12、WPF 中的虚拟化技术全面解析

WPF 中的虚拟化技术全面解析

1. 虚拟化概述

在过去几年里，硬件的进步使得普通消费级 PC 的硬盘和内存容量呈指数级增长，处理能力也大幅提升。然而，这却导致一些经验不足的开发者在开发软件时不考虑容量和限制，从而开发出运行缓慢且效率低下的应用程序。当应用程序变慢或无响应时，大多数人习惯将责任归咎于操作系统。

虚拟化技术的出现，旨在提高 WPF 应用程序的性能、响应能力和稳定性。其核心思想是，尽管现代 GUI 有硬件支持，但在渲染方面存在物理和实际的限制，一次只能在屏幕上显示一定数量的项目。如果试图在屏幕上显示过多项目，不仅可能需要改变交互模型，还会导致应用程序处理屏幕外项目时性能下降。

例如，当向用户展示一个非常大的地图时，可能无法在单个视图中显示所有细节。这时可以采用虚拟化技术，将地图分割成图块，只显示用户视图内的图块。Virtual Earth 就采用了这种方法，让用户在浏览地图时无需一次性将整个世界加载到内存中。

2. UI 虚拟化的构建块

UI 虚拟化的催化剂在于，我们在任何给定时间只对显示大型数据集的一小部分感兴趣。因此，视图窗口代表了容纳所有项目的较大容器中的一个小区域。

虚拟化之所以可行，是因为内存中的对象（如业务对象、数据模型等）存储、实例化和操作的成本相对较低。而具有逻辑和可视化树的完全渲染的 WPF 对象成本则要高得多，所以应该只在用户能够实际看到或即将看到时才创建可视化对象。

在深入讨论虚拟化之前，需要明确几个术语：
- 容器 ：指容纳所有项目的较大容器。
- 视口 ：在容器上移