyNodes..sort((RenderObject a, RenderObject b) => a.depth - b.depth)) {
if (node._needsLayout && node.owner == this)
node._layoutWithoutResize();
}
}
}
首先，PipelineOwner对于收集到的『 Needing Layout RenderObjects 』按其在『 RenderObject Tree 』上的深度升序排序，主要是为了避免子节点重复 Layout (因为父节点 layout 时，也会递归地对子树进行 layout)； 其次，对排好序的且满足条件的 RenderObjects 依次调用_layoutWithoutResize来执行 layout 操作。
在父节点 layout 完成时，其所有子节点也 layout 完成，它们的
_needsLayout标志会被置为flase，因此在 Code5 中需要第6行的判断，避免重复 layout。
Flush Compositing Bits
// Code6-PipelineOwner#flushCompositingBits
//
void flushCompositingBits() {
_nodesNeedingCompositingBitsUpdate.sort((RenderObject a, RenderObject b) => a.depth - b.depth);
for (RenderObject node in _nodesNeedingCompositingBitsUpdate) {
if (node._needsCompositingBitsUpdate && node.owner == this)
node._updateCompositingBits();
}
_nodesNeedingCompositingBitsUpdate.clear();
}
同理，先对『 Needing Compositing Bits RenderObjects 』排序，再调用RenderObjects#_updateCompositingBits
Flush Paint
// Code7-PipelineOwner#flushPaint
//
void flushPaint() {
final List<RenderObject> dirtyNodes = _nodesNeedingPaint;
_nodesNeedingPaint = <RenderObject>[];
// Sort the dirty nodes in reverse order (deepest first).
for (RenderObject node in dirtyNodes..sort((RenderObject a, RenderObject b) => b.depth - a.depth)) {
if (node._needsPaint && node.owner == this) {
if (node._layer.attached) {
PaintingContext.repaintCompositedChild(node);
}
}
}
}
对于 Paint 操作来说，父节点需要用到子节点绘制的结果，故子节点需要先于父节点被绘制。 因此，不同于前两个 flush 操作，此时需要对『 Needing Paint RenderObjects 』按深度降序排序。 如下图，在深入浅出 Flutter Framework 之 PaintingContext一文中详细分析了从PipelineOwner#flushPaint到PaintingContext内部操作的过程，在此不再赘述。
Flush Semantics
// Code8-PipelineOwner#flushSemantics
//
void flushSemantics() {
final List<RenderObject> nodesToProcess = _nodesNeedingSemantics.toList()
..sort((RenderObject a, RenderObject b) => a.depth - b.depth);
_nodesNeedingSemantics.clear();
for (RenderObject node in nodesToProcess) {
if (node._needsSemanticsUpdate && node.owner == this)
node._updateSemantics();
}
_semanticsOwner.sendSemanticsUpdate();
}
Flush Semantics 所做操作与 Flush Layout 完全相似，不再赘述。
至此，PipelineOwner 相关的内容就介绍完了。
小结
PipelineOwner 作为『 RenderObject Tree』与『 RendererBinding/Window』间的沟通协调桥梁，在整个 Rendering Pipeline 中起到重要作用。 在 Flutter 应用生命周期内，不断收集『 Dirty RenderObjects 』并及时通知 Engine。 在帧刷新时，通过来自 RendererBinding 的回调依次处理收集到的：
- 『 Needing Layout RenderObjects 』
- 『 Needing Compositing Bits Update RenderObjects 』
- 『 Needing Paint RenderObjects 』
- 『 Needing Semantics RenderObjects 』
最终完成 UI 的刷新。
作者：峰之巅