WPF 性能优化-列表控件性能

下面记录几种针对大数据列表控件性能的增强特性，WPF所有继承自ItemsControl的控件（列表控件）都支持这些增强特性，包括ListBox、ComboBox、ListView、TreeView以及DataGrid。

一、虚拟化
WPF列表控件所提供的最重要的功能就是UI虚拟化。

UI虚拟化是列表只为可见区域中能显示的项创建容器对象的一种技术，对提升列表控件的性能有着显卓的效果。假设有一个数万条记录的ListBox控件，其可见区域只能展示30条记录仪，此时如果使用虚拟化技术，那么ListBox只需要创建30个ListBoxItem（或多几个已保持良好的滑动性能），如果没有使用虚拟化技术，则需要生成属数万个ListBoxItem ，这显然会占用更多的内存，且影响应用的流畅度。

虚拟化的启用

需要注意的是，支持虚拟化的其实是VirtualizingStackPanel容器，此容器控件除了虚拟化支持外，其他的与StackPanel功能是类似的。

ListBox、ListView和DataGrid默认都使用VirtualizingStackPanel来作为子元素的布局容器，因此这些控件默认情况下就是使用虚拟化的，不需要进行额外的处理
ComboBox默认情况下是使用StackPanel来作为子元素的布局容器的，因此要支持虚拟化，必须明确通过提供新的ItemsPanelTemplate将子元素的布局容器设置为VirtualizingStackPanel
TreeView虽然默认都使用VirtualizingStackPanel来作为子元素的布局容器，但是由于早期的WPF中VirtualizingStackPanel不支持层次化数据，为了向后兼容，默认是禁用了虚拟化的，因此要使用虚拟化，需要通过设置 VirtualizingStackPanel.IsVirtualizing="True" 属性开启
ItemsControl默认情况下会使用VirtualizingStackPanel作为子元素的布局容器
破坏虚拟化的因素

很多时候，在不知不觉中虚拟化已经被破坏掉了，下面是几种破坏虚拟化的常见因素：

将列表控件放入不会试图限制其尺寸的容器中时，列表控件会以完整尺寸渲染自身，导致每个子项在内存中都有自己的控件。例如将ListBox控件放入到ScrollViewer或StackPanel中
改变列表控件的模板并且没有使用ItemsPresenter。ItemsPresenter使用ItemsPanelTemplate中设定的子项容器来布局子项，而ItemsPanelTemplate默认的设定是使用VirtualizingStackPanel，如果破坏了这种关系或自己修改了ItemsPanelTemplate的设置，从而使其不使用VirtualizingStackPanel面板，将会丢失虚拟化特性。
不使用数据绑定，例如通过动态创建ListBoxItem来为ListBox控件添加子项，是不会发生虚拟化的。
二、项容器再循环
列表控件在启用虚拟化的情况下，进行滚动时，默认会创建新展示的子项控件，并销毁离开可视区域的子项控件。可以通过设置VirtualizingStackPanel.VirtualizationMode="Recycling"开启像容器再循环模式，这样列表控件会保留少量的子项控件，在滚动时进行服用，只根据新数据更新其中的内容，而不是每次都创建和销毁。这有助于减少内存使用并提高性能，特别是在滚动大量数据时。

VirtualizingStackPanel.VirtualizationMode的有效值为Standard 和 Recycling，默认情况下为Standard

<ListView VirtualizingStackPanel.VirtualizationMode="Recycling">  
   ......
</ListView> 

三、缓存长度
上文中有提及到，VirtualizingStackPanel会多创建几个超过显示范围的子项，以便在开始滚动时候就可以立即显示这些子项，以此来优化交互。我们可以通过使用VirtualizingStackPanel.CacheLength和VirtualizingStackPanel.CacheLengthUnit来进一步调整数量。

VirtualizingStackPanel.CacheLengthUnit：表示缓存的单位，有效值分别为Item、Page、Pixel，其中Page表示可视窗口所能展示的数量的项，Pixel表示像素，适用于项显示不同大小的图片时。
VirtualizingStackPanel.CacheLength：表示缓存指定单位的数量。
值得注意的是，在滚动时，VirtualizingStackPanel会先将可见的项创建并显示后，再在后台中进行缓存的填充，因此缓存对应用程序流畅度的影响很小。

缓存当前显示项的前一页和后一页

<ListBox VirtualizingStackPanel.CacheLength="1" VirtualizingStackPanel.CacheLengthUnit="Page" ....../>

缓存当前显示项的前100项和后100项

<ListBox VirtualizingStackPanel.CacheLength="100" VirtualizingStackPanel.CacheLengthUnit="Item" ....../>

缓存当前显示项的前100项和后500项

<ListBox VirtualizingStackPanel.CacheLength="100,500" VirtualizingStackPanel.CacheLengthUnit="Item" ....../>

四、滚动设置

1、延迟滚动

默认情况下，当用户在滚动条上拖动滑动块时，会实时刷新列表，为了进一步提高滚动性能，可以通过设置ScrollViewer.IsDeferredScrollingEnabled="True"开启延迟滚动，

只有当用户释放滚动滑块时才进行刷新。

<ListBox ScrollViewer.IsDeferredScrollingEnabled="True" ....../>

这个特性需要根据实际情况使用了，虽然可以提高性能，但是无法实时展示滑动到哪个位置了，而实际开发时，用户更喜欢能实时看到当前滑动块的展示位置。

2、滚动单位
VirtualizingStackPanel默认是基于项进行滚动的，也就是说无论是单击滚动条、滚动箭头还是调用ScrollIntoView()方法，在面板上至少会滚动一个完整项，而无法在滚动时展示某个项的一部分。

可以通过VirtualizingStackPanel.ScrollUnit="Pixel"（默认为Item），将VirtualizingStackPanel的滚动设置为基于像素，可以让滚动更加流畅。

<ListBox VirtualizingStackPanel.ScrollUnit="Pixel" ....../>