依赖属性(Dependency Properties)进阶(二)

这篇主要介绍依赖属性的内存使用和存取方面的知识。内容主要来自书籍《深入浅出WPF》。

1. 依赖属性对内存的使用

首先思考这样一个问题，TextBox有100多个属性，而常用的也就Text，而在创建Button实例的时候，其他的属性也是需要占用内存资源的，是不是很浪费。依赖属性是依赖在其他属性上的，而自身是不占内存空间的，减少了内存资源的开销。

传统的.NET开发中，一个对象所占作用的内存空间在调用new操作符进行实例化的时候就已经决定了，而WPF允许对象在被创建的时候并不包含用于存储数据的空间(即字段所占用的空间)、只保留在需要用到数据时能够获得默认值、借用其他对象数据或者实时分配空间的能力——这种对象就称为依赖对象(Dependency Object)而它这种实时获取数据的能力则依靠依赖属性(Dependency Property)来实现。WPF开发中，必须使用依赖对象作为依赖属性的宿主，使二者结合起来，才能形成完整的Binding目标被数据所驱动。

2. 依赖属性存取秘密

依赖属性使用的两个步骤：a）在Dependency Object派生类中声明 public static修饰的DependencyProperty成员变量，并使用DependencyProperty.Register方法(而不是new操作符)获得DependencyProperty的实例；b）使用DependencyObject的SetValue和GetValue方法、借助DependencyProperty实例来存取值。

1) 注册方法DependencyProperty.Register()

DependencyProperty类具有这样一个成员：

privatestatic Hashtable PropertyFromName = new Hashtable();

这个Hashtable就是用来注册DependencyProperty实例的地方。

在源码中，所有的Register方法都会调用RegisterCommon方法：

private static DependencyProperty RegisterCommon(string name, Type propertyType, Type ownerType, PropertyMetadata defaultMetadata, ValidateValueCallback validateValueCallback){FromNameKey key = new FromNameKey(name, ownerType);lock (Synchronized){//防止重复注册if (PropertyFromName.Contains(key)){throw new ArgumentException(SR.Get(SRID.PropertyAlreadyRegistered, name, ownerType.Name));}}//…DependencyProperty dp = new DependencyProperty(name, propertyType, ownerType, defaultMetadata, validateValueCallback);//…lock (Synchronized){PropertyFromName[key] = dp;}//…return dp;}

可以看出，RegisterCommon方法的前4个参数与Register方法一致。
看了RegisterCommon这个方法，便能了解DependencyProperty对象的创建和注册过程：创建一个DependencyProperty实例并用它的CLR属性名和宿主类型名生成hash code，最后把hash code和DependencyProperty实例作为Key-Value对存入全局的、名为PropertyFromName的Hashtable中。这样，WPF属性系统通过CLR属性名和宿主类型名就可以从这个全局的Hashtable中检索出对应的DependencyProperty实例。最后，生成的DependencyProperty实例被当作返回值交还。

2) 存值方法SetValue()和取值方法GetValue()

GetValue方法代码如下：

public object GetValue(DependencyProperty dp){// Do not allow foreign threads access.// (This is a noop if this object is not assigned to a Dispatcher.)//this.VerifyAccess();if (dp == null){throw new ArgumentNullException("dp");}// Call Forwardedreturn GetValueEntry(LookupEntry(dp.GlobalIndex),dp,null,RequestFlags.FullyResolved).Value;}

核心内容是return语句，展开为：

EntryIndex entryIndex=LookupEntry(dp.GlobalIndex);EffectiveValueEntry valueEntry=GetValueEntry(entryIndex,dp,null,RequestFlags.FullyResolved);return valueEntry.Value;

这几句话代码中屡次出现了Entry这个词，Entry是“入口”的意思。WPF的依赖属性系统在存放值的时候会把每个有效值存放在一个“小房间”里，每个“小房间”都有自己的入口——检索算法只要找到这个入口、走进入口就能拿到依赖属性的值。这里说的“小房间”实际上就是EffectiveValueEntry类的实例。EffectiveValueEntry的所有构造器都包含一个DependencyProperty类型的参数，换句话说，每个EffectiveValueEntry都关联着一个DependencyProperty。EffectiveValueEntry类具有一个名为PropertyIndex的属性，这个属性的值实际上就是与之关联的DependencyProperty的GlobalIndex属性值(就是DependencyProperty实例的哈希值)。

在DependencyObject类的源码中可以找到这样一个成员变量：

// The cache of effective values for this DependencyObject// This is an array sorted by DP.GlobalIndex.  This ordering is// maintained via an insertion sort algorithm.private EffectiveValueEntry[] _effectiveValues;

这个数组依每个成员的PropertyIndex属性值进行排序，对这个数组的操作(如插入、删除和排序等)由专门的算法来完成。正是这个数组向我们提示了依赖属性存储值的秘密——每个DependencyObject实例都自带一个EffectiveValueEntry类型数组，当某个依赖属性的值要被读取时，算法就从这个数组中去检索值，如果数组中没有包含这个值，算法就会返回依赖属性的默认值(这个值由依赖属性的DefaultMetadata来提供)。

至此，我们了解到，那个被static修饰的依赖属性对象的作用是用来检索真正的属性值而不是存储值；被用来检索键值的实际上是依赖属性的GlobalIndex属性(本质上是hash code，而hash code又由其CLR包装器名和宿主类型名共同决定)，为了保证GlobalIndex属性值的稳定性，所以声明时用readonly关键词修饰。

实际工作中，依赖属性的值除了可能存储在EffectiveValueEntry数组或其默认值提供外，还可以通过Style，Theme，上层元素继承等得到，其优先级在前面(依赖属性基础)已经说明。

理解GetValue方法后，SetValue方法也不在神秘。赋值的主要流程为：

• 检查值是不是DependencyProperty.UnsetValue，如果是，说明调用者的意图是清空现有值。此时程序调用ClearValueCommon方法来情况现有值。
• 检查EffectiveValueEntry数组中是否已经存在相应依赖属性的位置，如果有则把旧值改写为新值，如果没有则新建EffectiveValueEntry对象并存储新值。这样，只有被用到的值才会被放进这个列表，借此，WPF系统用算法(时间)换取了对内存(空间)的节省。
• 调用UpdateEffectiveValue对新值做一些相应处理。

DependencyObject(依赖对象)和DependencyProperty(依赖属性)源代码

作者：FoolRabbit
出处：http://blog.csdn.net/rabbitsoft_1987
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