改善 Xamarin.Forms 應用程式效能

演進 2016：使用 優化應用程式效能 Xamarin.Forms

不佳的應用程式效能會以許多方式表現。 它可能會讓應用程式看起來沒有回應、造成捲動緩慢，以及減少裝置電池壽命。 不過，最佳化效能不僅僅只牽涉到實作有效率的程式碼而已。 同時也必須考量使用者對於應用程式效能的體驗。 例如，確保作業能在不封鎖使用者執行其他活動的情況下執行，將可以協助改善使用者體驗。

有許多技術可用來增加應用程式的效能和感知效能 Xamarin.Forms 。 這些技巧可共同大幅減少 CPU 所執行的工作量和應用程式所耗用的記憶體數量。

注意

在閱讀本文之前，您應該先閱讀跨平台效能，其中討論非平台特定的技術來改善記憶體使用量和使用 Xamarin 平台所建置之應用程式的效能。

啟用 XAML 編譯器

XAML 可選擇性地使用 XAML 編譯器 (XAMLC) 直接編譯成中繼語言 (IL)。 XAMLC 提供許多優點：

• 它會執行 XAML 的編譯時間檢查，以通知使用者是否有任何錯誤。
• 它能免去 XAML 元素一部分的載入和具現化時間。
• 它能透過不再包含 .xaml 檔案來協助減少最終組件的檔案大小。

XAMLC 預設會在新的 Xamarin.Forms 解決方案中啟用。 不過，可能需要在較舊的解決方案中啟用它。 如需詳細資訊，請參閱編譯 XAML。

使用編譯的繫結

編譯的系結可藉由在編譯時期解析系結表達式，而不是在運行時間反映來改善應用程式中的數據系結效能 Xamarin.Forms 。 編譯繫結運算式會產生編譯的程式碼，通常會使用比傳統繫結快上 8-20 倍的速度來解析繫結。 如需詳細資訊，請參閱編譯繫結。

減少不必要的繫結

請勿針對能輕易靜態設定的內容使用繫結。 將不需繫結的資料繫結並不會帶來任何好處，因為繫結本身並不符合成本效益。 例如，設定 Button.Text = "Accept" 的額外負荷比系結 Button.Text 至值為 “Accept” 的 viewmodel string 屬性還少。

使用快速轉譯器

快速轉譯器藉由壓平產生的原生控件階層，減少Android上控件的 Xamarin.Forms 通貨膨脹和轉譯成本。 這能透過建立較少的物件來降低視覺化樹狀結構的複雜度，以進一步降低記憶體使用量並提升效能。

從 Xamarin.Forms 4.0 開始，所有以為目標 FormsAppCompatActivity 的應用程式預設都會使用快速轉譯器。 如需詳細資訊，請參閱快速轉譯器。

在 Android 上啟用啟動追蹤

Android 上的預先 (AOT) 編譯可將 Just in Time (JIT) 應用程式啟動額外負荷和記憶體使用量降到最低，代價則是建立更大的 APK。 替代方法是使用啟動追蹤，相較於傳統 AOT 編譯，這可在 Android APK 大小和啟動時間之間進行取捨。

啟動追蹤只會編譯代表空白 Xamarin.Forms 應用程式中最昂貴的應用程式啟動部分的 Managed 方法集合，而不是盡可能編譯至 Unmanaged 程式代碼的應用程式。 相較於傳統的 AOT 編譯，此方法會導致 APK 大小降低，同時仍會提供類似的啟動改進。

啟用版面配置壓縮

版面配置壓縮會從視覺化樹狀結構中移除指定的版面配置，以試圖改善頁面轉譯效能。 這所提供的效能優勢，會根據頁面的複雜性、所使用的作業系統版本，以及執行應用程式的裝置而有所不同。 然而，較舊裝置將能獲得較大的效能提升。 如需詳細資訊，請參閱版面配置壓縮。

選擇正確的版面配置

能顯示多個子系但卻只有單一子系的版面配置，是很浪費資源的。 例如，下列程式碼範例會示範具有單一子系的 StackLayout：

<ContentPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
             x:Class="DisplayImage.HomePage">
    <StackLayout>
        <Image Source="waterfront.jpg" />
    </StackLayout>
</ContentPage>

這很浪費資源，因此應將 StackLayout 元素移除，如下列程式碼範例所示：

<ContentPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
             x:Class="DisplayImage.HomePage">
    <Image Source="waterfront.jpg" />
</ContentPage>

此外，請勿嘗試使用其他版面配置的組合來重現特定版面配置的外觀，這會導致執行不必要的版面配置計算。 例如，請勿嘗試使用 StackLayout 執行個體的組合，重現 Grid 版面配置。 下列程式碼範例會示範此錯誤作法的範例：

<ContentPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
             x:Class="Details.HomePage"
             Padding="0,20,0,0">
    <StackLayout>
        <StackLayout Orientation="Horizontal">
            <Label Text="Name:" />
            <Entry Placeholder="Enter your name" />
        </StackLayout>
        <StackLayout Orientation="Horizontal">
            <Label Text="Age:" />
            <Entry Placeholder="Enter your age" />
        </StackLayout>
        <StackLayout Orientation="Horizontal">
            <Label Text="Occupation:" />
            <Entry Placeholder="Enter your occupation" />
        </StackLayout>
        <StackLayout Orientation="Horizontal">
            <Label Text="Address:" />
            <Entry Placeholder="Enter your address" />
        </StackLayout>
    </StackLayout>
</ContentPage>

這很浪費資源，因為會執行不必要的版面配置計算。 改用 Grid 可以更恰當地實現所需的版面配置，如下列程式碼範例所示：

<ContentPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
             x:Class="Details.HomePage"
             Padding="0,20,0,0">
    <Grid>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="100" />
            <ColumnDefinition Width="*" />
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="30" />
            <RowDefinition Height="30" />
            <RowDefinition Height="30" />
            <RowDefinition Height="30" />
        </Grid.RowDefinitions>
        <Label Text="Name:" />
        <Entry Grid.Column="1" Placeholder="Enter your name" />
        <Label Grid.Row="1" Text="Age:" />
        <Entry Grid.Row="1" Grid.Column="1" Placeholder="Enter your age" />
        <Label Grid.Row="2" Text="Occupation:" />
        <Entry Grid.Row="2" Grid.Column="1" Placeholder="Enter your occupation" />
        <Label Grid.Row="3" Text="Address:" />
        <Entry Grid.Row="3" Grid.Column="1" Placeholder="Enter your address" />
    </Grid>
</ContentPage>

將版面配置效能最佳化

如果要獲得最佳的版面配置效能，請遵循下列指導方針：

• 指定 Margin 屬性值，允許建立換行檢視數目較少的版面配置，以減少版面配置階層的深度。 如需詳細資訊，請參閱邊界和邊框距離。
• 使用 Grid 時，請盡可能不要將資料列和資料行設為 Auto 大小。 每個自動調整大小的資料列或資料行都會導致版面配置引擎執行額外的版面配置計算。 可能的話，請改用固定大小的資料列和資料行。 或是使用 GridUnitType.Star 列舉值將資料列和資料行設定為佔用成比例的空間量，前提是父樹狀結構也遵循這些版面配置指導方針。
• 除非必要，請勿設定版面配置的 VerticalOptions 和 HorizontalOptions 屬性。 LayoutOptions.Fill 和 LayoutOptions.FillAndExpand 的預設值可提供最優異的版面配置最佳化。 變更這些屬性會衍生成本，同時也會消耗記憶體，即使是將它們設為預設值也一樣。
• 盡量避免使用 RelativeLayout。 它會導致 CPU 必須執行更多工作。
• 使用 AbsoluteLayout 時，請盡可能避免使用 AbsoluteLayout.AutoSize 屬性。
• 使用 StackLayout 時，請確定只將一個子系設為 LayoutOptions.Expands。 此屬性可確保指定的子系會佔用 StackLayout 所能提供的最大空間，重複執行這些計算將會浪費資源。
• 避免呼叫 Layout 類別的任一方法，因為它們會導致執行高成本的版面配置計算。 所需的版面配置行為通常可以透過改為設定 TranslationX 和 TranslationY 屬性來取得。 或是將 Layout<View> 類別子類別化，以實現所需的版面配置行為。
• 請勿過度頻繁地更新任何 Label 執行個體，因為變更標籤大小會使系統需重新計算整個畫面的版面配置。
• 除非必要，請勿設定 Label.VerticalTextAlignment 屬性。
• 盡可能將任一 Label 執行個體的 LineBreakMode 設為 NoWrap。

使用非同步程式設計

您可以使用異步程式設計來增強應用程式的整體回應性，並經常避免效能瓶頸。 在 .NET 中，以 工作為基礎的異步模式 （TAP） 是異步操作的建議設計模式。 不過，使用 TAP 不正確可能會導致應用程式表現不佳。 因此，在使用 TAP 時，應該遵循下列指導方針。

基礎

• 瞭解列舉所 TaskStatus 代表的工作生命週期。 如需詳細資訊，請參閱 TaskStatus 和 Task狀態的意義。

• Task.WhenAll使用 方法來異步等候多個異步操作完成，而不是個別await等候一系列異步操作。 如需詳細資訊，請參閱 Task.WhenAll。

• Task.WhenAny使用 方法，以異步方式等候其中一個異步操作完成。 如需詳細資訊，請參閱 Task.WhenAny。

• Task.Delay使用 方法產生Task物件，該物件會在指定時間之後完成。 這適用於輪詢數據，以及延遲處理預先決定時間的使用者輸入等案例。 如需詳細資訊，請參閱 Task.Delay。

• 使用 Task.Run 方法在線程集區上執行密集的同步 CPU 作業。 此方法是方法的 TaskFactory.StartNew 快捷方式，其中已設定最佳自變數。 如需詳細資訊，請參閱 Task.Run。

• 避免嘗試建立異步建構函式。 請改用生命週期事件或個別的初始化邏輯來正確 await 進行任何初始化。 如需詳細資訊，請參閱 blog.stephencleary.com 上的異步建構函 式。

• 使用延遲工作模式，以避免等待異步操作在應用程式啟動期間完成。 如需詳細資訊，請參閱 AsyncLazy。

• 建立現有異步操作的工作包裝函式，其不會藉由建立 TaskCompletionSource<T> 物件來使用 TAP。 這些物件可取得可程式性的優點 Task ，並可讓您控制相關聯 Task之存留期和完成。 如需詳細資訊，請參閱 TaskCompletionSource的本質。

• Task當不需要處理異步操作的結果時，傳回 物件，而不是傳回等候Task的物件。 由於執行的內容切換較少，因此效能更高。

• 使用工作平行連結庫 （TPL） 數據流連結庫，例如在數據可供使用時處理數據，或當您有多個必須以異步方式通訊的作業時。 如需詳細資訊，請參閱數據流（工作平行連結庫）。

UI

• 如果有的話，請呼叫 API 的異步版本。 這可讓 UI 執行緒保持在未遭封鎖的狀態，協助改善使用者使用應用程式的體驗。

• 使用UI線程上異步操作的數據更新UI元素，以避免擲回例外狀況。 不過，屬性的 ListView.ItemsSource 更新會自動封送處理至UI線程。 如需判斷程序代碼是否在UI線程上執行的資訊，請參閱 Xamarin.Essentials： MainThread。

  重要

  透過數據系結更新的任何控件屬性都會自動封送處理至UI線程。

錯誤處理

• 瞭解異步例外狀況處理。 執行異步的程式代碼所擲回的未處理例外狀況會傳播回呼叫線程，但在某些情況下除外。 如需詳細資訊，請參閱例外狀況處理（工作平行連結庫）。
• 請避免建立 async void 方法，並改為建立 async Task 方法。 這些可讓錯誤處理、可組合性和可測試性更容易。 此指導方針的例外狀況是異步事件處理程式，必須傳回 void。 如需詳細資訊，請參閱 避免異步 Void。
• 請勿藉由呼叫 Task.Wait、 Task.Result或 GetAwaiter().GetResult 方法來混合封鎖和異步程式代碼，因為它們可能會導致死結發生。 不過，如果必須違反此指導方針，慣用的方法就是呼叫 GetAwaiter().GetResult 方法，因為它會保留工作例外狀況。 如需詳細資訊，請參閱 .NET 4.5 中的異步一路和工作例外狀況處理。
• ConfigureAwait盡可能使用 方法來建立無內容程序代碼。 無內容程式代碼對行動應用程式有較佳的效能，是使用部分異步程式代碼基底時避免死結的實用技術。 如需詳細資訊，請參閱 設定內容。
• 使用 接續工作 來處理先前異步操作擲回的例外狀況，以及在啟動之前或執行時取消接續等功能。 如需詳細資訊，請參閱 使用連續工作鏈結工作。
• 從 ICommand叫用異步操作時，請使用異步ICommand實作。 這可確保可以處理異步命令邏輯中的任何例外狀況。 如需詳細資訊，請參閱 異步程式設計：異步MVVM應用程式的模式：命令。

謹慎選擇相依性插入容器

相依性插入容器會對行動應用程式引進額外的效能限制式。 使用容器來登錄和解析類型具有效能成本，因為容器會使用反映來建立每種類型，特別是在針對應用程式中的每個頁面巡覽重建相依性時。 如果有許多或深度相依性，則建立的成本可能會大幅增加。 此外，根據使用的容器而定，類型註冊 (通常會在應用程式啟動期間進行) 可能會對啟動時間產生明顯的影響。

替代方法是使用 Factory 手動實作相依性插入，使其更具效能。

建立 Shell 應用程式

Xamarin.Forms Shell 應用程式會根據飛出視窗和索引標籤提供有意見的瀏覽體驗。 如果您的應用程式使用者體驗可以透過 Shell 實作，那麼，這樣做是有助益的。 Shell 應用程式有助於避免產生不佳的啟動體驗，因為頁面會在需要時 (而非應用程式啟動時) 建立來回應巡覽，這會發生於使用 `TabbedPage' 的應用程式中。 如需詳細資訊，請參閱 Xamarin.Forms 殼層。

使用 CollectionView 而非 ListView

CollectionView 是使用不同版面配置規格呈現資料清單的檢視。 它提供更有彈性且更具效能的 ListView 替代方法。 如需詳細資訊，請參閱 Xamarin.Forms CollectionView。

將 ListView 效能最佳化

使用 ListView 時，有許多應進行最佳化的使用者體驗：

• 初始化：自控制項建立時開始，並於畫面上顯示項目時結束的時間間隔。
• 捲動：能夠捲動清單並確保 UI 跟得上觸控手勢。
• 互動：加入、刪除和選取項目的互動。

ListView 控制項需要應用程式提供資料和儲存格範本。 實現此目標的方式將對控制項的效能產生很大的影響。 如需詳細資訊，請參閱 ListView 效能。

最佳化影像資源

顯示影像資源可能會大幅增加應用程式的磁碟使用量。 因此應該只有在必要時才建立它們，且應在應用程式不再需要它們時應立即釋出。 例如，如果某應用程式是藉由從資料流讀取影像資料來顯示影像，請務必只在必要時才建立資料流，且務必於不再需要資料流時將它釋出。 若要實現此目標，可藉由在頁面建立時或 Page.Appearing 事件觸發時建立資料流，然後在 Page.Disappearing 事件觸發時處置資料流。

使用 ImageSource.FromUri 方法下載要顯示的影像時，務必將 UriImageSource.CachingEnabled 屬性設為 true 以快取下載的影像。 如需詳細資訊，請參閱使用影像。

如需詳細資訊，請參閱最佳化影像資源。

減少視覺化樹狀結構大小

減少頁面上的元素數目，可讓頁面轉譯速度變得更快。 有兩個主要技巧可以實現此目標。 其一是隱藏看不見的元素。 每個元素的 IsVisible 屬性會決定該元素是否應成為視覺化樹狀結構的一部分。 因此，如果某個元素因為隱藏在其他元素背後而看不見，請移除該元素或將其 IsVisible 屬性設為 false。

第二個技巧是移除不必要的元素。 例如，下列程式碼範例顯示的頁面版面配置會包含多個 Label 物件：

<StackLayout>
    <StackLayout Padding="20,20,0,0">
        <Label Text="Hello" />
    </StackLayout>
    <StackLayout Padding="20,20,0,0">
        <Label Text="Welcome to the App!" />
    </StackLayout>
    <StackLayout Padding="20,20,0,0">
        <Label Text="Downloading Data..." />
    </StackLayout>
</StackLayout>

在減少元素數目的情況下，仍然能維持相同的頁面版面配置，如下列程式碼範例所示：

<StackLayout Padding="20,35,20,20" Spacing="25">
  <Label Text="Hello" />
  <Label Text="Welcome to the App!" />
  <Label Text="Downloading Data..." />
</StackLayout>

減少應用程式資源字典大小

應用程式中所使用的任何資源，都應儲存在應用程式的資源字典中以避免重複。 這有助於減少整個應用程式中必須剖析的 XAML 數目。 下列程式碼範例顯示 HeadingLabelStyle 資源，由於它是用於整個應用程式，因此會定義於應用程式的資源字典中：

<Application xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
             x:Class="Resources.App">
     <Application.Resources>
         <ResourceDictionary>
            <Style x:Key="HeadingLabelStyle" TargetType="Label">
                <Setter Property="HorizontalOptions" Value="Center" />
                <Setter Property="FontSize" Value="Large" />
                <Setter Property="TextColor" Value="Red" />
            </Style>
         </ResourceDictionary>
     </Application.Resources>
</Application>

不過，頁面特有的 XAML 不應包含於應用程式的資源字典中，因為資源接著將在應用程式啟動時 (而非在頁面要求時) 進行剖析。 如果某個資源是由某個非啟動頁面的頁面使用，則應將它放在該頁面的資源字典中，這有助於減少應用程式啟動時所剖析的 XAML 數目。 下列程式碼範例顯示 HeadingLabelStyle 資源，由於它僅用於單一頁面，因此我們將它定義於頁面的資源字典中：

<ContentPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
             x:Class="Test.HomePage"
             Padding="0,20,0,0">
    <ContentPage.Resources>
        <ResourceDictionary>
          <Style x:Key="HeadingLabelStyle" TargetType="Label">
              <Setter Property="HorizontalOptions" Value="Center" />
              <Setter Property="FontSize" Value="Large" />
              <Setter Property="TextColor" Value="Red" />
          </Style>
        </ResourceDictionary>
    </ContentPage.Resources>
    ...
</ContentPage>

如需應用程式資源的詳細資訊，請參閱 XAML 樣式。

使用自訂轉譯器模式

大部分 Xamarin.Forms 的轉譯器類別都會公開 OnElementChanged 方法，這是在建立自定義控件來轉譯對應的原生控件時 Xamarin.Forms 呼叫的方法。 在每個平台專案中自訂轉譯器類別，然後覆寫此方法以具現化並自訂原生控制項。 SetNativeControl 方法可用來具現化原生控制項，且這個方法也會將控制項參考指派給 Control 屬性。

但在某些情況下，可能會一再呼叫 OnElementChanged 方法。 因此，為避免因記憶體流失而影響效能，在具現化新的原生控制項時，請務必謹慎。 下列程式碼範例顯示在自訂轉譯器中具現化新的原生控制項時所使用的方法：

protected override void OnElementChanged (ElementChangedEventArgs<NativeListView> e)
{
  base.OnElementChanged (e);

  if (e.OldElement != null)
  {
    // Unsubscribe from event handlers and cleanup any resources
  }

  if (e.NewElement != null)
  {
    if (Control == null)
    {
      // Instantiate the native control with the SetNativeControl method
    }
    // Configure the control and subscribe to event handlers
  }
}

當 Control 屬性是 null 時，新的原生控制項只應具現化一次。 此外，只有在自定義轉譯器附加至新 Xamarin.Forms 元素時，才應該建立、設定和事件處理程式訂閱。 同樣地，應該只在轉譯器附加到的元素變更時，才取消訂閱任何已訂閱的事件處理常式。 採用這個方法將有助於建立有效執行的自訂轉譯器，避免發生記憶體流失。

重要

只有在 e.NewElement 屬性不是 null，且 Control 屬性為 null 時，才應叫用 SetNativeControl 方法。

如需自訂轉譯器的詳細資訊，請參閱在每個平台上自訂控制項。

相關連結

• 跨平台效能
• 編譯 XAML
• 編譯的繫結
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