弱いイベントパターン (WPF .NET)

[アーティクル]
10/13/2023

アプリケーションでは、イベントソースにアタッチされているハンドラーがハンドラーをソースにアタッチしたリスナーオブジェクトと連携して破棄されないことがあります。このような状況では、メモリリークが発生する可能性があります。 Windows Presentation Foundation (WPF) では、この問題に対処するために使用できる設計パターンが導入されています。この設計パターンは特定のイベントに専用のマネージャークラスを提供し、そのイベントのリスナーにインターフェイスを実装します。この設計パターンは、"弱いイベントパターン" 呼ばれます。

前提条件

この記事では、ルーティングイベントの基本的な知識があり、「ルーティングイベントの概要」をお読みになったことを前提としています。この記事の例について理解するには、Extensible Application Markup Language (XAML) を使い慣れていて、Windows Presentation Foundation (WPF) アプリケーションの記述方法を理解していると役に立ちます。

弱いイベントパターンを実装するのはなぜですか?

イベントをリッスンすると、メモリリークが発生する可能性があります。イベントをリッスンする通常の手法は、言語固有の構文を使用してソース上のイベントにハンドラーをアタッチすることです。たとえば、C# ステートメント source.SomeEvent += new SomeEventHandler(MyEventHandler) や VB ステートメント AddHandler source.SomeEvent, AddressOf MyEventHandler などです。ただし、この手法はイベントソースからイベントリスナーへの強い参照を作成します。イベントハンドラーが明示的に登録解除されていない限り、リスナーのオブジェクトの有効期間はソースのオブジェクトの有効期間の影響を受けます。状況によっては、他の要因 (アプリケーションのビジュアルツリーに現在属しているかどうかなど) でリスナーのオブジェクトの有効期間を制御したいことががあります。ソースのオブジェクトの有効期間がリスナーの有益なオブジェクトの有効期間を超えている場合は、リスナーは必要以上に長く存続します。この場合、割り当てられていないメモリでメモリリークが発生します。

弱いイベントパターンはメモリリークの問題を解決するように設計されています。リスナーをイベントに登録する必要がある場合は弱いイベントパターンを使用できますが、リスナー側では登録を解除するタイミングを明示的に認識できません。ソースのオブジェクトの有効期間がリスナーの有益なオブジェクトの有効期間を超える場合も、弱いイベントパターンを使用できます。この場合、"有益" かどうかはユーザーの判断次第です。弱いイベントパターンを使用すると、リスナーでは、リスナーのオブジェクトの有効期間特性に影響を与えることなく、イベントの登録と受信を行うことができます。つまり、ソースからの暗黙の参照によって、リスナーがガベージコレクションの対象かどうか判断されることはありません。この参照は弱い参照であるため、弱いイベントパターンと関連する API の名前が付けられます。ガベージコレクションまたはその他の方法でリスナーを破棄することができます。また、破棄されたオブジェクトに対する収集不可能なハンドラー参照を保持することなく、ソースを継続できます。

弱いイベントパターンを実装する必要があるのは誰ですか?

弱いイベントパターンは、主にコントロールの作成者に関連します。コントロールの作成者は、コントロールの動作とコンテインメイトに加え、コントロールが挿入されるアプリケーションに及ぼす影響に主に責任を負います。これには、コントロールオブジェクトの有効期間の動作の中でも、特にここで説明するメモリリークの問題の処理が含まれます。

弱いイベントパターンの適用に本質的に適しているシナリオがあります。このようなシナリオの 1 つにデータバインディングがあります。データバインディングでは、ソースオブジェクトがバインディングのターゲットであるリスナーオブジェクトから完全に独立しているのが普通です。 WPF データバインディングの多くの側面には、イベントの実装方法に弱いイベントパターンが既に適用されています。

弱いイベントパターンを実装する方法

弱いイベントパターンを実装するには 4 つの方法があり、各アプローチは異なるイベントマネージャーを使用します。シナリオに最適なイベントマネージャーを選択します。

既存の弱いイベントマネージャー:

サブスクライブするイベントに対応する WeakEventManager がある場合は、既存の弱いイベントマネージャーを使用します。 WPF に含まれている弱いイベントマネージャーの一覧については、WeakEventManager クラスの継承階層を参照してください。含まれている弱いイベントマネージャーは限られているため、おそらく他の方法のいずれかを選択する必要があります。
汎用的な弱いイベントマネージャー:

既存の WeakEventManager を使用できず、弱いイベントを実装する最も簡単な方法を探している場合は、汎用的な WeakEventManager<TEventSource,TEventArgs> を使用します。ただし、汎用的な WeakEventManager<TEventSource,TEventArgs> はリフレクションを使用して名前からイベントを検出するため、既存またはカスタムの弱いイベントマネージャーよりも効率が低くなります。また、汎用的な WeakEventManager<TEventSource,TEventArgs> を使用してイベントを登録するために必要なコードは、既存またはカスタムの WeakEventManager を使用するよりも詳細です。
カスタムの弱いイベントマネージャー:

既存の WeakEventManager を使用できず、効率が重要な場合は、カスタムの WeakEventManager を作成します。汎用的な WeakEventManagerよりも効率的ですが、カスタムの WeakEventManager ではより多くの事前コードを作成する必要があります。
サードパーティの弱いイベントマネージャー:

他の方法では提供されない機能が必要な場合は、サードパーティの弱いイベントマネージャーを使用します。 NuGet にはいくつかの弱いイベントマネージャーがあります。多くの WPF フレームワークはこのパターンもサポートします。

次のセクションでは、さまざまなイベントマネージャーの種類を使用して弱いイベントパターンを実装する方法について説明します。汎用的およびカスタムの弱いイベントマネージャーの例では、サブスクライブするイベントには次の特性があります。

イベント名は SomeEvent です。
イベントは SomeEventSource クラスによって発生します。
イベントハンドラーの型は EventHandler<SomeEventArgs> です。
イベントからイベントハンドラーに型 SomeEventArgs のパラメーターが渡されます。

既存の弱いイベントマネージャークラスを使用する

既存の弱いイベントマネージャーを見つけます。 WPF に含まれる弱いイベントマネージャーの一覧については、WeakEventManager クラスの継承階層を参照してください。

通常のイベントフックアップではなく、新しい弱いイベントマネージャーを使用します。

たとえば、コードで次のパターンを使用してイベントをサブスクライブするとします。

source.LostFocus += new RoutedEventHandler(Source_LostFocus);

AddHandler source.LostFocus, New RoutedEventHandler(AddressOf Source_LostFocus)

次のパターンに変更します。

LostFocusEventManager.AddHandler(source, Source_LostFocus);

LostFocusEventManager.AddHandler(
    source, New EventHandler(Of RoutedEventArgs)(AddressOf Source_LostFocus))

同様に、コードで次のパターンを使用してイベントのサブスクライブを解除するとします。

source.LostFocus -= new RoutedEventHandler(Source_LostFocus);

RemoveHandler source.LostFocus, New RoutedEventHandler(AddressOf Source_LostFocus)

次のパターンに変更します。

LostFocusEventManager.RemoveHandler(source, Source_LostFocus);

LostFocusEventManager.RemoveHandler(
    source, New EventHandler(Of RoutedEventArgs)(AddressOf Source_LostFocus))

汎用的な弱いイベントマネージャークラスの使用

通常のイベントフックアップではなく、ジェネリック WeakEventManager<TEventSource,TEventArgs> クラスを使用します。

WeakEventManager<TEventSource,TEventArgs> を使用してイベントリスナーを登録する場合、イベントソースと EventArgs 型を型パラメーターとしてクラスに指定します。次のコードに示すように、AddHandler を呼び出します。

WeakEventManager<SomeEventSource, SomeEventArgs>.AddHandler(source, "SomeEvent", Source_SomeEvent);

WeakEventManager(Of SomeEventSource, SomeEventArgs).AddHandler(
    source, "SomeEvent", New EventHandler(Of SomeEventArgs)(AddressOf Source_SomeEvent))

カスタムの弱いイベントマネージャークラスを作成する

次のクラステンプレートをプロジェクトにコピーします。次のクラスは WeakEventManager クラスから継承します。

class SomeEventWeakEventManager : WeakEventManager
{
    private SomeEventWeakEventManager()
    {
    }

    /// <summary>
    /// Add a handler for the given source's event.
    /// </summary>
    public static void AddHandler(SomeEventSource source,
                                  EventHandler<SomeEventArgs> handler)
    {
        if (source == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(source));
        if (handler == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(handler));

        CurrentManager.ProtectedAddHandler(source, handler);
    }

    /// <summary>
    /// Remove a handler for the given source's event.
    /// </summary>
    public static void RemoveHandler(SomeEventSource source,
                                     EventHandler<SomeEventArgs> handler)
    {
        if (source == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(source));
        if (handler == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(handler));

        CurrentManager.ProtectedRemoveHandler(source, handler);
    }

    /// <summary>
    /// Get the event manager for the current thread.
    /// </summary>
    private static SomeEventWeakEventManager CurrentManager
    {
        get
        {
            Type managerType = typeof(SomeEventWeakEventManager);
            SomeEventWeakEventManager manager =
                (SomeEventWeakEventManager)GetCurrentManager(managerType);

            // at first use, create and register a new manager
            if (manager == null)
            {
                manager = new SomeEventWeakEventManager();
                SetCurrentManager(managerType, manager);
            }

            return manager;
        }
    }

    /// <summary>
    /// Return a new list to hold listeners to the event.
    /// </summary>
    protected override ListenerList NewListenerList()
    {
        return new ListenerList<SomeEventArgs>();
    }

    /// <summary>
    /// Listen to the given source for the event.
    /// </summary>
    protected override void StartListening(object source)
    {
        SomeEventSource typedSource = (SomeEventSource)source;
        typedSource.SomeEvent += new EventHandler<SomeEventArgs>(OnSomeEvent);
    }

    /// <summary>
    /// Stop listening to the given source for the event.
    /// </summary>
    protected override void StopListening(object source)
    {
        SomeEventSource typedSource = (SomeEventSource)source;
        typedSource.SomeEvent -= new EventHandler<SomeEventArgs>(OnSomeEvent);
    }

    /// <summary>
    /// Event handler for the SomeEvent event.
    /// </summary>
    void OnSomeEvent(object sender, SomeEventArgs e)
    {
        DeliverEvent(sender, e);
    }
}

Class SomeEventWeakEventManager
    Inherits WeakEventManager

    Private Sub New()
    End Sub

    ''' <summary>
    ''' Add a handler for the given source's event.
    ''' </summary>
    Public Shared Sub [AddHandler](source As SomeEventSource,
                                   handler As EventHandler(Of SomeEventArgs))
        If source Is Nothing Then Throw New ArgumentNullException(NameOf(source))
        If handler Is Nothing Then Throw New ArgumentNullException(NameOf(handler))
        CurrentManager.ProtectedAddHandler(source, handler)
    End Sub

    ''' <summary>
    ''' Remove a handler for the given source's event.
    ''' </summary>
    Public Shared Sub [RemoveHandler](source As SomeEventSource,
                                      handler As EventHandler(Of SomeEventArgs))
        If source Is Nothing Then Throw New ArgumentNullException(NameOf(source))
        If handler Is Nothing Then Throw New ArgumentNullException(NameOf(handler))
        CurrentManager.ProtectedRemoveHandler(source, handler)
    End Sub

    ''' <summary>
    ''' Get the event manager for the current thread.
    ''' </summary>
    Private Shared ReadOnly Property CurrentManager As SomeEventWeakEventManager
        Get
            Dim managerType As Type = GetType(SomeEventWeakEventManager)
            Dim manager As SomeEventWeakEventManager =
                CType(GetCurrentManager(managerType), SomeEventWeakEventManager)

            If manager Is Nothing Then
                manager = New SomeEventWeakEventManager()
                SetCurrentManager(managerType, manager)
            End If

            Return manager
        End Get
    End Property

    ''' <summary>
    ''' Return a new list to hold listeners to the event.
    ''' </summary>
    Protected Overrides Function NewListenerList() As ListenerList
        Return New ListenerList(Of SomeEventArgs)()
    End Function

    ''' <summary>
    ''' Listen to the given source for the event.
    ''' </summary>
    Protected Overrides Sub StartListening(source As Object)
        Dim typedSource As SomeEventSource = CType(source, SomeEventSource)
        AddHandler typedSource.SomeEvent, New EventHandler(Of SomeEventArgs)(AddressOf OnSomeEvent)
    End Sub

    ''' <summary>
    ''' Stop listening to the given source for the event.
    ''' </summary>
    Protected Overrides Sub StopListening(source As Object)
        Dim typedSource As SomeEventSource = CType(source, SomeEventSource)
        AddHandler typedSource.SomeEvent, New EventHandler(Of SomeEventArgs)(AddressOf OnSomeEvent)
    End Sub

    ''' <summary>
    ''' Event handler for the SomeEvent event.
    ''' </summary>
    Private Sub OnSomeEvent(sender As Object, e As SomeEventArgs)
        DeliverEvent(sender, e)
    End Sub
End Class

イベント名に一致するように、、SomeEventWeakEventManager、SomeEvent、SomeEventSource、SomeEventArgs の名前を変更します。
弱いイベントマネージャークラスが管理するイベントのアクセシビリティに合致するように、アクセス修飾子を設定します。

通常のイベントフックアップではなく、新しい弱いイベントマネージャーを使用します。

たとえば、コードで次のパターンを使用してイベントをサブスクライブするとします。

source.SomeEvent += new EventHandler<SomeEventArgs>(Source_SomeEvent);

AddHandler source.SomeEvent, New EventHandler(Of SomeEventArgs)(AddressOf Source_SomeEvent)

次のパターンに変更します。

SomeEventWeakEventManager.AddHandler(source, Source_SomeEvent);

SomeEventWeakEventManager.AddHandler(
    source, New EventHandler(Of SomeEventArgs)(AddressOf Source_SomeEvent))

同様に、コードで次のパターンを使用してイベントのサブスクライブを解除するとします。

source.SomeEvent -= new EventHandler<SomeEventArgs>(Source_SomeEvent);

RemoveHandler source.SomeEvent, New EventHandler(Of SomeEventArgs)(AddressOf Source_SomeEvent)

次のパターンに変更します。

SomeEventWeakEventManager.RemoveHandler(source, Source_SomeEvent);

SomeEventWeakEventManager.RemoveHandler(
    source, New EventHandler(Of SomeEventArgs)(AddressOf Source_SomeEvent))

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弱いイベントパターン (WPF .NET)

前提条件

弱いイベントパターンを実装するのはなぜですか?

弱いイベントパターンを実装する必要があるのは誰ですか?

弱いイベントパターンを実装する方法

既存の弱いイベントマネージャークラスを使用する

汎用的な弱いイベントマネージャークラスの使用

カスタムの弱いイベントマネージャークラスを作成する

関連項目

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その他のリソース

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前提条件

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弱いイベント パターンを実装する必要があるのは誰ですか?

弱いイベント パターンを実装する方法

既存の弱いイベント マネージャー クラスを使用する

汎用的な弱いイベント マネージャー クラスの使用

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