绑定到 WPF DataGrid 时使用数据虚拟化并支持排序

Question

我正在将一个大型集合（250,000 多条记录）绑定到 DataGrid。为此，它必须同时使用 UI 虚拟化和数据虚拟化。经过一番研究，我想出了如何让这两种虚拟化工作。但是，一旦我通过单击 DataGrid 中的列标题进行排序，它就会放弃数据虚拟化并尝试将整个数据集读入内存。

相反，我希望它将排序命令传递给底层集合，以便数据库在从磁盘检索数据之前执行排序。有没有办法做到这一点？

Answer 1

我在这里回答我自己的问题，希望能帮助其他人处理同样的问题。这些信息分布在多篇文章中，Stack Overflow 社区对弄清楚这一点非常有帮助。

首先，基础知识。UI 虚拟化意味着控件（在本例中为 DataGrid）只为可以在屏幕上看到的内容创建 UI 对象（再加上一些以启用快速滚动）。它内置于 DataGrid 中并默认启用。因此，您无需执行太多操作即可启用它。有关详细信息，请参阅本文。

数据虚拟化意味着只读取屏幕上可见的相应数据。其余的留在数据库中。有很多关于数据虚拟化的参考资料，但我发现很难找到合适的文章。这是微软的一款。

就我而言，我正在做随机访问虚拟化。总结是我的集合应该实现 IList 和 INotifyCollectionChanged。或者，如果它们有帮助，我也可以实现 IItemsRangeInfo 和 ISelectionInfo。

到现在为止还挺好。我创建了一个测试集合来模拟对数据库中数据的随机访问。在这种情况下，它从索引通过算法创建行数据，以便我可以使用任意大的虚拟集合进行测试，并消除数据库性能作为这些测试中的一个因素。实现 IList 和 INotifyCollectionChanged 有效。我可以创建一个包含 10 亿条记录的集合，并且 DataGrid 性能几乎是瞬时的。您可以抓住滚动条并立即从头移动到尾。

有助于制作用于数据虚拟化的集合的两个提示。IList 继承自 IEnumerable。对于大型随机访问集合，您不希望任何调用者枚举该集合。但是，DataGrid 在初始化期间会调用一次 Enumerate。您可以通过返回一个空集合来满足这一点。为此，我创建了一个单例空集合类。

您不想被调用的另一个 IList 方法是 CopyTo。我只是让该方法抛出一个 InvalidOperationException。

这一切都有效。但是，只要您单击列标题以执行排序，控件就会尝试制作整个集合的副本。有 10 亿条记录，我收到了内存不足错误。似乎实现 IBindingList 应该解决这个问题，因为它提供了 DataGrid 需要的排序方法。但是，实现 IBindingList 会完全禁用数据虚拟化，从而导致控件在初始化期间尝试读取所有数据。

答案在CollectionView的文档中。当控件（例如 DataGrid 或 ListView）绑定到集合时，它使用 CollectionView 作为中介。这个想法是有一个共享集合（MVVM 术语中的模型）并且排序和过滤是在 CollectionView 中实现的，而不是集合本身。这样，如果同一个集合出现在多个控件中，排序一个不会影响其他控件。各种 CollectionView 实现通过制作绑定集合的影子副本并对影子进行排序来实现这一点。它在小型集合中运行良好，但对于数据虚拟化来说却是一场灾难。

数据绑定代码根据被绑定集合的接口清单选择视图。实现 IList 的集合由 ListCollectionView 绑定。如果该集合还实现了 INotifyCollectionChanged，则 ListCollectionView 将执行数据虚拟化（直到调用排序或过滤）。实现 IBindingListView 的集合由不执行数据虚拟化的BindingListCollectionView 绑定。

要将排序添加到数据虚拟化中，您必须继承 ListCollectionView，捕获排序请求，将它们传递给您的集合类，并阻止 ListCollectionView 制作卷影副本。尽管我必须查阅ListCollectionView的源代码才能弄清楚，但这出奇地简单。这是代码：

class VirtualListCollectionView : ListCollectionView
{
    VirtualCollection m_collection;

    public VirtualListCollectionView(VirtualCollection collection)
        : base(collection)
    {
        m_collection = collection;
    }

    protected override void RefreshOverride()
    {
        m_collection.SetSortInternal(SortDescriptions);

        // Notify listeners that everything has changed
        OnCollectionChanged(new NotifyCollectionChangedEventArgs(NotifyCollectionChangedAction.Reset));

        // The implementation of ListCollectionView saves the current item before updating the search
        // and restores it after updating the search. However, DataGrid, which is the primary client
        // of this view, does not use the current values. So, we simply set it to "beforeFirst"
        SetCurrent(null, -1);
    }
}

关键是覆盖“RefreshOverride()”。那就是制作不需要的卷影副本的地方。相反，覆盖将排序要求传递给关联的集合。自定义类上的特殊“SetSortInternal()”方法不会生成 INotifyCollectionChanged 事件。这很重要，因为该事件会导致对 RefreshOverride() 的递归调用。

接下来，您必须使数据绑定使用您的自定义 CollectionView 类而不是默认类。有两种方法可以实现这一点。一种是自己创建 VirtualListCollectionView（在 XAML 或代码隐藏中）并绑定到视图而不是集合（通过将其分配给 DataGrid.ItemsSource）。另一种方法是在您的集合上实现 ICollectionViewFactory 并让它创建自己的视图。

在这个框架中，CollectionView 将排序和过滤委托给底层集合类（IList 实现）。因此，集合类成为视图（或使用 MVVM 术语的 ModelView）的一部分，并且它们之间应该是 1:1 的关系。共享集合（或使用 MVVM 术语的模型）是底层数据库。为了强调这一点，我尝试将两者合并到同一个类中。它可以完成，但它变得棘手，因为两个类都实现了 IList。拥有两个对象更容易，每个对象都有一个对另一个的引用。