Data Binding和INotifyPropertyChanged是如何協調工作的？

前言

WPF的一大基礎就是Data Binding。在基於MVVM架構的基礎上，只有通過實現INotifyPropertyChanged接口的ViewModel才能夠用於Data Binding。

要實現INotifyPropertyChanged接口，只需要實現一個事件，event PropertyChangedEventHandler PropertyChange。

作為一個剛接觸WPF沒多久的人來說，我最不可理解的就是data binding的時候到底誰自動幫我完成了訂閱PropertyChanged這個事件？

delegate & event基礎知識回顧

先來回顧下C#里delegate和event的基礎知識。

我們知道在C#里，event其實就是一種簡化的delegate。所謂的簡化其實是為了更好地解決訂閱和廣播的問題。為什么？我們知道在處理訂閱時，各個listener之間應該時相互不知道對方的存在的，並且相互間互不影響。delegate和event都通過+=和-=來注冊和反注冊listener。而delegate還可以通過=進行賦值。這個=賦值完美地破壞了剛才我們期望的listener之間的相互關系。

如何實現一個event？

我們這里簡單列出一個完整的event實例，然后就這個實例來討論核心問題INotifyPropertyChanged。

public class ValueChangedEventArgs : System.EventArgs
{
  public readonly int oldValue;
  public readonly int newValue;

  public ValueChangedEventArgs(int oldOne, int newOne)
  {
    oldValue = oldOne;
    newValue = newOne;
  }
}

public class Commodity
{
  string symbol;
  int volume;

  public event EventHandler<ValueChangedEventArgs> ValueChanged;

  protected void OnValueChanged(ValueChangedEventArgs e)
  {
    if (ValueChanged != null)
    {
      ValueChanged(this, e);
    }
  }

  public int Volume
  {
    get { return volume; }
    set
    {
      if (volume == value) { return; }

      int oldValue = volume;
      volume = value;

      OnValueChanged(new ValueChangedEventArgs(oldValue, volume);
  }
}

class Test
{
  static void Main()
  {
    Commodity c = new Commodity(“600000”);
    c.Volume = 100;
    c.ValueChanged += commodity_ValueChanged;
    c.Volume = 200;
  }

  static void commodity_ValueChanged(object sender, ValueChangedEventArgs e)
  {
    Console.WriteLine(“Volume Changed!”);
  }
}

運行上面的例子我們會發現，c.Volume = 100時執行了OnValueChanged。但是由於ValueChanged這個event為空，OnValueChanged直接返回了。接下來通過給ValueChanged賦上commodity_ValueChanged后繼續執行c.Volume = 200，這時控制台就打印出我們想要的結果了。

現在我們回到對INotifyPropertyChanged的討論上來。

在WPF編程過程中，當我們要實現一個ViewModel時，我們會發現我們通過下面這一行代碼就實現了對PropertyChanged這個event的增刪操作：

public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

為什么說上面這一行實現了event的增刪操作？事實上編譯器我們后做了很多事情。參考C# 5.0 in a Nutshell: The Definitive Reference，上述的event語句會被編譯器展開成類似下面的語句：

PropertyChangedEventHandler _propertyChanged;
public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged
{
  add { _propertyChanged += value; }
  remove { _propertyChanged -= value; }
}

所以，對於event我們就可以簡寫成public event SomeEventHandler SomeEvent。

接下來，通過XAML的data binding就可以將控件中的某個屬性綁定ViewModel的某個屬性上了。比方說Commodity.Volume(這里假定Commodity 實現了INotifyPropertyChanged接口)。

再之后，改變Volume數值，相應控件的綁定屬性就同步更改了。

我在接觸WPF data binding時，最大的疑惑就在這里。PropertyChanged我從來就沒有去顯示的初始化，為什么運行時，PropertyChanged非空？是誰初始化了PropertyChanged？

PropertyChanged是如何被初始化的？

要回答這個問題，不得不說，需要一定的篇幅才能說清楚。

首先我們可以根據現象確定PropertyChanged再運行是是會被初始化的。既然這樣，那么我們可以通過設置斷點來看到底什么時候會被初始化。

如何設置斷點？

我們需要手動將編譯器做的事情自己來做一遍。自己寫event的add和remove。也就是上文看到的那個樣子。

然后再打斷點到add行。運行后我們會看到如下堆棧：

 

OK！PropertyChanged被初始化了。於此同時我們也發現了一個和PropertyChanged相關聯的類：PropertyChangedEventManager。

好家伙，這個manager類在MSDN上還有介紹!

PropertyChangedEventManager class provides a WeakEventManager implementation so that you can use the "weak event listener" pattern to attach listeners for the PropertyChanged event.

到此，我們算是明白PropertyChanged是被誰自動初始化的了。不過，我覺得這還不夠。既然.Net Framework都開源了，為啥不去看看這個類的源碼是怎么處理也個業務邏輯的呢？

Reference Source我們的好幫手

打開Reference Source主頁，搜索PropertyChangedEventManager，找到StartListening方法：

protected override void StartListening(object source)
{
  INotifyPropertyChanged typedSource = (INotifyPropertyChanged)source;
  typedSource.PropertyChanged += new PropertyChangedEventHandler(OnPropertyChanged);
}

不管怎么說，這個實現簡直太直觀了。如果你想看OnPropertyChanged是如何實現的，請自行前往。所以當ViewModel里的屬性改變后，會調用ViewModel.PropertyChanged，繼而調用PropertyChangedEventManager.OnPropertyChanged。PropertyChangedEventManager.OnPropertyChanged會繼而調用WeakEventManager.DeliverEventToList，然后調用ListenerList.DeliverEvent。DeliverEvent會把sender和EventArgs e傳遞給Listener.Handler(sender, e)完成PropertyChanged的整個過程。

總之，自己親自去翻一番源碼，你一定能腦補成功。

關於PropertyChangedEventManager和WeakEventManager是什么東西，請參閱MSDN：Weak Event Patterns。至於更細節的東西，我目前無法提供。我也是新手，暫時還沒有做更深入的研究，后續有時間，會結合代碼再研究一下。

Data Binding的Target是如何處理PropertyChanged的？

我們就拿TextBlock.Text來分析這個問題。

首先TextBlock.Text屬性是一個dependency property。只有dependency property才能執行data binding操作。

廢話不多說，直接上源碼：

public static readonly DependencyProperty TextProperty =
                DependencyProperty.Register(
                        "Text",
                        typeof(string),
                        typeof(TextBlock),
                        new FrameworkPropertyMetadata(
                                string.Empty,
                                FrameworkPropertyMetadataOptions.AffectsMeasure |
                                FrameworkPropertyMetadataOptions.AffectsRender,
                                new PropertyChangedCallback(OnTextChanged), 11                                 new CoerceValueCallback(CoerceText)));

 應該就是加粗的那一行用來處理PropertyChanged事件。

簡單驗證下，在Visual Studio里設置一個斷點：PresentationFramework.dll!System.Windows.Controls.TextBlock.OnTextChanged

我這里看到的堆棧調用是：

 

通過Visual Studio自帶的Locals窗口，你還可以看到傳入的newText值是多少！

完！