разработка универсальных приложений Windows
64,8
рейтинг
22 сентября 2015 в 09:38

Разработка → Приложение на прокачку. Как ускорить загрузку C#/XAML приложения Windows Store


Существуют различные способы ускорить скорость загрузки приложения и его производительность.
В частности вы можете использовать отложенную загрузку элементов страницы или воспользоваться инкрементной загрузкой содержимого. Об этих способах загрузить страницу быстрее и о других рекомендациях читайте далее.

Отложенная загрузка элементов страницы


Иногда при загрузке приложения некоторые элементы нам сразу не нужны. В таком случае мы можем их не загружать сразу, ускорив таким образом запуск приложения, а загрузить их только потом, когда они действительно станут необходимы.
Разберем на примере. Добавим такой вот код в XAML нашей страницы:

    <Grid HorizontalAlignment="Center" Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">      
      <StackPanel x:Name="SomeHiddenPanel" Visibility="Collapsed" Width="100" Height="100" Background="Yellow">
      </StackPanel>
      <Button x:Name="btnShow" Click="btnShow_Click">Показать панель</Button>        
    </Grid>

Как видно из кода элемент StackPanel скрыт. Запустим приложение. В окне приложения StackPanel желтого цвета не отображается. А вот в динамическом визуальном дереве (кстати, это новая фича Visual Studio 2015) мы сразу же после запуска сможем увидеть наш скрытый элемент с именем SomeHiddenPanel:



Выходит, то, что мы сделали его Collapsed, не означает, что он не загрузится. Контрол не занимает пространство интерфейса окна, но загружается и кушает наши ресурсы. При желании мы сможем его отобразить на странице с помощью:

SomeHiddenPanel.Visibility = Visibility.Visible;

После того, как мы добавим к элементу StackPanel атрибут x:DeferLoadStrategy=«Lazy» мы получим такой вот код:

    <Grid HorizontalAlignment="Center" Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">    
        <StackPanel x:Name="SomeHiddenPanel" x:DeferLoadStrategy="Lazy" Visibility="Collapsed"
                         Width="100" Height="100" Background="Yellow">
        </StackPanel>
        <Button x:Name="btnShow" Click="btnShow_Click">Показать панель</Button>     
    </Grid>

Вот теперь после запуска приложения элемент StackPanel действительно будет отсутствовать



Если мы попробуем обратиться к элементу SomeHiddenPanel из кода и, скажем, попробуем изменить ему видимость

SomeHiddenPanel.Visibility = Visibility.Visible;

то мы получим исключение System.NullReferenceException. И все верно, ведь элемент реально отсутствует.
Для того чтобы подгрузить элемент в нужный для нас момент можно воспользоваться методом FindName.
После вызова

    FindName("SomeHiddenPanel");

Элемент XAML будет загружен. Останется только отобразить его:

   SomeHiddenPanel.Visibility = Visibility.Visible;

Вуаля:

Другие способы загрузить элемент с отложенной загрузкой x:DeferLoadStrategy=«Lazy» это:
1. Использовать binding, который ссылается на незагруженный элемент.
2. В состояниях VisualState использовать Setter или анимацию, которая будет ссылаться на незагруженный элемент.
3. Вызвать анимацию, которая затрагивает незагруженный элемент.

Проверим последний способ. Добавим в ресурсы страницы StoryBoard:

    <Page.Resources>
        <Storyboard x:Name="SimpleColorAnimation">
            <ColorAnimation BeginTime="00:00:00" Storyboard.TargetName="SomeHiddenPanel" 
           Storyboard.TargetProperty="(StackPanel.Background).(SolidColorBrush.Color)"
           From="Yellow" To="Green" Duration="0:0:4" />
        </Storyboard>
    </Page.Resources>

Теперь в событии btnShow_Click запустим анимацию:

            SimpleColorAnimation.Begin();
           SomeHiddenPanel.Visibility = Visibility.Visible;

Теперь после нажатия кнопки элемент будет отображен.

Немного теории:
Атрибут x:DeferLoadStrategy может быть добавлен только элементу UIElement (за исключением классов, наследуемых от FlyoutBase. Таких как Flyout или MenuFlyout). Нельзя применить этот атрибут к корневым элементам страницы или пользовательского элемента управления, а также к элементам, находящимся в ResourceDictionary. Если вы загружаете код XAML с помощью XamlReader.Load, то смысла в этом атрибуте нет, а соответственно с XamlReader.Load он и не может использоваться.

Будьте осторожны при скрытии большого количество элементов интерфейса и при отображении их всех одновременно за раз, так как это может вызвать заминку в работе программы.

Инкрементная загрузка в приложениях Windows 8.1


XAML элементы ListView/GridView как правило содержат в себе привязку к массиву данных. Если данных достаточно много, то при загрузке одномоментно они все отобразится, конечно же, не смогут и прокрутка окна приложения будет прерывистой (особенно это заметно, если в виде данных используются изображения).

Как можно было установить приоритет загрузки в Windows 8.1? С помощью расширения Behaviors SDK (XAML).
Добавляли ссылку на него. Меню «Проект» — «Добавить ссылку». В группе «Расширения» выбирали Behaviors SDK (XAML).



Далее в корневой элемент Page добавляли ссылки на пространства имен:

   xmlns:Interactivity="using:Microsoft.Xaml.Interactivity" 
   xmlns:Core="using:Microsoft.Xaml.Interactions.Core"

После этого в шаблоне можно было расставить приоритет загрузки подобным образом:

<Image Source="ms-appx:///Assets/placeHolderImage.png" Height="100" Width="60" VerticalAlignment="Center" Margin="0,0,10,0">
<Interactivity:Interaction.Behaviors>
<Core:IncrementalUpdateBehavior Phase="0"/>
</Interactivity:Interaction.Behaviors>
</Image>

Рассмотрим на примере.
Добавим в проект в папку Assets картинку-заглушку с именем placeHolderImage.jpg
Как было описано выше, добавим ссылку на Behaviors SDK (XAML).
Создадим класс данных
Код класса данных ImageInfo
  public class ImageInfo 
    {
        private string _name;
        private Uri _url;

        public string Name
        {
            get { return _name; }
            set { _name = value;}
        }

        public Uri Url
        {
            get { return _url; }
            set { _url = value; }
        }
    }


В тег Page страницы MainPage.xaml добавим объявления пространств имен:

   xmlns:Interactivity="using:Microsoft.Xaml.Interactivity" 
   xmlns:Core="using:Microsoft.Xaml.Interactions.Core"

и ссылку на пространство имен нашего проекта (у меня это IncrementalLoadingDemo)

    xmlns:local="using:IncrementalLoadingDemo"

Теперь можно добавить ListView с шаблоном элемента внутри и указать фазы загрузки (фаз должно быть не больше 3-ех)

<ListView ItemsSource="{Binding}" HorizontalContentAlignment="Center" Width="200"
                  Height="500" BorderThickness="1" BorderBrush="Black">
            <ListView.ItemTemplate>
                <DataTemplate x:DataType="local:ImageInfo">
                    <StackPanel Orientation="Vertical">

             <TextBlock Text="{Binding Name}" >
                <Interactivity:Interaction.Behaviors>
                    <Core:IncrementalUpdateBehavior Phase="1"/>
                </Interactivity:Interaction.Behaviors>
             </TextBlock>

                   <Grid>
             <Image Source="Assets/placeHolderImage.jpg"  Height="100" Width="100" VerticalAlignment="Center" Margin="0">
                <Interactivity:Interaction.Behaviors>
                  <Core:IncrementalUpdateBehavior Phase="0"/>
                </Interactivity:Interaction.Behaviors>
             </Image>

              <Image Source="{Binding Path=Url}"  Height="100" Width="100" VerticalAlignment="Center" Margin="0">
                  <Interactivity:Interaction.Behaviors>
                     <Core:IncrementalUpdateBehavior Phase="3"/>
                   </Interactivity:Interaction.Behaviors>
               </Image>
                   </Grid>

                    </StackPanel>
                </DataTemplate>
            </ListView.ItemTemplate>
        </ListView>

И заполнить его данными в code-behind:

    ObservableCollection<ImageInfo> myimages = new ObservableCollection<ImageInfo>();

        public MainPage()
        {
            this.InitializeComponent();

            this.DataContext = myimages;

            int i;
            for (i=0; i < 20000; i++) {
     myimages.Add(new ImageInfo { Name = "Картинка 1", Url = new Uri("http://www.alexalex.ru/TesT.png") });
     myimages.Add(new ImageInfo { Name = "Картинка 2", Url = new Uri("http://www.alexalex.ru/RedactoR.jpg") });
     myimages.Add(new ImageInfo { Name = "Картинка 3", Url = new Uri("http://www.alexalex.ru/TesT.gif") });
            }
        }

Теперь первым делом будет загружено локальное изображение placeHolderImage.png и только затем будет загружено и отображено в Grid изображение из сети, заслонив собой изображение заглушку. Если мы будем быстро прокручивать список, то заметим, что иногда веб картинка не успевает загрузиться и проскакивает наша картинка-заглушка.


Инкрементная загрузка без привязок данных с помощью события ContainerContentChanging


В приложениях Windows 8.x была возможность использовать Behaviors SDK, а можно было воспользоваться событием ContainerContentChanging и установить фазы прорисовки из кода. Способ с ContainerContentChanging чуть более сложен для реализации, но он повышает скорость работы приложения. При нем при быстрой прокрутке прогружаются только отображаемые на данный момент в окне элементы. Способ подразумевает отсутствие привязок данных и императивную подгрузку содержимого из кода C#.
Изменим наш пример.
Нам необходим будет шаблон ItemTemplate. Создадим пользовательский элемент управления с именем ItemViewer и таким вот кодом XAML:
Код здесь
<UserControl
    x:Class="IncrementalLoadingDemo.ItemViewer"
    xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
    xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
    xmlns:local="using:IncrementalLoadingDemo"
    xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
    xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
    mc:Ignorable="d"
    d:DesignHeight="300"
    d:DesignWidth="400">

    <StackPanel Orientation="Vertical">
        <TextBlock x:Name="txtName" Text="{Binding Name}" ></TextBlock>

        <Grid>
            <Image x:Name="imgHolder" Source="Assets/placeHolderImage.jpg"  Height="100" Width="100" VerticalAlignment="Center" Margin="0" />
            <Image x:Name="imgUrl"  Height="100" Width="100" VerticalAlignment="Center" Margin="0" />
        </Grid>
    </StackPanel>
 
</UserControl>


В код класса пользовательского элемента управления добавим несколько методов. Один метод отображает текст, другой картинку замещающую изображение, третий картинку, загружаемую из интернета и, наконец, четвертый очищает данные:
Код C# класса
    public sealed partial class ItemViewer : UserControl
    {
        private ImageInfo _item;

        public ItemViewer()
        {
            this.InitializeComponent();
        }

        public void ShowPlaceholder()
        {
            imgHolder.Opacity = 1;
        }


        public void ShowTitle(ImageInfo item)
        {
            _item = item;
            txtName.Text = _item.Name;
            txtName.Opacity = 1;
        }

        public void ShowImage()
        {
            imgUrl.Source = new BitmapImage(_item.Url);
            imgUrl.Opacity = 1;
            imgHolder.Opacity = 0;
        }

        public void ClearData()
        {
            _item = null;
            txtName.ClearValue(TextBlock.TextProperty);
            imgHolder.ClearValue(Image.SourceProperty);
            imgUrl.ClearValue(Image.SourceProperty);
        }
    } 


Теперь в XAML файла MainPage.xaml мы добавим ссылку на только что созданный пользовательский элемент. Он у нас будет использован в качестве шаблона:

    <Page.Resources>
        <DataTemplate x:Key="FrontImageTemplate">
            <local:ItemViewer/>
        </DataTemplate>
    </Page.Resources>

И добавим сам элемент ListView

   <ListView ItemsSource="{Binding}" HorizontalContentAlignment="Center" Width="200" 
         Height="500" BorderThickness="1" BorderBrush="Black" ShowsScrollingPlaceholders="True"
         ItemTemplate="{StaticResource FrontImageTemplate}" ContainerContentChanging="ItemListView_ContainerContentChanging">
   </ListView>

В нем мы указали шаблон и событие ContainerContentChanging. Код этого события будет отображать элементы в зависимости от текущей фазы загрузки:

void ItemListView_ContainerContentChanging
   private void ItemListView_ContainerContentChanging(ListViewBase sender, ContainerContentChangingEventArgs args)
        {
            ItemViewer iv = args.ItemContainer.ContentTemplateRoot as ItemViewer;

            if (args.InRecycleQueue == true)
            {
                iv.ClearData();
            }
            else if (args.Phase == 0)
            {
                iv.ShowTitle(args.Item as ImageInfo);
                // регистрируем ассинхронный callback для следующего шага
                args.RegisterUpdateCallback(ContainerContentChangingDelegate);
            }
            else if (args.Phase == 1)
            {
                iv.ShowPlaceholder();
                // регистрируем ассинхронный callback для следующего шага
                args.RegisterUpdateCallback(ContainerContentChangingDelegate);
            }
            else if (args.Phase == 2)
            {
                iv.ShowImage();
                // шаги закончились, поэтому ничего регистрировать больше не нужно
            }

            // Для улучшения производительности устанавливаем Handled в true после отображения данных элемента
            args.Handled = true;
        }


И еще нам понадобится callback с делегатом (добавляем его тоже в MainPage.xaml.cs):

private TypedEventHandler<ListViewBase, ContainerContentChangingEventArgs> ContainerContentChangingDelegate
   {
       get
       {
           if (_delegate == null)
           {
     _delegate = new TypedEventHandler<ListViewBase, ContainerContentChangingEventArgs>(ItemListView_ContainerContentChanging);
           }
           return _delegate;
        }
   }
        private TypedEventHandler<ListViewBase, ContainerContentChangingEventArgs> _delegate;

Этот способ можно использовать и в приложениях Windows 8.x и в приложениях Windows 10.

Инкрементная загрузка в приложениях Windows UAP


С выходом Windows 10 и UWP появился более удобный и быстрый способ, ведь стало возможным использовать компилированные привязки x:Bind.
О них я уже писал недавно — Компилируемые привязки данных в приложениях Windows 10
Немного повторюсь и приведу тот же самый пример уже с использованием x:Bind.
Для привязки ссылки к Image нам понадобится конвертер
Код конвертера
    class ConverterExample : IValueConverter
    {
        public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, string language)
        {
            if (value == null) return string.Empty;

            System.Uri u = (System.Uri)value;

            Windows.UI.Xaml.Media.Imaging.BitmapImage bitmapImage = new Windows.UI.Xaml.Media.Imaging.BitmapImage(u);

            return bitmapImage;
        }
        public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, string language)
        {
            // используется редко
            throw new NotImplementedException();
        }
    }


В ресурсы XAML страницы Page добавим на него ссылку

    <Page.Resources>
        <local:ConverterExample x:Name="ThatsMyConverter"/>
    </Page.Resources> 

И теперь мы можем добавить ListView, указав элементам шаблона фазы загрузки (фаз должно быть не больше трех)

<ListView ItemsSource="{x:Bind myimages}" HorizontalContentAlignment="Center" Width="200" Height="500" BorderThickness="1" BorderBrush="Black">
     <ListView.ItemTemplate>
         <DataTemplate x:DataType="local:ImageInfo">
             <StackPanel Orientation="Vertical">
                 <TextBlock Text="{x:Bind Name}" x:Phase="0" ></TextBlock>

                 <Grid>
              <Image Source="Assets/placeHolderImage.jpg"  Height="100" Width="100" VerticalAlignment="Center" Margin="0" />
              <Image Source="{x:Bind Url,Converter={StaticResource ThatsMyConverter}}"  Height="100" Width="100"
                               VerticalAlignment="Center" Margin="0" x:Phase="3" />
                 </Grid>

             </StackPanel>
         </DataTemplate>
     </ListView.ItemTemplate>
 </ListView>

Пример стал проще и, разумеется, приложение стало работать быстрее. Как его можно еще оптимизировать?
Для оптимизации загрузки больших изображений можно (и можно было ранее в Windows 8.x) использовать DecodePixelHeight и DecodePixelWidth. Если задать значения этим атрибутам, то значение BitmapImage будет закэшировано не в нормальном, а в отображаемом размере. Если необходимо сохранить пропорции автоматически, то можно указать только DecodePixelHeight или DecodePixelWidth, но не оба значения одновременно.
То есть в нашем случае мы можем изменить немного код метода Convert нашего конвертера, добавив одну строчку (мы ведь знаем, что выводить изображение мы будем высотой 100 пикселей):

        public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, string language)
        {
            if (value == null) return string.Empty;

            System.Uri u = (System.Uri)value;

            Windows.UI.Xaml.Media.Imaging.BitmapImage bitmapImage = new Windows.UI.Xaml.Media.Imaging.BitmapImage(u);
            bitmapImage.DecodePixelHeight = 100; // вот эту строку мы добавили

            return bitmapImage;
        }

Несколько общих рекомендаций:
Вы получите прирост производительности если конвертируете ваше приложение с Windows 8.x на Windows 10.
Пользуйтесь профайлером для поиска бутылочных горлышек в вашем коде.
Познайте дзен. Самый быстрый код это код, которого нет. Выбирайте между большим количеством фич и скоростью работы вашего приложения.
Оптимизируйте размер изображений используемых вашим приложением.
Сократите количество элементов в шаблоне данных. Grid внутри Grid-а это не очень хорошее решение.

Материалы, которые мне помогли в прокачке приложения:
x:DeferLoadStrategy attribute
XAML Performance: Techniques for Maximizing Universal Windows App Experiences Built with XAML
Incremental loading Quickstart for Windows Store apps using C# and XAML
Алексей Соммер @asommer
карма
39,2
рейтинг 64,8
разработка универсальных приложений Windows
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое Разработка

Комментарии (0)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.