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WPF 性能 UI 虚拟化软件开发人员的思考

news 来源：原创 2025/8/3 15:20:45

UI 虚拟化是 WPF 采用的一项技术，框架会仅创建用户可见的 UI 元素。例如，如果 ListView 中有 1000 个文本块控件，但您只能查看其中的 10 个，那么 VisualTree 中也只会显示 10 个文本块。向下滚动时，不再可见的元素将被丢弃，并创建下一组可见项。这种虚拟化技术在速度和内存方面都带来了显著的 UI 性能优势。

WPF 中的 UI 虚拟化由 VirtualizingStackPanel 提供，并且默认启用。您可以像图中所示，在 StackPanel 上显式指定 UI 虚拟化的开启/关闭。

请注意，UI 虚拟化仅在 ItemsControl 生成其自身模板时才有效。如果生成了模板，然后添加虚拟化，则虚拟化将被禁用。因此，UI 虚拟化的缺点在于它在某些情况下是禁用的。其中一种情况是您覆盖 ItemsPanelTemplate 或 ItemsControl 的模板。在这种情况下，如果 ItemsPanelTemplate 由开发人员自定义，则 UI 虚拟化将被禁用。因此，如果您的 ItemsControl 显示已加载的数据，那么您就有麻烦了。为了避免这种情况并在覆盖 ItemsPanelTemplate 的情况下启用 UI 虚拟化，我们需要使用 VirtualizingStackPanel。

为了测试启用和禁用虚拟化的效果，我编写了一个简单的应用程序。它有一个列表视图，其 itempanel 模板已自定义 - 首先使用普通的 StackPanel，然后使用 VirtualizingStackPanel。它从名称列表中加载文本块。

当我在列表中运行包含 1000000 个项目的测试时，在没有虚拟化的情况下，程序根本无法启动。它占用了近 2 GB 的内存，而且根本无法运行。所以我不得不终止它。然后，启用虚拟化后，程序很快就启动了，内存占用只有 200MB。在此之前，让我们先看看我使用的 XAML 和后台代码。它还会向您展示如何自定义 ItemsPanelTemplate 和使用 VirtualizingStackPanel。

<Window x:Class="NiceControlsTest.Window2"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
Title="Window2"Height="300"Width="300"Loaded="Window_Loaded">
<Grid>
<ListView ItemsSource="{BindingNames}"Name="lv">
<ListView.ItemsPanel>
<ItemsPanelTemplate>

<VirtualizingStackPanel>

</VirtualizingStackPanel>
</ItemsPanelTemplate>
</ListView.ItemsPanel>
<ListView.ItemTemplate>
<DataTemplate>
<TextBlock Text="{Binding}"/>
</DataTemplate>
</ListView.ItemTemplate>
</ListView>

</Grid>
</Window>

背后的代码非常简单：

public partial class Window2 : Window
{
public List<string> Names { get; set; }
private DateTime start;
public Window2()
{
start = DateTime.Now;
InitializeComponent();
Names = new List<string>();
for (int i = 0; i < 10000; i++)
Names.Add("Name : " + i);
lv.DataContext = this;
}

private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
MessageBox.Show((DateTime.Now - start).TotalSeconds.ToString());
}
}

经过精确测量了从窗口构建到加载的时间。结果发现，仅使用 StackPanel 时，对于使用的 10000 个项目（为了加快测量速度，减少了项目数量），内存占用约为 176 MB，启动时间为 7 到 10 秒。而使用 VirtualizingStackPanel 时，内存占用略高于 16 MB，启动时间为 0.3 到 0.8 秒。

个人认为这对我们开发人员来说非常有利。我们可以设计和开发大型高负载图形应用程序，而无需担心进行某种程度的优化。

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