作者：閑魚技術-君愛

1. 前言

閑魚技術團隊在2018年引入Flutter，目前越來越多的業務場景在Flutter上使用。Flutter的亞秒級熱重載一直是開發者的神兵利器，提供給開發者快速修改UI，增加功能，修復bug，不需要重新啟動應用，即可看到改動效果。

熱重載（HotReload）到底是如何實現的呢？

本文帶你一步步揭開Hot Reload神秘面紗。

2. 源碼分析

2.1 FlutterTools調試

想了解HotReload如何運行，首先，我們需要掌握flutter_tools的調試方法。

我們創建一個名為fluttertest的簡單flutter項目作為例子。

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1Fu3biCzqK1RjSZFpXXakSXXa-1820-798.png' width='80%'></img>

使用AndroidStudio打開flutter_tools(/flutter/packages/flutter_tools)，斷點設置為HotRunner.restart()方法

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/LB1op__iCzqK1RjSZPcXXbTepXa-2532-1576.jpg' width='80%'></img>

添加新的Debug Configurations，woking directory設置為fluttertest項目地址

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1yXZbiwTqK1RjSZPhXXXfOFXa-2142-1446.jpg' width='80%'></img>

觸發flutter_tools debug按鈕，待app啟動后，簡單改動fluttertest代碼

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1PtwbipzqK1RjSZFvXXcB7VXa-1884-820.png' width='80%'></img>

在flutter_tools Debug Console中輸入r，開始調試。

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/LB1rHIsixYaK1RjSZFnXXa80pXa-2532-1576.jpg' width='80%'></img>

斷點成功！

2.1 HotReload基本流程

那么HotReload如何運行呢？

當我們使用運行HotReload，無論是通過控制臺輸入r啟動，或是點擊閃電運行，最終是運行flutter_tools中的HotRunner.restart(fullRestart: false)方法（上文斷點處）。

restart()方法中，調用了_reloadSources(pause: pauseAfterRestart)，正是HotReload的主要代碼之處。

（源碼位于/flutter/packages/flutter_tools/lib/src/run_hot.dart）

Future<OperationResult> _reloadSources({ bool pause = false }) 

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1Qe3hisfpK1RjSZFOXXa6nFXa-895-477.png' width='80%'></img>

_reloadSources方法中：

1. 首先_updateDevFS()會將工程中文件逐一掃描，檢查是否有刪除、新增或者改動，掃描完成后，生成kernel files，命名為app.dill.incremental.dill文件，通過HTTP端口發送給DartVM;
2. 將掃描生成的.dill文件路徑，通過RPC接口調用_reloadSources，進行資源加載；
3. 確認VM資源重載成功，將FlutterDevice UI線程重置，通過RPC接口，觸發flutter widgets樹重建、重繪

理解這個流程，前提需要明確Flutter的編譯模式。

編譯模式大體可以分為兩種，AOT編譯與JIT編譯。JIT全稱是Just In Time，代碼可以在程序執行時期編譯，因為要在程序執行前進行分析、編譯，JIT編譯可能會導致程序執行時間較慢；而AOT編譯，全稱Ahead Of Time，是在程序運行前就已經編譯，從開發者修改代碼、編譯較慢，但運行時不需要進行分析、編譯，因此執行速度更快。

Flutter使用了獨特的編譯模式，開發階段下，使用Kernel Snapshot模式(對應JIT編譯)，將dart代碼生成標記化的源代碼，運行時編譯，解釋執行；release階段，ios使用AOT編譯，編譯器將dart代碼生成匯編代碼，最終生成app.framwork，android使用了Core JIT編譯，dart轉化為二進制模式，在VM啟動前載入。

因此，基于開發階段的Kernel Snapshot編譯模式下，我們可以得知Hot Reload掃描項目文件，將有改動的dart文件轉化為標記化源代碼kernel files，發送到正在運行的DartVM，DartVM替換資源，然后通知Flutter Framework重建、重新布局、重新繪制WidgetsTree，即可看到改動效果。

到這里，我們已經了解HotReload基本運行流程，但app.dill.incremental.dill是怎樣的文件，又怎么和舊文件替換的呢？

2.2 增量代碼掃描

在啟動應用后，啟動HotReload之前，編譯成功后，項目目錄/fluttertest/build文件中，自動生成了app.dill文件。
<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1ivkdiwHqK1RjSZFPXXcwapXa-1374-592.jpg' width='100%'></img>
通過strings命令解析，發現是標記化的源代碼。

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB16SZhiwHqK1RjSZFEXXcGMXXa-1134-772.jpg' width='80%'></img>

(篇幅較長，只截取了一部分)

同時，通過adb shell檢查，發現設備中/data/data/com.loommo.fluttertest/com.loommo.fluttertest/app_flutter/flutter_assets下，生成三個文件；
<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB16ZEdizDpK1RjSZFrXXa78VXa-1188-82.jpg' width='80%'></img>

其中，kernel_blob.bin通過strings命令解析，發現內容與app.dill一致；
<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1E5ofipzqK1RjSZFCXXbbxVXa-1616-850.jpg' width='80%'></img>

首次啟動應用后，生成的業務代碼文件app.dill，在設備上體現為kernel_blob.bin；

我們啟動HotReload，_updateDevFS()這一步驟執行完畢后，

（源碼位于/flutter/packages/flutter_tools/lib/src/devfs.dart）

Future<int> update({@required String mainPath,String target,AssetBundle bundle,DateTime firstBuildTime,bool bundleFirstUpload = false,bool bundleDirty = false,Set<String> fileFilter,@required ResidentCompiler generator,String dillOutputPath,bool fullRestart = false,String projectRootPath,@required String pathToReload,}) 

檢查項目，可以發現項目目錄/fluttertest/build/下新增了app.dill.incremental.dill文件，通過strings命令解析后，發現正是我們所改動的文件。

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1tgkgiCzqK1RjSZFjXXblCFXa-1374-738.png' width='80%'></img>

同時，通過adb shell檢查，發現設備中/data/data/com.loommo.fluttertest/cache/fluttertestYAYDGJ/fluttertest/lib下，也增加了一個main.dart.incremental.dill
，通過strings命令解析。

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1nR7fisbpK1RjSZFyXXX_qFXa-1370-732.png' width='80%'></img>

果然，與app.dill.incremental.dill內容一致。

而/data/data/com.loommo.fluttertest/com.loommo.fluttertest/app_flutter/flutter_assets/kernel_blob.bin 沒有改變。

上文中可以知道Flutter Tools生成app.dill.incremental.dill文件后，通過RPC調用_reloadSources，實際觸發的是，Flutter Engine中DartVM Reload方法，該方法中，對.incremental.dill進行增量編譯。

(源碼位于/engine/src/third_party/dart/runtime/vm/isolate_reload.cc)

void IsolateReloadContext::Reload(bool force_reload,const char* root_script_url,const char* packages_url_) 

有興趣的同學可以仔細閱讀源碼。

2.3 WidgetsTree重建

從上文我們可以知道，Hot reload將資源重載完成后，通知flutter framework，觸發widgets樹的重新建立、重新布局、重新繪制。

那么，flutter是如何觸發widgets樹的重建呢？

Flutter framework中BindingBase注冊了名為reassemble的Dart VM服務，用于外部與正在運行的Dart VM通信，能夠觸發根節點樹重建操作。

服務觸發后，BindingBase.reassembleApplication-> WidgetsBinding. performReassemble -> BuildOwner.reassemble -> Element.reassemble 由根節點開始一步步實現widgets樹重建。

（源碼位于/flutter/packages/flutter/lib/src/foundation/binding.dart）

Future<Null> reassembleApplication() 

<img src='http://gw.alicdn.com/mt/TB1bvcvixYaK1RjSZFnXXa80pXa-495-523.png' width='60%'></img>

3. 結語

Flutter不同于以往Native開發，廣受贊譽的，其一便是亞秒級熱重載，理解HotReload的原理，有助于輔助我們日常開發，更為后續動態化方案提供理論支持。

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4. 參考文檔

1. Dart VM服務協議
2. 深入理解flutter的編譯原理與優化
3. Using Hot Reload
4. 上述使用到的源碼

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