Freezable 物件概觀

發行項
10/18/2023

本主題描述如何有效地使用和建立 Freezable 物件，其提供特殊功能來協助改善應用程式效能。可凍結物件的範例包括筆刷、畫筆、轉換、幾何和動畫。

什麼是冰凍？

Freezable是具有兩種狀態的特殊物件類型：解除凍結和凍結。解除凍結時， Freezable 似乎就像任何其他物件一樣。凍結時， Freezable 無法再修改。

Freezable提供 Changed 事件，以通知觀察者對物件所做的任何修改。凍結 Freezable 可以改善其效能，因為它不再需要將資源花在變更通知上。凍結 Freezable 也可以跨執行緒共用，但無法凍結 Freezable 。

雖然類別 Freezable 有許多應用程式，但 Windows Presentation Foundation （WPF）中的大部分 Freezable 物件都與圖形子系統相關。

類別 Freezable 可讓您更輕鬆地使用特定圖形系統物件，並可協助改善應用程式效能。繼承自 Freezable 的類型範例包括 Brush 、 Transform 和 Geometry 類別。因為它們包含 Unmanaged 資源，所以系統必須監視這些物件以進行修改，然後在原始物件有變更時更新其對應的 Unmanaged 資源。即使您實際上未修改圖形系統物件，系統仍必須花費部分資源來監視物件，以防您變更它。

例如，假設您建立 SolidColorBrush 筆刷，並用它來繪製按鈕的背景。

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

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

轉譯按鈕時，WPF 圖形子系統會使用您提供的資訊來繪製圖元群組，以建立按鈕的外觀。雖然您使用純色筆刷來描述按鈕的繪製方式，但純色筆刷實際上不會進行繪製。圖形系統會為按鈕和筆刷產生快速、低階的物件，而它是實際出現在畫面上的物件。

如果您要修改筆刷，則必須重新產生這些低階物件。 freezable 類別可讓筆刷能夠尋找其對應的產生的低階物件，並在變更時加以更新。啟用此功能時，筆刷據說是「解除凍結」。

freezable 的 Freeze 方法可讓您停用此自我更新功能。您可以使用此方法讓筆刷變成「凍結」或不可修改。

注意

並非所有 Freezable 物件都可以凍結。若要避免擲回 InvalidOperationException ，請檢查 Freezable 物件的 CanFreeze 屬性值，以判斷是否可以在嘗試凍結之前凍結它。

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

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

當您不再需要修改可凍結時，凍結可提供效能優勢。如果您在此範例中凍結筆刷，圖形系統就不再需要監視它是否有變更。圖形系統也可以進行其他優化，因為它知道筆刷不會變更。

注意

為了方便起見，除非您明確凍結可凍結物件，否則可凍結的物件會維持未凍結狀態。

使用 Freezables

使用未凍結的凍結就像使用任何其他類型的物件一樣。在下列範例中，在用來繪製按鈕背景之後，的色彩 SolidColorBrush 會從黃色變更為紅色。圖形系統會在幕後運作，在下次重新整理畫面時，自動將按鈕從黃色變更為紅色。

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

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

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

凍結凍結

若要使 Freezable 不可修改，您可以呼叫其 Freeze 方法。當您凍結包含可凍結物件的物件時，這些物件也會凍結。例如，如果您凍結 PathGeometry ，它所包含的圖形和區段也會凍結。

如果下列任一項成立，則無法凍結 Freezable ：

它有動畫或資料系結屬性。
它有動態資源所設定的屬性。（請參閱 XAML 資源，以取得動態資源的詳細資訊。
它包含 Freezable 無法凍結的子物件。

如果這些條件為 false，而且您不打算修改 Freezable ，則您應該凍結它以取得稍早所述的效能優點。

一旦您呼叫 freezable 的 Freeze 方法，就無法再修改它。嘗試修改凍結的物件會導致 InvalidOperationException 擲回。下列程式碼會擲回例外狀況，因為我們嘗試在凍結筆刷之後修改筆刷。


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());
}


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

若要避免擲回這個例外狀況，您可以使用 IsFrozen 方法來判斷是否 Freezable 凍結。


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;
}


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

在上述程式碼範例中，已使用 Clone 方法來建立凍結物件的可修改複本。下一節將更詳細地討論複製。

注意

因為凍結的凍結凍結無法產生動畫效果，所以當您嘗試使用 Storyboard 建立凍結物件的動畫時，動畫系統會自動建立可 Freezable 修改的複本。若要消除複製所造成的效能額外負荷，如果您想要讓物件產生動畫效果，請讓物件保持不凍結。如需使用分鏡腳本建立動畫的詳細資訊，請參閱分鏡腳本概觀。

從標記凍結

若要凍結 Freezable 標記中宣告的物件，請使用 PresentationOptions:Freeze 屬性。在下列範例中， SolidColorBrush 會將宣告為頁面資源並凍結。然後，它會用來設定按鈕的背景。

<Page 
  xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
  xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
  xmlns:PresentationOptions="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation/options" 
  xmlns:mc="http://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 屬性，您必須對應至簡報選項命名空間： http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation/options 。 PresentationOptions 是對應此命名空間的建議前置詞：

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

因為並非所有 XAML 讀取器都能辨識此屬性，因此建議您使用 mc：Ignorable 屬性將屬性標示 PresentationOptions:Freeze 為可忽略：

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

如需詳細資訊，請參閱 mc：Ignorable Attribute 頁面。

「Unfreezing」 a Freezable

凍結之後， Freezable 永遠無法修改或解除凍結;不過，您可以使用或 CloneCurrentValue 方法建立未凍結的複製 Clone 品。

在下列範例中，按鈕的背景是以筆刷設定，然後凍結該筆刷。未凍結的複本是使用 Clone 方法建立的筆刷。複製品已修改，並用來將按鈕的背景從黃色變更為紅色。

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;

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

注意

無論您使用哪一個複製方法，動畫都不會複製到新的 Freezable 。

Clone和 CloneCurrentValue 方法會產生可凍結的深層複本。如果 freezable 包含其他凍結的可凍結物件，它們也會複製並加以修改。例如，如果您複製凍結 PathGeometry 使其可修改，也會複製它所包含的圖形和區段，並加以修改。

建立您自己的 Freezable 類別

衍生自 Freezable 的類別會取得下列功能。

特殊狀態：唯讀（凍結）和可寫入狀態。
執行緒安全性：凍結 Freezable 可以線上程之間共用。
詳細變更通知：不同于其他 DependencyObject ，Freezable 物件會在子屬性值變更時提供變更通知。
容易複製：Freezable 類別已實作數個產生深層複製的方法。

Freezable是的 DependencyObject 型別，因此會使用相依性屬性系統。您的類別屬性不必是相依性屬性，但使用相依性屬性會減少您必須撰寫的程式碼數量，因為 Freezable 類別是以相依性屬性設計。如需相依性屬性系統的詳細資訊，請參閱相依性屬性概觀。

每個 Freezable 子類別都必須覆寫 CreateInstanceCore 方法。如果您的類別針對所有資料使用相依性屬性，則表示您已完成。

如果您的類別包含非相依性屬性資料成員，您也必須覆寫下列方法：

您也必須遵守下列規則，以存取和寫入非相依性屬性的資料成員：

在任何讀取非相依性屬性資料成員的 API 開頭，呼叫 ReadPreamble 方法。
在寫入非相依性屬性資料成員的任何 API 開頭，呼叫 WritePreamble 方法。（一旦您在 API 中呼叫 WritePreamble ，如果您也讀取非相依性屬性資料成員，就不需要對進行額外的呼叫 ReadPreamble 。
WritePostscript在結束寫入至非相依性屬性資料成員的方法之前，先呼叫方法。

如果您的類別包含屬於 DependencyObject 物件的非相依性屬性資料成員，即使您將成員設定為 null ，您也必須在每次變更其中一個值時呼叫 OnFreezablePropertyChanged 方法。

注意

請務必使用對基底實作的呼叫來開始覆寫的每個 Freezable 方法。

如需自訂 Freezable 類別的範例，請參閱自訂動畫範例。