Flutter 语法进阶 | 深入理解混入类 mixin

混入类引言

混入类是 Dart 中独有的概念，它是 继承 、实现 之外的另一种 is-a 关系的维护方式。它和接口非常像，一个类支持混入多个类，但在本质上和接口还是有很大区别的。在感觉上来说，从耦合性来看，混入类像是 抽象类 和 接口 的中间地带。下面就来认识一下混入类的 使用与特性 。

1. 混入类的定义与使用

混入类通过 mixin 关键字进行声明，如下的 MoveAble 类，其中可以持有 成员变量 ，也可以声明和实现成员方法。对混入类通过 with 关键字进行使用，如下的 Shape 混入了 MoveAble 类。在下面 main 方法测试中可以看出，混入一个类，就可以访问其中的成员属性与方法，这点和 继承 非常像。

void main(){

  Shape shape = Shape();

  shape.speed = 20; 

  shape.move();//=====Shape move====

  print(shape is MoveAble);// true

}


mixin MoveAble{

  double speed = 10;

  void move(){

    print("=====$runtimeType move====");

  }

}


class Shape with MoveAble{


}

一个类可以混入若干个类，通过 , 号隔开。如下 Shape 混入了 MoveAble 和 PaintAble ，就表示 Shape 对象可以同时拥有这两个类的能力。这个功能和接口有点相似，不过混入类可以进行对方法进行实现，这点要比接口更灵活。有点 随插随用 的感觉，甚至 Shape 类中可以什么都不做，就坐拥 “王权富贵”。

mixin PaintAble{

  void paint(){

    print("=====$runtimeType paint====");

  }

}


class Shape with MoveAble,PaintAble{

}

值得注意一点的是：混入类支持 抽象方法 ，而且同样要求派生类必须实现 抽象方法 。如下 PaintAble 的 tag1 处定义了 init 抽象方法，在 Shape 中必须实现，这一点又和 抽象类 有些相像。所以我说混入类像是 抽象类 和 接口 的中间地带，它不像继承那样单一，也不像接口那么死板。

mixin PaintAble{

  late Paint painter;

  void paint(){

    print("=====$runtimeType paint====");

  }

  void init();// tag1

}


class Shape with MoveAble,PaintAble{

  @override

  void init() {

    painter = Paint();

  }

}

2. 混入类对二义性的解决方式

通过前面可以看出，混入类 可谓 上得厅堂下得厨房 ，能打能抗的六边形战士。但，没有任何事物是完美无缺的。仔细想一下，既然语法上支持 多混入 ，那解决二义性就是一座不可避免大山。接口 牺牲了 普通成员 和 方法实现 ，可谓断尾求生，才解决二义性问题，支持 多实现 。而 混入类 又能写成员变量，又能写成员方法，那它牺牲了什么呢？答案是：

混入类不能拥有【构造方法】

这一点就从本质上限制了 混入类 无法直接创建对象，这也是它和 普通类 最大的差异。从这里可以看出，抽象类 、接口 、混入类 都具有不能直接实例化的特点。本质上是因为这三者都是更高层的抽象，可能存在未实现的功能。那为什么混入类无法构造，就能解决二义性问题呢？下面来分析一下，两个混入类中的同名成员、同名方法，在多混入场景中是如何工作的。如下测试代码所示，A 、B 两个混入类拥有同名的 成员属性 和 成员方法 :

mixin A {

  String name = "A";


  void log() {

    print(name);

  }

}


mixin B {

  String name = "B";


  void log() {

    print(name);

  }

}

此时，C 依次混入 A、B 类，然后实例化 C 对象，执行 log 方法，可以看出，打印的是 B 。

class C with A, B {}


void main() {

  C c = C();

  c.log(); // B

}

如果 C 依次混入 B、A 类，打印结果是 A 。也就是说对于多混入来说，混入类的顺序是至关重要的，当存在二义性问题时，会 “后来居上” ，访问最后混入类的方法或变量。这点往往会被很多人忽略，或压根不知道。

class C with B, A {}


void main() {

  C c = C();

  c.log(); // A

}

另外，补充一个小细节，如果 C 类覆写了 log 方法，那么执行时毋庸置疑是走 C#log 。由于混入类支持方法实现，所以派生类中可以通过 super 关键字触发 “基类” 的方法。同样对于二义性的处理也是 “后来居上” ，下面的 super.log() 执行的是 B 类方法。这种特性常用于对有生命周期的类进行拓展的场景，比如 AutomaticKeepAliveClientMixin 。

class C with A, B {

  

  @override

  void log() {

    super.log();// B

    print("C");

  }

}

3.混入类间的继承细节

另外，两个混入类间可以通过 on 关键字产生类似于 继承 的关系：如下 MoveAble on Position 之后，MoveAble 类中可以访问 Position 中定义的 vec2 成员变量。

但有一点要特别注意，由于 MoveAble on Position ，当 Shape with MoveAble 时，必须在 MoveAble 之前混入 Position 。这点可能很多人也都不知道。

class Shape with Position,MoveAble,PaintAble{


}

另外，混入类并非仅由mixin 声明，一切满足 没有构造方法 的类都可以作为混入类。比如下面 A 是 普通类 ，B 是 接口(抽象)类 ，都可以在 with 后作为 混入类被对待 。也就是说，一个类的可以用多重身份，并非是互斥的，它具体是什么身份，要看使用的场景。而使用场景最醒目的标志是 关键字 ：

class A {

  String name = "A";


  void log() {

    print(name);

  }

}


abstract class B{

  void log();

}


class C with A, B {


  @override

  void log() {

    super.log();// B

    print("C");

  }

}

4.根据源码理解混入类

混入类在 Flutter 框架层的使用是非常多的，在 《Flutter 渲染机制 - 聚沙成塔》的 十二章 结合源码介绍了混入类的价值。下面来举个混入类的使用场景，会有些难，新手适当理解。比如 AutomaticKeepAliveClientMixin 继承 State :

mixin AutomaticKeepAliveClientMixin<T extends StatefulWidget> on State<T> {}

所以它可以在 State 的生命周期相关回调方法中做额外的处理，来实现某些特定的功能能。

这样，当在 State 派生类中混入 AutomaticKeepAliveClientMixin ，根据混入类二义性的特点，对于已经覆写的方法，可以通过 super.XXX 访问混入类的功能。对于未覆写的方法，会默认走混入类方法，这样就可以形成一种 "可插拔" 的功能件。

举个更易懂的例子，如下定义一个 LogStateMixin ，对 initState 和 dispose 方法进行覆写并输出日志。这样在一个 State 派生类中混入 LogStateMixin 就可以不动声色地实现生命周期打印功能，不想要就不混入。对于一些逻辑相对独立，或可以进行复用的拓展功能，使用 mixin 是非常方便的。

mixin LogStateMixin<T extends StatefulWidget> on State<T> {


  @override

  void initState() {

    super.initState();

    print("====initState====");

  }


  // 略其他回调...

  

  @override

  void dispose() {

    super.dispose();

    print("====dispose====");

  }

}

源码中有大量的混入类应用场景，大家可以自己去发现一下。本文从更深层次，分析了混入类的来龙去脉，它和 继承、接口 的差异。作为 Dart 中相对独立的概念，对混入类的理解是非常重要的，它相当于在原有的 类间六大关系 中又添加了一种。本文想说的就这么多，谢谢观看~