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Freezable 对象概述

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本主题说明如何有效地使用和创建 Freezable 对象，这些对象提供可帮助改进应用程序性能的特殊功能。 Freezable 对象的示例包括画笔、钢笔、变换、几何图形和动画。

本主题包含以下各节：

什么是 Freezable？

Freezable 是一种特殊的对象类型，具有两个状态：解冻和冻结。 当处于解冻状态时，Freezable 的行为与任何其他对象的行为一样。 Freezable 一旦冻结，便无法修改。

Freezable 提供了一个 Changed 事件以将对对象所做的任何修改通知给观察程序。 冻结 Freezable 可以改进其性能，因为它不再需要因更改通知而消耗资源。 冻结的 Freezable 也可以在线程之间共享，而解冻的 Freezable 则不能。

虽然 Freezable 类具有许多应用程序，但 Windows Presentation Foundation (WPF) 中的大多数 Freezable 对象都与图形子系统相关。

Freezable 类使您在使用某些图形系统对象时更加轻松，并且有助于改进应用程序性能。 从 Freezable 继承的类型示例包括 Brush、Transform 和 Geometry 类。 由于它们包含非托管资源，因此系统必须监视这些对象的修改情况，然后在对原始对象进行了更改的情况下，更新其相应的非托管资源。 即使实际上您并没有修改图形系统对象，但系统也必须花费一些资源来监视该对象，以防您对其进行更改。

例如，假设您要创建一个 SolidColorBrush 画笔，并使用它来绘制按钮的背景。

            Dim myButton As New Button()
            Dim myBrush As New SolidColorBrush(Colors.Yellow)
            myButton.Background = myBrush

Button myButton = new Button();
SolidColorBrush myBrush = new SolidColorBrush(Colors.Yellow);
myButton.Background = myBrush;

呈现按钮时，WPF 图形子系统使用您提供的信息来绘制一组像素，以创建按钮的外观。 虽然您使用了纯色画笔来描写应如何绘制按钮，但您的纯色画笔并未真正绘制。 图形系统为该按钮和画笔生成快速、低级别的对象，而屏幕上实际显示的正是这些对象。

如果要修改画笔，则必须重新生成这些低级别对象。 通过 Freezable 类，画笔可以找到相应的已生成低级别对象，并在画笔更改时更新这些对象。 当启用该功能时，画笔便被认为是“解冻的”。

使用 Freezable 对象的 Freeze 方法可以禁用该自行更新功能。 可以使用该方法使画笔变为“冻结”或不可修改。

注意注意

并不是每个 Freezable 对象都可以冻结。若要避免引发 InvalidOperationException，请在尝试冻结 Freezable 对象之前，查看其 CanFreeze 属性的值，以确定它是否可以被冻结。

 
            If myBrush.CanFreeze Then
                ' Makes the brush unmodifiable.
                myBrush.Freeze()
            End If

if (myBrush.CanFreeze)
{
    // Makes the brush unmodifiable.
    myBrush.Freeze();
}

当不再需要修改某个 Freezable 时，冻结它可以改进性能。 如果您在该示例中冻结画笔，则图形系统将不再需要监视它的更改情况。 图形系统还可以进行其他优化，因为它知道画笔不会更改。

注意注意

出于方便，除非您显式冻结 Freezable 对象，否则它们保持解冻状态。

使用 Freezable

使用解冻的 Freezable 就像使用任何其他类型的对象一样。 在下面的示例中，使用 SolidColorBrush 来绘制按钮的背景之后，其颜色从黄色更改为红色。 图形系统在幕后工作，在下次刷新屏幕时将按钮从黄色自动更改为红色。

            Dim myButton As New Button()
            Dim myBrush As New SolidColorBrush(Colors.Yellow)
            myButton.Background = myBrush


            ' Changes the button's background to red.
            myBrush.Color = Colors.Red

Button myButton = new Button();
SolidColorBrush myBrush = new SolidColorBrush(Colors.Yellow);
myButton.Background = myBrush;  


// Changes the button's background to red.
myBrush.Color = Colors.Red;

冻结 Freezable

若要使 Freezable 不可修改，可调用其 Freeze 方法。 冻结某个包含 Freezable 对象的对象时，也会冻结这些被包含的对象。 例如，如果您冻结某个 PathGeometry，则它包含的图形和线段也会被冻结。

如果下列任一情况属实，则无法冻结 Freezable：

  • 它有动画或数据绑定的属性。

  • 它有由动态资源设置的属性 （有关动态资源的更多信息，请参见资源概述）。

  • 它包含无法冻结的 Freezable 子对象。

如果不存在这些情况，并且您不希望修改 Freezable，则应当像前面介绍的那样冻结该对象以改进性能。

一旦调用某个 Freezable 的 Freeze 方法，便不能再修改该对象。 尝试修改冻结的对象会导致引发 InvalidOperationException。 由于尝试修改已冻结的画笔，下面的代码将引发一个异常。


            Dim myButton As New Button()
            Dim myBrush As New SolidColorBrush(Colors.Yellow)

            If myBrush.CanFreeze Then
                ' Makes the brush unmodifiable.
                myBrush.Freeze()
            End If

            myButton.Background = myBrush

            Try

                ' Throws an InvalidOperationException, because the brush is frozen.
                myBrush.Color = Colors.Red
            Catch ex As InvalidOperationException
                MessageBox.Show("Invalid operation: " & ex.ToString())
            End Try



            Button myButton = new Button();
            SolidColorBrush myBrush = new SolidColorBrush(Colors.Yellow);          

            if (myBrush.CanFreeze)
            {
                // Makes the brush unmodifiable.
                myBrush.Freeze();
            }

            myButton.Background = myBrush;  

            try {

                // Throws an InvalidOperationException, because the brush is frozen.
                myBrush.Color = Colors.Red;
            }catch(InvalidOperationException ex)
            {
                MessageBox.Show("Invalid operation: " + ex.ToString());
            }

为了避免引发此异常，可以使用 IsFrozen 方法来确定 Freezable 是否处于冻结状态。


            Dim myButton As New Button()
            Dim myBrush As New SolidColorBrush(Colors.Yellow)

            If myBrush.CanFreeze Then
                ' Makes the brush unmodifiable.
                myBrush.Freeze()
            End If

            myButton.Background = myBrush


            If myBrush.IsFrozen Then ' Evaluates to true.
                ' If the brush is frozen, create a clone and
                ' modify the clone.
                Dim myBrushClone As SolidColorBrush = myBrush.Clone()
                myBrushClone.Color = Colors.Red
                myButton.Background = myBrushClone
            Else
                ' If the brush is not frozen,
                ' it can be modified directly.
                myBrush.Color = Colors.Red
            End If




            Button myButton = new Button();
            SolidColorBrush myBrush = new SolidColorBrush(Colors.Yellow);

            if (myBrush.CanFreeze)
            {
                // Makes the brush unmodifiable.
                myBrush.Freeze();
            }            

            myButton.Background = myBrush;


            if (myBrush.IsFrozen) // Evaluates to true.
            {
                // If the brush is frozen, create a clone and
                // modify the clone.
                SolidColorBrush myBrushClone = myBrush.Clone();
                myBrushClone.Color = Colors.Red;
                myButton.Background = myBrushClone;
            }
            else
            {
                // If the brush is not frozen,
                // it can be modified directly.
                myBrush.Color = Colors.Red;
            }

在前面的代码示例中，使用 Clone 方法对一个冻结的对象创建了可修改副本。 下一节将更详细地讨论克隆操作。

注意   由于无法对冻结的 Freezable 进行动画处理，因此当您尝试使用 Storyboard 对冻结的 Freezable 对象进行动画处理时，动画系统将自动创建这些对象的可修改复本。 为了消除由于克隆而导致的性能系统开销，当您希望对某个对象进行动画处理时，请使其保持解冻状态。 有关使用演示图板进行动画处理的更多信息，请参见演示图板概述。

从标记冻结

若要冻结在标记中声明的 Freezable 对象，请使用 PresentationOptions:Freeze 特性。 在下面的示例中，将一个 SolidColorBrush 声明为页资源，并冻结它。 随后将它用于设置按钮的背景。

<Page 
  xmlns="https://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
  xmlns:x="https://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
  xmlns:PresentationOptions="https://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation/options" 
  xmlns:mc="https://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
  mc:Ignorable="PresentationOptions">

  <Page.Resources>

    <!-- This resource is frozen. -->
    <SolidColorBrush 
      x:Key="MyBrush"
      PresentationOptions:Freeze="True" 
      Color="Red" />
  </Page.Resources>


  <StackPanel>

    <Button Content="A Button" 
      Background="{StaticResource MyBrush}">
    </Button>

  </StackPanel>
</Page>

若要使用 Freeze 特性，必须映射到表示选项命名空间：https://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation/options。 PresentationOptions 是用于映射此命名空间时的建议前缀：

xmlns:PresentationOptions="https://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation/options"

由于并非所有 XAML 读取器都能识别该特性，因此建议使用 mc:Ignorable 特性 将 Presentation:Freeze 特性标记为可忽略：

  xmlns:mc="https://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
  mc:Ignorable="PresentationOptions"

有关更多信息，请参见 mc:Ignorable 特性页。

“解冻”Freezable

Freezable 一旦冻结，便不能再修改或解冻；不过，您可以使用 Clone 或 CloneCurrentValue 方法创建一个解冻的复本。

在下面的示例中，使用一个画笔设置按钮的背景，然后冻结该画笔。 使用 Clone 方法创建该画笔的解冻的副本。 然后，修改该复本并使用它将按钮的背景从黄色更改为红色。

            Dim myButton As New Button()
            Dim myBrush As New SolidColorBrush(Colors.Yellow)

            ' Freezing a Freezable before it provides
            ' performance improvements if you don't
            ' intend on modifying it. 
            If myBrush.CanFreeze Then
                ' Makes the brush unmodifiable.
                myBrush.Freeze()
            End If


            myButton.Background = myBrush

            ' If you need to modify a frozen brush,
            ' the Clone method can be used to
            ' create a modifiable copy.
            Dim myBrushClone As SolidColorBrush = myBrush.Clone()

            ' Changing myBrushClone does not change
            ' the color of myButton, because its
            ' background is still set by myBrush.
            myBrushClone.Color = Colors.Red

            ' Replacing myBrush with myBrushClone
            ' makes the button change to red.
            myButton.Background = myBrushClone

Button myButton = new Button();
SolidColorBrush myBrush = new SolidColorBrush(Colors.Yellow);

// Freezing a Freezable before it provides
// performance improvements if you don't
// intend on modifying it. 
if (myBrush.CanFreeze)
{
    // Makes the brush unmodifiable.
    myBrush.Freeze();
}


myButton.Background = myBrush;  

// If you need to modify a frozen brush,
// the Clone method can be used to
// create a modifiable copy.
SolidColorBrush myBrushClone = myBrush.Clone();

// Changing myBrushClone does not change
// the color of myButton, because its
// background is still set by myBrush.
myBrushClone.Color = Colors.Red;

// Replacing myBrush with myBrushClone
// makes the button change to red.
myButton.Background = myBrushClone;
注意注意

无论使用哪一种克隆方法，都不会将动画复制到新的 Freezable。

Clone 和 CloneCurrentValue 方法可生成 Freezable 的深层副本。 如果该 Freezable 包含其他冻结的 Freezable 对象，则还会克隆这些对象使它们可以修改。 例如，如果克隆某个冻结的 PathGeometry 以便使其可以修改，则还会复制它包含的图形和线段，使它们可以修改。

创建自己的 Freezable 类

从 Freezable 派生的类可以获取以下功能。

  • 特殊的状态：只读（冻结）状态和可写状态。

  • 线程安全：冻结的 Freezable 可以在线程之间共享。

  • 详细的更改通知：与其他 DependencyObject 不同，Freezable 对象会在子属性值更改时提供更改通知。

  • 轻松克隆：Freezable 类已经实现了多种生成深层复本的方法。

Freezable 是一种 DependencyObject，因而使用依赖项属性系统。 您的类属性不必是依赖项属性，但使用依赖项属性可以减少必须编写的代码量，因为设计 Freezable 类时考虑了依赖项属性。 有关依赖项属性系统的更多信息，请参见依赖项属性概述。

每个 Freezable 子类都必须重写 CreateInstanceCore 方法。 如果您的类对于其所有数据都使用依赖项属性，则您的工作已完成。

如果您的类包含非依赖项属性数据成员，则还必须重写以下方法：

在访问和写入不属于依赖项属性的数据成员时，还必须遵守以下规则：

  • 在读取非依赖项属性数据成员的任何 API 的开头，调用 ReadPreamble 方法。

  • 在写入非依赖项属性数据成员的任何 API 的开头，调用 WritePreamble 方法。 （在 API 中调用 WritePreamble 之后，如果还应读取非依赖项属性数据成员，则不需要另外调用 ReadPreamble）。

  • 在退出写入非依赖项属性数据成员的方法之前，调用 WritePostscript 方法。

如果类包含的非依赖项属性数据成员为 DependencyObject 对象，则每次更改这些成员的值时，还必须调用 OnFreezablePropertyChanged 方法，即使您将这些成员设置为 null 也是如此。

注意注意

通过调用基实现来开始重写的每个 Freezable 方法，这一点非常重要。

有关自定义 Freezable 类的示例，请参见 Custom Animation Sample（自定义动画示例）。

请参见

参考

Freezable

概念

依赖项属性概述

自定义依赖项属性

其他资源

Custom Animation Sample