一，前言
在开发 Flutter 的过程中你可能会发现，一些小部件的构造函数中都有一个可选的参数——Key。在这篇文章中我们会深入浅出的介绍什么是 Key，以及应该使用 key 的具体场景。
二，什么是Key
在 Flutter 中我们经常与状态打交道。我们知道 Widget 可以有 Stateful 和 Stateless 两种。Key 能够帮助开发者在 Widget tree 中保存状态，在一般的情况下，我们并不需要使用 Key。那么，究竟什么时候应该使用 Key呢。
我们来看看下面这个例子。
class StatelessContainer extends StatelessWidget {
final Color color = RandomColor().randomColor();
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Container(
width: 100,
height: 100,
color: color,
);
}
}这是一个很简单的 Stateless Widget，显示在界面上的就是一个 100 * 100 的有颜色的 Container。 RandomColor 能够为这个 Widget 初始化一个随机颜色。
我们现在将这个Widget展示到界面上。
class Screen extends StatefulWidget {
@override
_ScreenState createState() => _ScreenState();
}
class _ScreenState extends State<Screen> {
List<Widget> widgets = [
StatelessContainer(),
StatelessContainer(),
];
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
body: Center(
child: Row(
mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
children: widgets,
),
),
floatingActionButton: FloatingActionButton(
onPressed: switchWidget,
child: Icon(Icons.undo),
),
);
}
switchWidget(){
widgets.insert(0, widgets.removeAt(1));
setState(() {});
}
}这里在屏幕中心展示了两个 StatelessContainer 小部件，当我们点击 floatingActionButton 时，将会执行 switchWidget 并交换它们的顺序。
看上去并没有什么问题，交换操作被正确执行了。现在我们做一点小小的改动，将这个 StatelessContainer 升级为 StatefulContainer。
class StatefulContainer extends StatefulWidget {
StatefulContainer({Key key}) : super(key: key);
@override
_StatefulContainerState createState() => _StatefulContainerState();
}
class _StatefulContainerState extends State<StatefulContainer> {
final Color color = RandomColor().randomColor();
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Container(
width: 100,
height: 100,
color: color,
);
}
}在 StatefulContainer 中，我们将定义 Color 和 build方法都放进了 State 中。
现在我们还是使用刚才一样的布局，只不过把 StatelessContainer 替换成 StatefulContainer，看看会发生什么。
这时，无论我们怎样点击，都再也没有办法交换这两个Container的顺序了，而 switchWidget 确实是被执行了的。
为了解决这个问题，我们在两个 Widget 构造的时候给它传入一个 UniqueKey。
class _ScreenState extends State<Screen> {
List<Widget> widgets = [
StatefulContainer(key: UniqueKey(),),
StatefulContainer(key: UniqueKey(),),
];
···然后这两个 Widget 又可以正常被交换顺序了。
看到这里大家肯定心中会有疑问，为什么 Stateful Widget 无法正常交换顺序，加上了 Key 之后就可以了，在这之中到底发生了什么？ 为了弄明白这个问题，我们将涉及 Widget 的 diff 更新机制。
Widget 更新机制
下面来来看Widget的源码。
@immutable
abstract class Widget extends DiagnosticableTree {
const Widget({ this.key });
final Key key;
···
static bool canUpdate(Widget oldWidget, Widget newWidget) {
return oldWidget.runtimeType == newWidget.runtimeType
&& oldWidget.key == newWidget.key;
}
}我们知道 Widget 只是一个配置且无法修改，而 Element 才是真正被使用的对象，并可以修改。当新的 Widget 到来时将会调用 canUpdate 方法，来确定这个 Element是否需要更新。
canUpdate 对两个（新老） Widget 的 runtimeType 和 key 进行比较，从而判断出当前的 Element 是否需要更新。
StatelessContainer 比较过程
在 StatelessContainer 中，我们并没有传入 key ，所以只比较它们的 runtimeType。我们将 color 属性定义在了 Widget 中，这将导致他们具有不同的 runtimeType。所以在 StatelessContainer 这个例子中，Flutter能够正确的交换它们的位置。
StatefulContainer 比较过程
而在 StatefulContainer 的例子中，我们将 color 的定义放在了 State 中，Widget 并不保存 State，真正 hold State 的引用的是 Stateful Element。当我们没有给 Widget 任何 key 的时候，将会只比较这两个 Widget 的 runtimeType 。由于两个 Widget 的属性和方法都相同，canUpdate 方法将会返回 false，在 Flutter 看来，并没有发生变化。所以这两个 Element 将不会交换位置。而我们给 Widget 一个 key 之后，canUpdate 方法将会比较两个 Widget 的 runtimeType 以及 key。并返回 true，现在 Flutter 就可以正确的感知到两个 Widget 交换了顺序了。 （这里 runtimeType 相同，key 不同）
- 总结：
我们在构建Flutter的UI时是以Widget的形式『拼接』出来的，组件树作为UI每一个组件都对应一个元素（原文中是Slot），从而形成了『元素树』(Element Tree)，元素树的内容非常简单，只包含了组件的类型和子元素的引用（Type），你可以把元素树当做Flutter App中的骨架（skeleton）,它只展现了App的结构，并不包含其他具体的信息。 当我们交换组件树中的元素时，组件确实进行了交换，但是元素树却不一定。Flutter会先遍历（walk）整个元素树，从Row上的主元素，到主元素的子元素，查看整体的结构是否发生了变化，当然，它检查的只能是元素的Type和Key，在给出的例子中，当我们不设置Key时，元素树对比Type，发现Type并没有发生变化，而Flutter却是用元素树和元素对应的状态（可用或者不可用），来决定这个元素是否应该显示出来，所以在界面中并没有发生改变，但是当我们加入Key之后，对比的对象多了一个，并且是和之前不一样的，Flutter察觉到之后，立即改变了元素的状态，让它变为『无用状态』(deactivate)，当遍历完之后，Flutter会浏览（look through）这些不匹配的元素（non-matched children）通过相应的引用为之找到对应的组件。当所有的元素都匹配完成之后，Flutter会刷新界面，展现出我们预想的。
- 总结：
比较范围
为了提升性能 Flutter 的比较算法（diff）是有范围的，它并不是对第一个 StatefulWidget 进行比较，而是对某一个层级的 Widget 进行比较。
···
class _ScreenState extends State<Screen> {
List<Widget> widgets = [
Padding(
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
child: StatefulContainer(key: UniqueKey(),),
),
Padding(
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
child: StatefulContainer(key: UniqueKey(),),
),
];
···在这个例子中，我们将两个带 key 的 StatefulContainer 包裹上 Padding 组件，然后点击交换按钮，会发生下面这件奇妙的事情。
结论：两个 Widget 的 Element 并不是交换顺序，而是被重新创建了。
分析：（1）我们分析一下这次的Widget Tree 和 Element Tree，当我们交换元素后，Flutter element-to-widget matching algorithm,(元素-组件匹配算法)，开始进行对比，算法每次只对比一层，即Padding这一层。显然，Padding并没有发生本质的变化。
（2）于是开始进行第二层对比，在对比时Flutter发现元素与组件的Key并不匹配，于是，把它设置成不可用状态，但是这里所使用的Key只是本地Key（Local Key），Flutter并不能找到另一层里面的Key（即另外一个Padding Widget中的Key）所以，Flutter就创建了一个新的Widget，而这个Widget的颜色就成了我们看到的『随机色』。
总结：
所以为了解决这个问题，我们需要将 key 放到 Row 的 children 这一层级。
···
class _ScreenState extends State<Screen> {
List<Widget> widgets = [
Padding(
key: UniqueKey(),
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
child: StatefulContainer(),
),
Padding(
key: UniqueKey(),
padding: const EdgeInsets.all(8.0),
child: StatefulContainer(),
),
];
···
现在我们又可以愉快的玩耍了（交换 Widget 顺序）了。
三，Key 的种类
Key
@immutable
abstract class Key {
const factory Key(String value) = ValueKey<String>; @protected
const Key.empty();
}默认创建 Key 将会通过工厂方法根据传入的 value 创建一个 ValueKey。
Key 派生出两种不同用途的 Key：LocalKey 和 GlobalKey。
Localkey
LocalKey 直接继承至 Key，它应用于拥有相同父 Element 的小部件进行比较的情况，也就是上述例子中，有一个多子 Widget 中需要对它的子 widget 进行移动处理，这时候你应该使用Localkey。
Localkey 派生出了许多子类 key：
- ValueKey : ValueKey('String')
- ObjectKey : ObjectKey(Object)
- UniqueKey : UniqueKey()
Valuekey 又派生出了 PageStorageKey : PageStorageKey('value')
GlobalKey
@optionalTypeArgs
abstract class GlobalKey<T extends State<StatefulWidget>> extends Key {
···
static final Map<GlobalKey, Element> _registry = <GlobalKey, Element>{};
static final Set<Element> _debugIllFatedElements = HashSet<Element>();
static final Map<GlobalKey, Element> _debugReservations = <GlobalKey, Element>{};
···
BuildContext get currentContext ···
Widget get currentWidget ···
T get currentState ···GlobalKey 使用了一个静态常量 Map 来保存它对应的 Element。你可以通过 GlobalKey 找到持有该GlobalKey的 Widget，State 和 Element。
注意：GlobalKey 是非常昂贵的，需要谨慎使用。
四，什么时候需要使用 Key
ValueKey
如果您有一个 Todo List 应用程序，它将会记录你需要完成的事情。我们假设每个 Todo 事情都各不相同，而你想要对每个 Todo 进行滑动删除操作。
这时候就需要使用 ValueKey
return TodoItem(
key: ValueKey(todo.task),
todo: todo,
onDismissed: (direction){
_removeTodo(context, todo);
},
);
ObjectKey
如果你有一个生日应用，它可以记录某个人的生日，并用列表显示出来，同样的还是需要有一个滑动删除操作。
我们知道人名可能会重复，这时候你无法保证给 Key 的值每次都会不同。但是，当人名和生日组合起来的 Object 将具有唯一性。
这时候你需要使用 ObjectKey！
UniqueKey
如果组合的 Object 都无法满足唯一性的时候，你想要确保每一个 Key 都具有唯一性。那么，你可以使用 UniqueKey。它将会通过该对象生成一个具有唯一性的 hash 码。
不过这样做，每次 Widget 被构建时都会去重新生成一个新的 UniqueKey，失去了一致性。也就是说你的小部件还是会改变。（还不如不用?）
PageStorageKey
当你有一个滑动列表，你通过某一个 Item 跳转到了一个新的页面，当你返回之前的列表页面时，你发现滑动的距离回到了顶部。这时候，给 Sliver 一个 PageStorageKey 它将能够保持 Sliver 的滚动状态。
GlobalKey
GlobalKey 能够跨 Widget 访问状态。 在这里我们有一个 Switcher 小部件，它可以通过 changeState 改变它的状态。
class SwitcherScreenState extends State<SwitcherScreen> {
bool isActive = false; @override
Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
body: Center(
child: Switch.adaptive(
value: isActive,
onChanged: (bool currentStatus) {
isActive = currentStatus;
setState(() {});
}),
),
);
} changeState() {
isActive = !isActive;
setState(() {});
}
}但是我们想要在外部改变该状态，这时候就需要使用 GlobalKey。
class _ScreenState extends State<Screen> {
final GlobalKey<SwitcherScreenState> key = GlobalKey<SwitcherScreenState>(); @override
Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
body: SwitcherScreen(
key: key,
),
floatingActionButton: FloatingActionButton(onPressed: () {
key.currentState.changeState();
}),
);
}
}这里我们通过定义了一个 GlobalKey<SwitcherScreenState> 并传递给 SwitcherScreen。然后我们便可以通过这个 key 拿到它所绑定的 SwitcherState 并在外部调用 changeState 改变状态了。
五，总结：
上面的例子，因为没有数据，所以使用了UniqueKey，在真实的开发中，我们可以用Model中的id作为ObjectKey。
GlobalKey其实是对应于LocalKey，上面我们说Padding中的就是LocalKey，Global即可以在多个页面或者层级复用，比如两个页面也可也同时保持一个状态。