克服 ObservableCollection 中不断重新排序的数据对 UI 线程造成的压力

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引言

如果您使用过WPF，那么您无疑遇到过一个问题，即为了更新ObservableCollection，您必须在UI线程上花费很长时间。通常对于少量更新，这并不是一个问题，但当处理经常更新且顺序不断变化的数据时（例如来自经纪商列表的最佳价格），这可能会成为一个问题。本文探讨了一种解决此问题的方法。

背景 

在我的职业生涯中，我曾几次遇到过这个问题，并且在面临特别高容量的事件时想到了这个解决方案。

通常，在我所处的大多数环境中，数据都是通过某种形式的服务远程获取的，并且在所有情况下，通过后台工作线程（任务池等）处理数据是常识。但是，在某些时候，需要显示数据，当它涉及到不仅仅是属性更新时，我们通常需要在调度程序线程上调用BeginInvoke或Invoke。如果您这样做过，您通常会知道不断调用调度程序如何迅速导致UI无响应。

那么，什么时候我们需要调用BeginInvoke或Invoke？ 只有当集合需要更改时，例如添加、删除或更改其顺序。那么，我们如何防止这种情况发生？答案是对于需要添加或删除的项，我们无法做到，但对于重新排序的数据，存在另一种方法。

在典型的ObservableCollection中，您可能会决定通过CollectionViewSource或通过交换需要更改位置的项目（作为确定排序索引的值更改）来处理重新排序。这两种方法都需要在UI线程上执行，如果频繁调用，将会降低UI的响应速度。我所采用的方法是，与其像传统的OO方法那样查看类的属性（仅属于一个类），不如将它们视为可互换的。从实践角度来看，这意味着，不是对象更改位置，而只是交换它们的数据。这样做最明显的优势是，可以在工作线程上进行属性更改，因此对UI性能没有影响。

这是通过包装一个ObservableCollection，并且仅在集合增长或收缩时通过添加或删除项目来更新它来实现的。在所有其他时间，项目的内容被交换，允许在后台线程上执行处理，从而释放UI线程以更新UI。

虽然这种方法对于特定大小的集合效果很好，但随着集合变得越来越大，性能会迅速下降，因为排序和插入通常需要大量迭代。

Using the Code

zip文件分为三个项目：

ReorderableObservableCollection ReorderableObservableCollection 源代码

ReorderableObservableCollection.Tests 一个小的单元测试项目

ReorderedCollectionExample 一个关于性能差异以及如何使用集合的示例。

ReorderableObservableCollection

在大多数情况下，该集合可以像任何其他集合一样处理，但值得记住一件事。您不能依赖ReferencesEquals来确定集合中包含的对象是否相同，因为内容将被交换，因此您需要实现IEquatable<>。

区别

为了实现性能，可观察集合由类包装，并作为IEnumerable集合公开。它的设计目的是允许批量进行更改，然后同步更改，这些更改将在UI线程上执行。

要将集合绑定到控件，您需要引用ObservableCollection属性。

//
// This property exposes the wrapped observable collection and should be bound
// to the control used to display the collection in your view
//
public IEnumerable<T> ObservableCollection
 
Example
<DataGrid ItemsSource="{Binding Path=ReorderableData.ObservableCollection}" />

同步底层集合。

//
// Updates the observable collection with any changes made
//
public void Sync()


//
// Updates the observable collection from the maintained list and resets the changes.
// If a large number of changes have been made then this can be more efficient.
//
public void SyncReset()

将项目插入到正确的位置以保持排序顺序。

//
// Inserts an item into the correct location in the collection, based on its IComparable<>
// implementation
//
public void InsertInOrder(T item)
 
Example
ReorderableData.InsertInOrder(new ExampleClass());


//
// Inserts an item into the correct location in the collection, based on its 
// IComparer<T> implementation
//
public void InsertInOrder(IComparer<T> comparer, T item)
 
Example
public class SortOrder : IComparer<ExampleClass>
{
  public int Compare(ExampleClass x, ExampleClass y)
  {
     return x.Index.CompareTo(y.Index);
  }
}

ReorderableData.InsertInOrder(this, new ExampleClass());

将集合排序为有序状态。

//
// Performs a quick sort on the collection using its IComparable<> implementation
//
public void Sort()
 
Example
ReorderableData.Sort();


//
// Performs a quick sort on the collection, using a supplied on its IComparer<T> implementation
//
public void Sort(IComparer<T> comparer)
 
Example
public class SortOrder : IComparer<ExampleClass>
{
  public int Compare(ExampleClass x, ExampleClass y)
  {
     return x.Index.CompareTo(y.Index);
  }
}

ReorderableData.Sort( new SortOrder());

演示程序

演示程序旨在显示在对ObservableCollection进行排序时放置在UI线程上的负载与不触及UI线程的ReorderableObservableCollection之间的差异。

顶部数据网格绑定到ReorderableObservableCollection，较低的网格绑定到ObservableCollection。您会注意到一个睡眠值，这是给予更新ObservableCollection的线程的睡眠时间。减少此睡眠时间，您会很快发现UI变得无响应，增加睡眠时间，您会发现更新次数减少。这可以优化，以便调用BeginInvoke受到限制，但在商业应用程序中，会发生其他UI活动，而演示程序并未模拟这些活动。