优化性能：对象行为
更新：2007 年 11 月
了解 WPF 对象的内部行为，有助于您在功能和性能之间做出一个适当的取舍。
本主题包括下列各节。
- 不移除对象的事件处理程序可能会使对象保持活动状态
- 依赖项属性和对象
- Freezable 对象
- 使用接口虚拟化
- 相关主题
不移除对象的事件处理程序可能会使对象保持活动状态
对象传递给其事件的委托是对该对象的有效引用。因此，事件处理程序可以使对象保持活动状态的时间超过预期时间。当对已注册为侦听对象事件的对象执行清理时，在释放对象前移除委托是非常必要的。将不需要的对象保持为活动状态会增加应用程序内存使用量。当对象为逻辑树或可视化树的根时更是如此。
WPF 为事件引入了弱事件侦听器模式，当很难跟踪源和侦听器之间的对象生存期关系时，这种模式特别有用。某些现有 WPF 事件使用此模式。如果您正在实现带有自定义事件的对象，此模式可能对您有用。有关详细信息，请参见 WeakEvent 模式。
有若干工具（如 CLR 探查器和工作集查看器）可以提供有关指定进程的内存使用量的信息。CLR 探查器包括分配配置文件的一组非常有用的视图，其中包括已分配类型的直方图、分配和调用关系图、显示各代垃圾回收及上述回收之后托管堆的结果状态的时间线，以及显示每个方法分配和程序集加载的调用树。有关更多信息，请参见 .NET Framework Developer Center（.NET Framework 开发人员中心）。
工作集查看器是一个 WPF 性能分析工具，提供有关指定进程的内存使用量信息。利用此工具，您可以生成特定应用程序状态时的应用程序内存使用量信息的快照。有关 WPF 性能工具的更多信息，请参见 WPF 性能分析工具。
依赖项属性和对象
通常，访问 DependencyObject 的依赖项属性的速度不会慢于访问 CLR 属性的速度。由于设置属性值会导致产生一些小额的性能系统开销，因此获取值与从 CLR 属性获取值的速度一样快。抵销一些小的性能系统开销是因为依赖项属性支持可靠的功能，如数据绑定、动画、继承和样式设置。有关更多信息，请参见依赖项属性概述。
DependencyProperty 优化
在应用程序中定义依赖项属性时请务必谨慎。如果 DependencyProperty 仅影响呈现类型元数据选项，而不是其他元数据选项（如 AffectsMeasure），则您应通过重写其元数据来对其进行同样标记。有关重写或获取属性元数据的更多信息，请参见依赖项属性元数据。
如果并非所有属性更改都会实际影响测量、排列和呈现，则通过属性更改处理程序手动使测量、排列和呈现处理过程无效的做法可能会使效率更高。例如，您可能决定仅在值大于设置的限制时才重新呈现背景。在这种情况下，当值超过设置的限制时，您的属性更改处理程序仅会使呈现无效。
将 DependencyProperty 设置为可继承的会影响性能
默认情况下，注册的依赖项属性是不可继承的。不过，您可以显式地使所有属性变为可继承的。尽管这是一个有用的功能，但是将属性转换为可继承的会影响性能，这是因为会增加属性无效的时间长度。
谨慎使用 RegisterClassHandler
调用 RegisterClassHandler 会允许您保存实例状态，但是请注意将对每个实例调用处理程序，这将导致性能发生问题。当应用程序要求您保存实例状态时，请仅使用 RegisterClassHandler。
在注册过程期间为 DependencyProperty 设置默认值
当创建要求默认值的 DependencyProperty 时，请将传递来的默认元数据用作 DependencyProperty 的 Register 方法的参数来设置此值。请使用此技术，而不要在构造函数中或在元素的每个实例上设置属性值。
使用 Register 设置 PropertyMetadata 值
创建 DependencyProperty 时，您可以选择是使用 Register 还是 OverrideMetadata 方法来设置 PropertyMetadata。尽管您的对象可能有一个静态构造函数来调用 OverrideMetadata，但这不是最佳方案，它会影响性能。为了获得最佳的性能，请在调用 Register 期间设置 PropertyMetadata。
Freezable 对象
Freezable 是一种特殊的对象类型，具有两个状态：解冻和冻结。尽可能地冻结对象会改进应用程序性能，并缩小其工作集。有关更多信息，请参见 Freezable 对象概述。
每个 Freezable 都具有一个 Changed 事件，当前者发生更改时将引发此事件。不过，更改通知会极大地降低应用程序的性能。
我们以下面的示例为例，其中每个 Rectangle 都使用相同的 Brush 对象：
rectangle_1.Fill = myBrush;
rectangle_2.Fill = myBrush;
rectangle_3.Fill = myBrush;
// ...
rectangle_10.Fill = myBrush;
默认情况下，WPF 为 SolidColorBrush 对象的 Changed 事件提供一个事件处理程序，以便使 Rectangle 对象的 Fill 属性无效。在这种情况下，每次 SolidColorBrush 不得不激发其 Changed 事件时，就必须为每个 Rectangle 调用回调函数，这些回调函数调用的累积将导致性能严重下降。此外，此时添加和删除处理程序将会严重影响性能，这是因为应用程序将不得不遍历整个列表才能执行此操作。如果您的应用程序方案从未更改 SolidColorBrush，您将为不必要地维护 Changed 事件处理程序付出代价。
冻结 Freezable 会改善其性能，因为它不再需要因维护更改通知而消耗资源。下表显示了简单的 SolidColorBrush 在其 IsFrozen 属性设置为 true 时的大小，并列出该属性未设置为该值时的情况以供对比。这是假设将一个画笔应用于十个 Rectangle 对象的 Fill 属性。
状态 |
大小 |
|---|---|
212 字节 |
|
非冻结 SolidColorBrush |
972 字节 |
下面的代码示例演示了此概念：
Brush frozenBrush = new SolidColorBrush(Colors.Blue);
frozenBrush.Freeze();
Brush nonFrozenBrush = new SolidColorBrush(Colors.Blue);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
// Create a Rectangle using a non-frozed Brush.
Rectangle rectangleNonFrozen = new Rectangle();
rectangleNonFrozen.Fill = nonFrozenBrush;
// Create a Rectangle using a frozed Brush.
Rectangle rectangleFrozen = new Rectangle();
rectangleFrozen.Fill = frozenBrush;
}
解冻的 Freezable 对象的已更改处理程序可以使对象保持活动状态
对象传递给 Freezable 对象的 Changed 事件的委托是对该对象的有效引用。因此，Changed 事件处理程序可以使对象保持活动状态的时间超过预期时间。当对已注册为侦听 Freezable 对象的 Changed 事件的对象执行清理时，在释放对象前移除该委托是非常有必要的。
WPF 还在内部挂钩 Changed 事件。例如，所有值为 Freezable 的依赖项属性将自动侦听 Changed 事件。Fill 属性（带一个 Brush）说明了此概念。
Brush myBrush = new SolidColorBrush(Colors.Red);
Rectangle myRectangle = new Rectangle();
myRectangle.Fill = myBrush;
将 myRectangle.Fill 赋值为 myBrush 时，指回 Rectangle 对象的委托将添加到 SolidColorBrush 对象的 Changed 事件。这意味着以下代码实际不会使 myRect 可以进行垃圾回收：
myRectangle = null;
在这种情况下，myBrush 仍会使 myRectangle 保持活动状态，并在其激发 Changed 事件时对其进行回调。请注意，将新 Rectangle 的 Fill 属性赋值为 myBrush 时，仅将另一个事件处理程序添加到 myBrush。
清理这些类型的对象的建议方式是从 Fill 属性移除 Brush，这将依次移除 Changed 事件处理程序。
myRectangle.Fill = null;
myRectangle = null;
使用接口虚拟化
WPF 还提供 StackPanel 元素的一个变体，用于自动“虚拟化”数据绑定子级内容。在此上下文中，“虚拟化”一词是指这样一种技术：通过此技术可以基于屏幕上的可见项，从大量数据项中生成 UIElements 的一个子集。如果在指定时刻只有少量 UI 元素位于屏幕上，则此时生成大量元素对于内存和处理器来说都需要进行大量处理。VirtualizingStackPanel（通过 VirtualizingPanel 提供的功能）计算可见项，并与来自 ItemsControl（如 ListBox 或 ListView）的 ItemContainerGenerator 协同工作，以便仅为可见项创建 UIElements。
作为性能优化的结果，将仅生成这些项的可见对象，或如果它们在屏幕上是可见的，则保持活动状态。当这些可视化对象不再位于控件的可视区域时，则说明它们可能已被移除。这不会与数据虚拟化发生混淆，数据虚拟化中的数据对象不会全部出现在本地集合中 - 而是根据需要进行流化。
下表显示了将 5000 个 TextBlock 元素添加到 StackPanel 和 VirtualizingStackPanel 并使其呈现所需的时间。在此情形中，测量的时间是指从将文本字符串附加到 ItemsControl 对象的 ItemsSource 属性至面板元素显示此文本字符串之间的时间。
主机面板 |
呈现时间（毫秒） |
|---|---|
3210 |
|
46 |