flutter 状态管理 InheritedWidget

InheritedWidget是Flutter中非常重要的一个功能型组件，它提供了一种数据在widget树中从上到下传递、共享的方式，比如我们在应用的根widget中通过InheritedWidget共享了一个数据，那么我们便可以在任意子widget中来获取该共享的数据！这个特性在一些需要在widget树中共享数据的场景中非常方便！如Flutter SDK中正是通过InheritedWidget来共享应用主题（Theme）和Locale (当前语言环境)信息的。

InheritedWidget和React中的context功能类似，和逐级传递数据相比，它们能实现组件跨级传递数据。InheritedWidget的在widget树中数据传递方向是从上到下的，这和通知Notification（将在下一章中介绍）的传递方向正好相反。

didChangeDependencies

在之前介绍StatefulWidget时，我们提到State对象有一个didChangeDependencies回调，它会在“依赖”发生变化时被Flutter Framework调用。而这个“依赖”指的就是子widget是否使用了父widget中InheritedWidget的数据！如果使用了，则代表子widget依赖有依赖InheritedWidget；如果没有使用则代表没有依赖。这种机制可以使子组件在所依赖的InheritedWidget变化时来更新自身！比如当主题、locale(语言)等发生变化时，依赖其的子widget的didChangeDependencies方法将会被调用。

下面我们看一下之前“计数器”示例应用程序的InheritedWidget版本。需要说明的是，本示例主要是为了演示InheritedWidget的功能特性，并不是计数器的推荐实现方式。

首先，我们通过继承InheritedWidget，将当前计数器点击次数保存在ShareDataWidget的data属性中：

class ShareDataWidget extends InheritedWidget {
  ShareDataWidget({
    @required this.data,
    Widget child
  }) :super(child: child);

  final int data; //需要在子树中共享的数据，保存点击次数

  //定义一个便捷方法，方便子树中的widget获取共享数据  
  static ShareDataWidget of(BuildContext context) {
    return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType<ShareDataWidget>();
  }

  //该回调决定当data发生变化时，是否通知子树中依赖data的Widget  
  @override
  bool updateShouldNotify(ShareDataWidget old) {
    //如果返回true，则子树中依赖(build函数中有调用)本widget
    //的子widget的`state.didChangeDependencies`会被调用
    return old.data != data;
  }
}

然后我们实现一个子组件_TestWidget，在其build方法中引用ShareDataWidget中的数据。同时，在其didChangeDependencies() 回调中打印日志：

class _TestWidget extends StatefulWidget {
  @override
  __TestWidgetState createState() => new __TestWidgetState();
}

class __TestWidgetState extends State<_TestWidget> {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    //使用InheritedWidget中的共享数据
    return Text(ShareDataWidget
        .of(context)
        .data
        .toString());
  }

  @override
  void didChangeDependencies() {
    super.didChangeDependencies();
    //父或祖先widget中的InheritedWidget改变(updateShouldNotify返回true)时会被调用。
    //如果build中没有依赖InheritedWidget，则此回调不会被调用。
    print("Dependencies change");
  }
}

最后，我们创建一个按钮，每点击一次，就将ShareDataWidget的值自增：

class InheritedWidgetTestRoute extends StatefulWidget {
  @override
  _InheritedWidgetTestRouteState createState() => new _InheritedWidgetTestRouteState();
}

class _InheritedWidgetTestRouteState extends State<InheritedWidgetTestRoute> {
  int count = 0;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return  Center(
      child: ShareDataWidget( //使用ShareDataWidget
        data: count,
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            Padding(
              padding: const EdgeInsets.only(bottom: 20.0),
              child: _TestWidget(),//子widget中依赖ShareDataWidget
            ),
            RaisedButton(
              child: Text("Increment"),
              //每点击一次，将count自增，然后重新build,ShareDataWidget的data将被更新  
              onPressed: () => setState(() => ++count),
            )
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

运行后界面如图7-1所示：

每点击一次按钮，计数器就会自增，控制台就会打印一句日志：

I/flutter ( 8513): Dependencies change

可见依赖发生变化后，其didChangeDependencies()会被调用。但是读者要注意，如果_TestWidget的build方法中没有使用ShareDataWidget的数据，那么它的didChangeDependencies()将不会被调用，因为它并没有依赖ShareDataWidget。例如，我们将__TestWidgetState代码改为下面这样，didChangeDependencies()将不会被调用:

class __TestWidgetState extends State<_TestWidget> {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 使用InheritedWidget中的共享数据
    //    return Text(ShareDataWidget
    //        .of(context)
    //        .data
    //        .toString());
     return Text("text");
  }

  @override
  void didChangeDependencies() {
    super.didChangeDependencies();
    // build方法中没有依赖InheritedWidget，此回调不会被调用。
    print("Dependencies change");
  }
}

上面的代码中，我们将build()方法中依赖ShareDataWidget的代码注释掉了，然后返回一个固定Text，这样一来，当点击Increment按钮后，ShareDataWidget的data虽然发生变化，但由于__TestWidgetState并未依赖ShareDataWidget，所以__TestWidgetState的didChangeDependencies方法不会被调用。其实，这个机制很好理解，因为在数据发生变化时只对使用该数据的Widget更新是合理并且性能友好的。

思考题：Flutter framework是怎么知道子widget有没有依赖InheritedWidget的？

应该在didChangeDependencies()中做什么？

一般来说，子widget很少会重写此方法，因为在依赖改变后framework也都会调用build()方法。但是，如果你需要在依赖改变后执行一些昂贵的操作，比如网络请求，这时最好的方式就是在此方法中执行，这样可以避免每次build()都执行这些昂贵操作。

深入了解InheritedWidget

现在来思考一下，如果我们只想在__TestWidgetState中引用ShareDataWidget数据，但却不希望在ShareDataWidget发生变化时调用__TestWidgetState的didChangeDependencies()方法应该怎么办？其实答案很简单，我们只需要将ShareDataWidget.of()的实现改一下即可：

//定义一个便捷方法，方便子树中的widget获取共享数据
static ShareDataWidget of(BuildContext context) {
  //return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType<ShareDataWidget>();
  return context.getElementForInheritedWidgetOfExactType<ShareDataWidget>().widget;
}

唯一的改动就是获取ShareDataWidget对象的方式，把dependOnInheritedWidgetOfExactType()方法换成了context.getElementForInheritedWidgetOfExactType<ShareDataWidget>().widget，那么他们到底有什么区别呢，我们看一下这两个方法的源码（实现代码在Element类中，Context和Element的关系我们将在后面专门介绍）：

@override
InheritedElement getElementForInheritedWidgetOfExactType<T extends InheritedWidget>() {
  assert(_debugCheckStateIsActiveForAncestorLookup());
  final InheritedElement ancestor = _inheritedWidgets == null ? null : _inheritedWidgets[T];
  return ancestor;
}
@override
InheritedWidget dependOnInheritedWidgetOfExactType({ Object aspect }) {
  assert(_debugCheckStateIsActiveForAncestorLookup());
  final InheritedElement ancestor = _inheritedWidgets == null ? null : _inheritedWidgets[T];
  //多出的部分
  if (ancestor != null) {
    assert(ancestor is InheritedElement);
    return dependOnInheritedElement(ancestor, aspect: aspect) as T;
  }
  _hadUnsatisfiedDependencies = true;
  return null;
}

我们可以看到，dependOnInheritedWidgetOfExactType() 比 getElementForInheritedWidgetOfExactType()多调了dependOnInheritedElement方法，dependOnInheritedElement源码如下：

  @override
  InheritedWidget dependOnInheritedElement(InheritedElement ancestor, { Object aspect }) {
    assert(ancestor != null);
    _dependencies ??= HashSet<InheritedElement>();
    _dependencies.add(ancestor);
    ancestor.updateDependencies(this, aspect);
    return ancestor.widget;
  }

可以看到dependOnInheritedElement方法中主要是注册了依赖关系！看到这里也就清晰了，调用dependOnInheritedWidgetOfExactType() 和 getElementForInheritedWidgetOfExactType()的区别就是前者会注册依赖关系，而后者不会，所以在调用dependOnInheritedWidgetOfExactType()时，InheritedWidget和依赖它的子孙组件关系便完成了注册，之后当InheritedWidget发生变化时，就会更新依赖它的子孙组件，也就是会调这些子孙组件的didChangeDependencies()方法和build()方法。而当调用的是 getElementForInheritedWidgetOfExactType()时，由于没有注册依赖关系，所以之后当InheritedWidget发生变化时，就不会更新相应的子孙Widget。

注意，如果将上面示例中ShareDataWidget.of()方法实现改成调用getElementForInheritedWidgetOfExactType()，运行示例后，点击"Increment"按钮，会发现__TestWidgetState的didChangeDependencies()方法确实不会再被调用，但是其build()仍然会被调用！造成这个的原因其实是，点击"Increment"按钮后，会调用_InheritedWidgetTestRouteState的setState()方法，此时会重新构建整个页面，由于示例中，__TestWidget 并没有任何缓存，所以它也都会被重新构建，所以也会调用build()方法。

那么，现在就带来了一个问题：实际上，我们只想更新子树中依赖了ShareDataWidget的组件，而现在只要调用_InheritedWidgetTestRouteState的setState()方法，所有子节点都会被重新build，这很没必要，那么有什么办法可以避免呢？答案是缓存！一个简单的做法就是通过封装一个StatefulWidget，将子Widget树缓存起来，具体做法下一节我们将通过实现一个Provider Widget 来演示如何缓存，以及如何利用InheritedWidget 来实现Flutter全局状态共享。