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Msを16倍出し抜くwpf開発1回目
- 2. 誰のためか 対象者 C#と.NET Frameworkに対する大まかな知識を持つ人 WPFに対する大まかな知識を持つ人 動機 WPFのプログラムの動作が遅いという懸念や不満
- 3. 頂上までの道 WPFの根本的問 題を解決する (16倍～) WPF を制御する （4～16倍） WPFを効率的に使う （1～4倍） 誤った使い方をしないこと （～1倍）
- 4. アジェンダ 高速化って何？ WPFの構造 流れと弱点と対策を知る まとめと次回予告
- 6. 一般的手法 （今日は一部しか扱いま せんが） 正しいデータ構造（コレクションの特性を活かす） 求められるのは変更に対する強さなのか、検索に対する高速性 なのか、列挙の速度なのか、省メモリなのか。 効率的なアルゴリズム データ構造に合わせた手法を選ぶ。 同じ処理を無駄に繰り返さないこと（遅延評価、イベント集約 等は重要なテクニック）。 チューニング コードのほとんどはループ。ループを速くすれば速くなる。し ないループ（省略したループ）が最も早い。 短いコードは速いことが多い（LINQは例外）。 ボトルネックの発見と除去（ベンチマークは徹底的に）。 この色の部分はマイクロソフトが極めて重視してます。
- 7. .NET Framework では （この部分も今日のネタ ではありませんが） 糖衣構文（シンタックスシュガー）の解釈に対する正しい理 解 メモリ転送量と演算量を把握すること。 ガーベージコレクションの動きを把握すること。 IL（中間コード）を確認しながらコードを書くこと。 いやそもそも、どんな機械語になるのか理解すること。
- 8. WPFでは （構造を知ってないと、 一般的手法を役立てる場 所を見失います） ４つのパスを理解すること（時間軸の区分） イベント処理とユーザーコード バインディングパス レイアウトパス 描画パス 情報の所在と関連を理解すること（メモリ空間軸の区分） アンマネージ領域 OSに依存するリソース群 マネージ領域 クラスと構造体 ビジュアルツリーとロジカルツリー 依存関係プロパティ 描画命令バッファ（隠ぺいされている） テクスチャ（隠ぺいされている） デバイスのステート管理（隠ぺいされている） 今日のネタ 次回以降のネタ
- 9. WPFは遅い？ 「悪いパターン」が内在しています パネルの基底クラスに無駄なソートが含まれています。 依存関係プロパティへのアクセスはMicrosoftが主張するほど速 くありません。（特にPropertyMetadataの種類に気を付けま しょう） Microsoftが推奨しない使い方は設計通りの速度が出ません。 リッチゆえに遅い部分が存在します 実は、アンチエイリアスを解除するだけで5倍くらい高速にな ります。 Freezeするだけで速くなる部分があります。 構造を理解せずに使うと遅いところがあります プロパティ変更から再描画に至るまでにパスを理解していない と、速くすることができません。 見えないコストを理解していないと、それ以前のすべての動作 と無関係に遅くなります。 本日の主なネタ
- 11. WPFの骨格１ （概念） ユーザー コード • 入力やイベントの処理 • Model層の変更(データの更新) • ViewModel層への変更通知(表示層への伝達経路) データバイ ンディング • ViewModel層の変更をViewに伝達(表示の更新のための設定) • レイアウトパス用のフラグ設定(要サイズ測定、要配置・再描画) レイアウト パス • コントロールのサイズ測定 • コントロールの配置と描画内容の確定 描画パス • 最適な方法で描画を実施する（DirectXを内部で使用しています） MVVMという手法を用いても用いなくても、流れは同じです。
- 12. WPFの骨格２ （実装） 具体的にどこに記述され るのか。 理想的にはこれを無駄な く循環させたい。 ユーザー コード • あらゆるユーザーコード • イベントハンドラ データバイ ンディング • XAMLで記述する部分と依存関係プロパティ • OnXXXXXChanged等 レイアウト パス • MeasureOverride • ArrangeOverride/OnRender 描画パス • 描画（要はここに速くたどり着きたいだけ）
- 13. 流れと弱点と対策を 知る 入力から描画までを淀みなく扱うことで、Microsoftが想 定した速度を得ることができます。
- 14. 知るべき 共通ルール (イベント集約とは） プロパティA変更→ イベント パスA パスB プロパティA変更→ イベント プロパティA 変更通知 同一パス内において、１変更に対して１イベントが発生しま す。 各パスの間において、変更箇所の集約がなされているため、 次のパスは１回しか動かないようになっています。 パスとパスの間は後続処理で非同期です。 例えば、Width/Heightを変更した際に、 2回のPropertyChangedイベントが発生します。 変更の都度イベントが生じます。 しかし、レイアウトパスでの処理は1回に集約されます。 このイベント集約を活用することができると、 本来の速度を獲得できます。 (１回)
- 15. ユーザーコード × バインディング 依存関係プロパティを何回 変更してもバインディング 処理は１回です。 依存関係プロパティに書く 処理自体が重たいので要注 意（最小限の書き込み回数 を心がけてください） Opacity（透過率）の設定 はコントロールに対して極 力行わないようにしましょ う。 可能な限りFreezeしましょ う。 バインディングはパスが違 うために非同期なので、要 注意です。 ユーザー コード • 入力やイベント の処理 • Model層の変更 • ViewModel層への 変更通知 データバ インディ ング • ViewModel層の変 更をViewに伝達 • レイアウトパス 用のフラグ設定 （要サイズ測定、 要配置・描画）
- 16. バインディング × レイアウトパス バインディング中に、依存 関係プロパティは変更され ます。 無限ループに陥らない範囲 でのプロパティ変更は自由 です（ただし、遅い）。 描画命令の蓄積 （OnRender）までがレイア ウト処理です。 レイアウトパスの中で、依 存関係プロパティの変更を すると、バインディングと レイアウトパスはやり直し です（初心者がはまる罠）。 データバ インディ ング • ViewModel層の変 更をViewに伝達 • レイアウトパス 用のフラグ設定 （要サイズ測定、 要配置・描画） レイアウ トパス • コントロールの サイズ測定 • コントロールの 配置と描画内容 の確定
- 17. レイアウトパス × 描画パス OnRenderが呼ばれた順序で 描画されるわけではありま せん。 通常はPanel.Zindexの順序 で描画されます。 内部的にはビジュアルツ リーの親子リレーション シップが構築された順序で 描画されます。 描画パスにはユーザーコー ドの介在余地はありません が、OnRenderの書き方と Opacityの設定が悪いと遅 くなります。 レイア ウトパ ス • コントロール のサイズ測定 • コントロール の配置と描画 内容の確定 描画パ ス • 最適な方法で 描画を実施す る（DirectXを 内部で使用し ています）
- 18. WPFの急所 ３選 全パネル内の最凶ボトルネックはPanel.ZIndexのソート 子要素が１つでも変わるとZIndexを工夫もなくソートしていま す。Childrenの着脱を最小限にする必要があります。 Canvas,Grid,StackPanel等、すべてのパネルはPanelを継承し、 Panelの機能をすべて使っています。 レイアウトパス（Measure/Arrange/OnRender）で依存関係プ ロパティ変更をすること 再バインディングが実施されて、レイアウトパスが何度も走り ます。 描画パスにおいてコントロールの透過率変更は極力回避。せ めてブラシの色の透過率を変えましょう。 透過率を実現するために、一時テクスチャを生成して描画する ことがあります。死ぬほど重いです。 そもそも透過率変更はDirect3D内部のFlush処理を呼ぶことが多 いので、描画の終了待ちが挟まれます。 次点：Freezeしていない描画要素 イベント乱れ打ち状態になる場合があります。
- 19. まとめと 次回予告 まとめ（まず１倍の速度を得ます） 流れを乱さなければ設計通りの速度を得ることができます。 実際に遅いと言われる例は、前述のパスの振る舞いを無視してい るケースが圧倒的に多い。 急所に極力触れないようにすることが大切。 次回以降予告 ビジュアルツリーを理解しましょう。ビジュアルツリーを効率 的に再描画するアルゴリズムと実装方法。 Panel.ZIndexをどうやって解決するか。 MSDNにすら詳述されない（でもリファレンスコードを読めば はっきりと読み取れる）最速のパネルの作り方とは・・・。 MVVMでも旧方式でも効いてくる方法があります。
- 20. ご清聴ありがとう ございました。 http://proprogrammer.hatenadiary.jp/ こちらもご覧ください。