ImageFanReloaded

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引言

ImageFanReloaded 是一款轻量级的图像查看器，支持 .NET 4.5.1 并利用多核处理能力。

ImageFanReloaded 是一项全新的尝试，它在原有 ImageFan 项目的功能基础上进行了复制和改进，同时采用了现代化的技术（WPF、.NET Framework 4.5.1、Moq）以及强大的设计原则和实践（抽象工厂、依赖倒置、模型-视图-演示者、异步编程的 async/await、交互式测试）。

背景

我一直希望能够利用 .NET 的强大功能来创建一个图像查看器，为现有的 C/C++ 解决方案提供一个托管式的替代品。此外，缺乏 64 位图像查看器也促使我寻求一个 .NET 解决方案，在硬件和软件平台允许的情况下，该解决方案能够隐式地以 64 位应用程序的形式运行。

视觉布局和功能

该应用程序的设计遵循现代图像查看器的传统风格，如下所示：

• 窗口左侧是文件夹和驱动器树
• 窗口右侧是缩略图面板，显示选定树节点文件夹或驱动器中图像的缩略图

选择特定文件夹或驱动器会用其中包含的缩略图填充缩略图面板。可以通过 WASD、箭头键、空格键-退格键以及 PgUp-PgDn 键来导航缩略图列表。可以通过使用配置的按键导航到缩略图并单击它，或者通过全屏视图或图像视图导航来选中缩略图。

如果缩略图被选中时被单击，或者按下 Enter 键，它将设置图像为全屏视图，并在必要时调整图像大小以适应屏幕。在全屏模式下，可以使用 WASD、箭头键、空格键-退格键以及 PgUp-PgDn 键和鼠标滚轮来遍历图像列表。用户可以通过按 Esc 键退出此模式。

在全屏模式下，单击或按 Enter 键会切换到窗口化显示模式，以完整尺寸显示图像，如果图像的任一维度大于相应屏幕尺寸维度，则可滚动。在窗口化模式下，可以使用 WASD、箭头键、空格键-退格键以及 PgUp-PgDn 键来遍历图像列表。用户可以通过单击或按 Esc 或 Enter 键退出此模式。

实现挑战与限制

项目结构如图所示。我将逐一解释每个相关的源代码元素。

MainPresenter、IMainView 和 MainView 类型

这三个类型以及支持的模型类型，采用了 Model-View-Presenter (MVP) 模式，用于将 UI 与业务逻辑代码解耦。虽然 WPF 通常与 Model-View-ViewModel (MVVM) 模式结合使用，但在图像可视化应用程序的情况下，我更倾向于 MVP 模式，因为它更灵活，同时保持了依赖倒置和关注点分离的优雅。

在以前的 ImageFan 项目中，有一个名为 TasksDispatcher 的类，它将单个缩略图生成任务分配到可用的处理器核心数量上。在这个项目中，我依赖于 .NET 4.5.1 中 exposed 的细粒度并发支持（通过 async-await 模式）。因此，任务分派器的职责已经由 MainPresenter 类型中的一个异步方法承担，大大减少了代码量并简化了逻辑。

private async void PopulateThumbnails(string folderPath)
{
	var entered = false;
	
	try
	{
		Monitor.Enter(_populateThumbnailsLockObject, ref entered);

		using (_cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource())
		{
			var token = _cancellationTokenSource.Token;

			var getImageFilesTask = Task.Run<IEnumerable<ThumbnailInfo>>(() =>
			{
				var imageFiles = TypesFactoryResolver.TypesFactoryInstance
												.DiscQueryEngineInstance
												.GetImageFiles(folderPath);

				var thumbnailInfoCollection =
					imageFiles
						.Select(anImageFile => new ThumbnailInfo(anImageFile))
						.ToArray();

				return thumbnailInfoCollection;
			});

			var thumbnails = await getImageFilesTask;

			if (token.IsCancellationRequested)
				return;

			_mainView.ClearThumbnailBoxes();

			for (var thumbnailCollection = thumbnails;
					 thumbnailCollection.Any();
					 thumbnailCollection =
								thumbnailCollection.Skip(GlobalData.ProcessorCount))
			{
				var currentThumbnails =
								thumbnailCollection.Take(GlobalData.ProcessorCount);

				var readThumbnailInputTask = Task.Run<TaskStatus>(() =>
				{
					foreach (var aThumbnail in currentThumbnails)
					{
						if (token.IsCancellationRequested)
							return TaskStatus.Canceled;

						aThumbnail.ImageFile.ReadThumbnailInputFromDisc();
					}

					if (token.IsCancellationRequested)
						return TaskStatus.Canceled;
					else
						return TaskStatus.RanToCompletion;
				}, _cancellationTokenSource.Token);

				var readThumbnailInputTaskStatus = await readThumbnailInputTask;
				if (readThumbnailInputTaskStatus == TaskStatus.Canceled)
					return;

				_mainView.PopulateThumbnailBoxes(currentThumbnails);

				var getThumbnailsTask = Task.Run(() =>
				{
					currentThumbnails
						.AsParallel()
						.AsOrdered()
						.ForAll(aThumbnail =>
						{
							if (!token.IsCancellationRequested)
							{
								var currentThumbnail = aThumbnail.ImageFile.Thumbnail;
								currentThumbnail.Freeze();

								aThumbnail.ThumbnailImage = currentThumbnail;
							}
						});
				}, _cancellationTokenSource.Token);
			}
		}
	}
	finally
	{
		if (entered)
			Monitor.Exit(_populateThumbnailsLockObject);
	}
}

FileSystemEntryTreeViewItem 类型

此类型是一个 WPF 用户控件，扩展了 TreeViewItem 控件。每个这样的控件都在 WPF TreeView 控件中显示驱动器或文件夹名称及其图标。当选中一个 FileSystemEntryTreeViewItem 节点时，它会触发缩略图面板中缩略图的显示。

ThumbnailBox 类型

此类型是一个 WPF 自定义控件，继承自 UserControl 类型。它是一个可变大小的控件，显示一个图像缩略图框，其中包含图像缩略图本身，并装饰有图像文件名。它的最大尺寸（宽度或高度）将缩放到 GlobalData.ThumbnailSize（200 像素），而另一个尺寸则按比例缩放。

ImageView 类型

ImageView 是一个 WPF 窗口，以对话框形式显示，具有全屏和窗口化两种模式。全屏模式会调整图像大小（如果图像大于可用全屏尺寸），同时保持原始纵横比。窗口化模式则保留图像大小，在图像超出屏幕尺寸时允许滚动。

DiscQueryEngine 类型

此类型返回系统光盘驱动器和特殊文件夹的列表，以及指定驱动器或文件夹内的子文件夹和图像文件。

ImageFile 类型

该类型仅在需要时从磁盘读取图像文件。它返回从磁盘读取的原始图像、图像的缩略图或图像的全屏缩放版本。它在内部使用可 Dispose 的 Image 对象，然后将结果转换为 WPF 特有的不可 Dispose 的 ImageSource 对象。ImageFile 仅表现出部分 IDisposable 行为，因此它不实现 IDisposable 接口。

ImageResizer 类型

此类型包含两个图像缩放操作：将图像缩放到具有指定最大尺寸的缩略图，以及将图像缩放到给定宽度和高度。

GlobalData 类型

此类包含应用程序范围内的常量和只读数据的引用：资源图像、缩略图大小、导航键和系统处理器核心数。

测试

在开发视觉密集型应用程序时，自然会提出这样的问题：“什么可以被自动测试？”。正确的答案是：“相当多。” ImageFanReloaded 在设计时就考虑了可测试性。使用的测试框架是 MSTest。

该应用程序包含经典的单元测试、交互式单元测试（使用 Moq）和功能测试。所有逻辑都依赖于抽象接口，而不是具体类型，因此支持依赖倒置原则。为了便于测试，使用了 Abstract Factory 设计模式，一个工厂用于正常的生产环境，另一个工厂则返回存根实例用于测试。

总结

从头开始构建应用程序，同时保持其 Windows Forms .NET 2.0 前身 ImageFan 项目的要求，这是一项有益的尝试。

它使我能够迁移到更新的技术（WPF），打破原有的类型之间的依赖关系，使用 Model-View-Presenter 模式，添加测试，采用更简单的缩略图生成并发模型等等。

就使用应用程序的感知满意度而言，我发现这个 WPF 实现更流畅、更精巧，响应速度更快，缩略图刷新也更令人愉悦，当滚动缩略图面板时，几乎感觉不到刷新。缺点是内存占用略大，同时 WPF 依赖于不可 Dispose 的 ImageSource 类型（而非 Windows Forms 的可 Dispose 的 Image 类型），这导致在预期的垃圾回收发生之前，内存使用会出现一些峰值。

由于它是由托管语言 (C#.NET) 编写的，ImageFanReloaded 是即时编译的，专门针对用户的平台（x86 或 x64）。因此，它使用单个二进制文件，同时提供运行平台的全部优势。

源代码和应用程序下载

ImageFanReloaded 应用程序的完整源代码（一个 Google Code 项目）可以通过 此处 访问。如果只对二进制文件感兴趣，可以从 此链接 下载。

我非常欢迎为这个 ImageFan 开源 (GPL v3) 项目 做出贡献和提供反馈。

参考文献

• [1] Microsoft Developer Network (MSDN) 页面
• [2] Robert C. Martin, Clean Code, Prentice Hall, 2008
• [3] Roy Osherove, The Art of Unit Testing: with Examples in .NET, Manning Publications, 2009

历史

• 版本 0.1 - 首次提交 - 2015 年 3 月 2 日
• 版本 0.2 - 更新源代码和二进制文件，少量文章编辑 - 2015 年 3 月 13 日