2023-11-28
桌面应用
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引言
原理探索
准备
源码剖析
剖析步骤
小结

引言

在之前写的一篇文章【WPF --- 如何以Binding方式隐藏DataGrid列】中,我先探索了 DataGridTextColumn 为什么不在可视化树结构内?又给出了解决方案,使用 Freezable ,该抽象类是 DependencyObject 的子类,能使用依赖属性在 Xaml 进行绑定,它承载了 DataContext 且有属性变化通知功能,触发 VisibilityConverter转换器,实现了预期功能。

然后有群友问了这样一个问题:

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这里有两个问题:

  1. 非可视化树中的元素不能通过 RelativeSource 或者 ElementName 访问到可视化树中的数据,为何可以通过 resource 的方式访问?
  2. Freezable 类为何能够中转数据,DependencyObject 不行?

那么本篇文章就来探索一下 Freezable实现了上述功能的原理是什么?

原理探索

准备

我们还是使用上一篇文章中的示例,让后为了便于剖析源码,做了部分改动。

首先,准备自定义 Freezable 类:

csharp
public class CustomFreezable : Freezable { public static readonly DependencyProperty ValueProperty = DependencyProperty.Register("Value", typeof(object), typeof(CustomFreezable)); public object Value { get => (object)GetValue(ValueProperty); set => SetValue(ValueProperty, value); } protected override void OnChanged() { base.OnChanged(); } protected override void OnPropertyChanged(DependencyPropertyChangedEventArgs e) { base.OnPropertyChanged(e); } protected override Freezable CreateInstanceCore() { return new CustomFreezable(); } }

然后准备界面,但是这回跟之前不一样的是所有 DataGridTextColumn 列不在 XAML 中绑定,我们放在后台绑定:

XML
<Window.Resources> <local:VisibilityConverter x:Key="VisibilityConverter" /> <local:CustomFreezable x:Key="customFreezable" Value="{Binding IsVisibility, Converter={StaticResource VisibilityConverter}}" /> </Window.Resources> <Grid> <Grid> <Grid.ColumnDefinitions> <ColumnDefinition Width="1*" /> <ColumnDefinition Width="1*" /> </Grid.ColumnDefinitions> <DataGrid x:Name="dataGrid" AutoGenerateColumns="False" CanUserAddRows="False" ItemsSource="{Binding Persons}" SelectionMode="Single"> </DataGrid> <CheckBox Grid.Column="1" Content="是否显示年龄列" IsChecked="{Binding IsVisibility, Mode=TwoWay, UpdateSourceTrigger=PropertyChanged}" /> </Grid> </Grid>

然后准备 Code-Behind 代码,增加 InitDataGrid() ,手动绑定所有列。

csharp
public partial class MainWindow : Window, INotifyPropertyChanged { public event PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged; public void OnPropertyChanged([CallerMemberName] string propertyName = null) { PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName)); } public MainWindow() { InitializeComponent(); Persons = new ObservableCollection<Person>() { new Person() { Age = 11, Name = "Peter" }, new Person() { Age = 19, Name = "Jack" } }; DataContext = this; InitDataGrid(); } private void InitDataGrid() { DataGridTextColumn columen1 = new DataGridTextColumn(); columen1.Header = "年龄"; columen1.Binding = new Binding("Age"); columen1.Width = new DataGridLength(1, DataGridLengthUnitType.Star); Binding binding = new Binding("Value"); binding.Source = FindResource("customFreezable"); BindingOperations.SetBinding(columen1, DataGridTextColumn.VisibilityProperty, binding); dataGrid.Columns.Add(columen1); DataGridTextColumn columen2 = new DataGridTextColumn(); columen2.Header = "姓名"; columen2.Binding = new Binding("Name"); columen2.Width = new DataGridLength(1, DataGridLengthUnitType.Star); dataGrid.Columns.Add(columen2); } private bool isVisibility = true; public bool IsVisibility { get => isVisibility; set { isVisibility = value; OnPropertyChanged(nameof(IsVisibility)); } } private ObservableCollection<Person> persons; public ObservableCollection<Person> Persons { get { return persons; } set { persons = value; OnPropertyChanged(); } } }

源码剖析

在源码剖析之前,如果大家还不会如何使用VS调试.Net源码,建议先阅读我的另一篇文章【编程技巧 --- VS如何调试.Net源码】,学习如何调试源码。

接下来,在程序启动之前,我们在 CustomFreezable 的重载方法 OnChanged() 设置断点,然后使用VS调试源码,查看调用堆栈:

image.png

可以看到,从 InitDataGrid() 开始,到属性变化触发变化事件,整个流程都可以在调用堆栈中看到,我们可以逐帧分析,来解决开篇的两个问题。

剖析步骤

我们将上述调用链编号,逐步分析:

96913be89dae64b14049a1bf366ef53.png

  1. 编号1:FindResource(...)

1.png

  1. 编号2:FrameworkElement.FindResourceInternal(...)

2.png

  1. 编号3:FindResourceInTree(...)

3.png

  1. 编号4:FetchResource(...)

4.png

  1. 编号5~6:GetValue(...),在这里已经获取到字典中资源了。

5.png

  1. 编号7~8 OnGettingValue(...)

6.png

  1. 编号9~10 AddInheritanceContext(...)

7.png

  1. 编号11~12 ProvideSelfAsInheritanceContext(...) 8.png

  2. 编号13 AddInheritanceContext(...) 9.png 11.png

后面的就不用看了,后面的就是因为 Freezable 更换了 InheritanceContext 触发了OnInheritanceContextChanged()后又触发了 NotifyPropertyChange

接下来看看为什么当 IsVisibility 变化时,能通知到 Freezable

  1. NotifySubPropertyChange(...)

12.png

  1. FireChanged(...)

13.png

  1. GetChangeHandlersAndInvalidateSubProperties(...) 14.png

可以看到从1~9仅仅是 FindResource("customFreezable"); 这一个方法所作的事情,主要是从资源字典中查询想要的对象,如果该对象是 Freezable类型的,则将当前资源的 DataContentVisual 绑定为 FreezableInheritanceContext ,然后10~12,是该上下文在当前资源的 DataCobtent 触发 PropertyChanged时,去InheritanceContext 中找出关联的 CallHandle 强制刷新,触发变化事件,达到联动效果。

那么从解析源码的过程中看,开篇的两个问题就都有了答案

  1. 非可视化树中的元素不能通过 RelativeSource 或者 ElementName 访问到可视化树中的数据,为何可以通过 resource 的方式访问?

    原因就是 FindResource 方法中,如果要查询的资源是Freezable类型的,则会将当前资源的 DataContentVisual 绑定到 InheritanceContext,所以Freezable 也就可以访问到可视化树中的数据了。

  2. Freezable 类为何能够中转数据,DependencyObject 不行?

    从代码中,编号11~12 ProvideSelfAsInheritanceContext(...)也可以看出,绑定 InheritanceContext 时有一个必要条件就是该资源必须为 Freezable 类型的才可以,我猜测这可能跟这个类的定义有关系,Freezable 类为 WPF 中的对象提供了不可变性和性能优化的功能,同时也为动画、资源共享和跨线程安全性等方面提供了便利。 该类是更好地管理和优化 WPF 应用程序中的对象和资源的,所以可能不想让开发者随意使用吧,所以就仅提供该类能够拥有 InheritanceContext 而没法使用 DependencyObject

小结

Freezable 类除了上文示例中的用法,其实它这种间接绑定的方式可以解决很多场景,比如某个元素的属性并不是依赖属性,但是你就是想使用 Binding 的方式,让它动态变化,也可以使用上文示例的方式进行绑定。

好了,源码解析的过程其实还是比较复杂的,本文中其实也省略了一些源码阅读过程中细节,若大家阅读有疑问的地方,欢迎找我解疑,建议不明白的点,优先自行进行一下源码调试。

本文作者:Peter.Pan

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