一站式WPF--依赖属性（DependencyProperty）一

Windows Presentation Foundation (WPF) 提供了一组服务，这些服务可用于扩展公共语言运行时 (CLR) 属性的功能，这些服务通常统称为 WPF 属性系统。由 WPF 属性系统支持的属性称为依赖项属性。

　　这段是MSDN上对依赖属性（DependencyProperty）的描述。主要介绍了两个方面，WPF中提供了可用于扩展CLR属性的服务；被这个服务支持的属性称为依赖属性。

　　单看描述，云里雾里的，了解一个知识，首先要知道它产生的背景和为什么要有它，那么WPF引入依赖属性是为了解决什么问题呢？

从属性说起

　　属性是我们很熟悉的，封装类的字段，表示类的状态，编译后被转化为get_，set_方法，可以被类或结构等使用。 一个常见的属性如下:

 public class NormalObject
 {
     private string _unUsedField;

     private string _name;
     public string Name
@H_404_65@   7:     {
         get
         {
             return _name;
         }
         set
         {
             _name = value;
         }
     }
 }

　　在面向对象的世界里，属性大量存在，比如Button，就大约定义了70-80个属性来描述其状态。那么属性的不足又在哪里呢？

　　当然，所谓的不足，要针对具体环境来说。拿Button来讲，它的继承树是 Button->ButtonBase->ContentControl->Control->FrameworkElement->UIElement->Visual->DependencyObject->…

　　每次继承，父类的私有字段都被继承下来。当然，这个继承是有意思的，不过以Button来说，大多数属性并没有被修改，仍然保持着父类定义时的 默认值。通常情况，在整个Button对象的生命周期里，也只有少部分属性被修改，大多数属性一直保持着初始值。每个字段，都需要占用4K等不等的内存， 这里，就出现了期望可以优化的地方：

• 因继承而带来的对象膨胀。每次继承，父类的字段都被继承，这样，继承树的低端对象不可避免的膨胀。
• 大多数字段并没有被修改，一直保持着构造时的默认值，可否把这些字段从对象中剥离开来，减少对象的体积。

依赖属性的原型

　　根据前面提出的需求，依赖属性就应运而生了。一个简单的依赖属性的原型如下：

DependencyProperty:

1: public class DependencyProperty

   3:     internal static Dictionary<object,DependencyProperty> RegisteredDps = new Dictionary<object,DependencyProperty>();

   4:     internal string Name;

   5:     internal object Value;

   6:     internal object HashCode;

@H_404_65@   7: 

   8:     private DependencyProperty(string name,Type propertyName,Type ownerType,object defaultValue)

   9:     {

  10:         this.Name = name;

  11:         this.Value = defaultValue;

  12:         this.HashCode = name.GetHashCode() ^ ownerType.GetHashCode();

  13:     }

  14: 

  15:     public static DependencyProperty Register(string name,Type propertyType,monospace; border-right-style:none; border-left-style:none; background-color:#f4f4f4; text-align:left; border-bottom-style:none">  16:     {

  17:         DependencyProperty dp = new DependencyProperty(name,propertyType,ownerType,defaultValue);

  18:         RegisteredDps.Add(dp.HashCode,dp);

  19:         return dp;

  20:     }

  21: }

  22: 

DependencyObject:

1: public class DependencyObject

   5:     public static readonly DependencyProperty NameProperty = 

   6: DependencyProperty.Register("Name",typeof(string),typeof(DependencyObject),string.Empty);

   8:     public object GetValue(DependencyProperty dp)

  10:         return DependencyProperty.RegisteredDps[dp.HashCode].Value;

  11:     }

  12: 

  13:     public void SetValue(DependencyProperty dp,object value)

  14:     {

  15:         DependencyProperty.RegisteredDps[dp.HashCode].Value = value;

  16:     }

  17: 

  18:     public string Name

  19:     {

  20:         get

  21:         {

  22:             return (string)GetValue(NameProperty);

  23:         }

  24:         set

  25:         {

  26:             SetValue(NameProperty,value);

  27:         }

  28:     }

  29: }

  30: 

　　这里，首先定义了依赖属性DependencyProperty，它里面存储前面我们提到希望抽出来的字段。DP内部维护了一个全局的Map用 来储存所有的DP，对外暴露了一个Register方法用来注册新的DP。当然，为了保证在Map中键值唯一，注册时需要根据传入的名字和注册类的的 HashCode取异或来生成Key。这里最关键的就是最后一个参数，设置了这个DP的默认值。

　　然后定义了DependencyObject来使用DP。首先使用DependencyProperty.Register方法注册了一个新的 DP（NameProperty)，然后提供了GetValue和SetValue两个方法来操作DP。最后，类似前面例子中的 NormalObject，同样定义了一个属性Name，和NormalObject的区别是，实际的值不是用字段来保存在 DependencyObject中的，而是保存在NameProperty这个DP中，通过GetValue和SetValue来完成属性的赋值取值操 作。

　　当然，作为一个例子，为了简洁，很多情况没有考虑，现在来测试一下是否解决了前面的问题。

　　新建两个对象，NormalObject和DependencyObject，在VS下打开SOS查看：

.load sos extension C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll loaded !DumpHeap -stat -type NormalObject total 1 objects Statistics: MT    Count    TotalSize Class Name 009e30d0        1           16 DPDemonstration.NormalObject Total 1 objects !DumpHeap -stat -type DependencyObject total 1 objects Statistics: MT    Count    TotalSize Class Name 009e31a0        1           12 DPDemonstration.DependencyObject Total 1 objects

　　这里在对象中分别建立了一个_unUsedField的字段，.Net的GC要求对象的最小Size为12字节。如果对象的Size不足12字 节，则会自动补齐。默认的Object对象占用8字节，Syncblk(4字节)以及TypeHandle（4字节），为了演示方便，加入了一个 _unUsedField（4字节）来补齐。

　　这里，DependencyObject相比NormalObject，减少了_name的储存空间4字节。

再进一步

　　万里长征第一步，这个想法可以解决我们希望的问题，这个做法还不能让人接受。在这个实现中，所有DependencyObject共用一个DP，这个可以理解，但修改一个对象的属性后，所有对象的属性相当于都被修改了，这个就太可笑了。

　　所以对象属性一旦被修改，这个还是要维护在自己当中的，修改一下前面的DependencyObject，引入一个有效（Effective）的概念。

改进的DependencyObject，加入了_effectiveValues:

3: private List<EffectiveValueEntry> _effectiveValues = new List<EffectiveValueEntry>();

  10:         EffectiveValueEntry effectiveValue = _effectiveValues.FirstOrDefault((i) => i.PropertyIndex == dp.Index);

  11:         if (effectiveValue.PropertyIndex != 0)

  12:         {

  13:             return effectiveValue.Value;

  14:         }

  15:         else

  16:         {

  17:             return DependencyProperty.RegisteredDps[dp.HashCode].Value;

  18:         }

  19:     }

  20: 

  21:     public void SetValue(DependencyProperty dp,monospace; border-right-style:none; border-left-style:none; background-color:#f4f4f4; text-align:left; border-bottom-style:none">  22:     {

  23:         EffectiveValueEntry effectiveValue = _effectiveValues.FirstOrDefault((i) => i.PropertyIndex == dp.Index);

  24:         if (effectiveValue.PropertyIndex != 0)

  26:             effectiveValue.Value = value;

  28:         else

  29:         {

  30:             effectiveValue = new EffectiveValueEntry() { PropertyIndex = dp.Index,Value = value };

  31:             _effectiveValues.Add(effectiveValue);

  32:         }

  33:     }

  34: 

  35:     public string Name

  36:     {

  37:         get

  38:         {

  39:             return (string)GetValue(NameProperty);

  40:         }

  41:         set

  42:         {

  43:             SetValue(NameProperty,monospace; border-right-style:none; border-left-style:none; background-color:#f4f4f4; text-align:left; border-bottom-style:none">  44:         }

  45:     }

  46: }