分析提高GDI編程性能的方法

作者：Kevin Shan 2009-08-06 11:12:17

提高GDI編程性能一般都是從性能瓶頸開始。項目中有這樣一個控件，它包含很多個Item，每個Item字體可能相同，也可能不同。且該控件經常在同一個Form上大量使用。正是這個控件在使用GDI畫每個Item的文字時，出現了性能瓶頸。

IntPtrhandle=font.ToHfont();//性能瓶頸  
//…  
SafeNativeMethods.DeleteObject(handle);

由于該控件在使用GDI畫字時，通過調用Font.ToHfont()方法獲得Font的Handle。而這個方法非常慢。并且控件在畫每個Item時都被調用這個方法，Form中又有很多個這樣的控件，因此調用次數相當可觀。這就造成了這個性能瓶頸。

由于操作系統是不允許GDI的Handle個數大于9999的。如果大于9999個的話，程序就會崩掉。因此，我們絕對不能使程序中GDI的Handle個數與某些因素有線性增長關系。所有，一般都是在使用GDI畫字時創建Handle，用完之后就刪除掉。這樣也可以防止GDI泄露。

考慮到很多時候，Font都是相同的，如果能將Font創建的Handle緩存起來，性能就會有很大的提升。但是，緩存的Handle不及時刪除的話，如果Font不相同的太多，就有機會達到操作系統允許的***個數，從而使程序崩潰。

以下是我的提高GDI編程性能解決方案：

1，使用SafeFontHandle類來防止GDI泄露。SafeFontHandle派生自SafeHandleZeroOrMinusOneIsInvalid，而SafeHandleZeroOrMinusOneIsInvalid又派生自CriticalFinalizerObject。GC會對CriticalFinalizerObject做特別處理，保證所有關鍵終止代碼都有機會執行。

Code  
#regionTheSafeFontHandleclass  
 
internalsealedclassSafeFontHandle:SafeHandleZeroOrMinusOneIsInvalid  
{  
privateSafeFontHandle()  
:base(true)  
{  
}  
 
publicSafeFontHandle(IntPtrpreexistingHandle,boolownsHandle)  
:base(ownsHandle)  
{  
base.SetHandle(preexistingHandle);  
}  
 
protectedoverrideboolReleaseHandle()  
{  
returnSafeNativeMethods.DeleteNativeFontHandle(base.handle);  
}  
}  
#endregion

2，使用HandleCollector類防止Font的Handle超過操作系統***限制。HandleCollector會跟蹤Font的Handle，并在其達到指定閥值時強制執行垃圾回收。垃圾回收后，SafeFontHandle會釋放Font的handle。

Code  
[SuppressUnmanagedCodeSecurity]  
internalstaticclassSafeNativeMethods  
{  
privatestaticHandleCollectorFontHandleCollector=newHandleCollector("GdiFontHandle",500,1000);  
 
internalstaticIntPtrCreateNativeFontHandle(Fontfont)  
{  
IntPtrhandle=font.ToHfont();  
if(handle!=IntPtr.Zero)  
{  
FontHandleCollector.Add();  
}  
returnhandle;  
}  
 
internalstaticboolDeleteNativeFontHandle(IntPtrhandle)  
{  
boolsuccess=DeleteObject(handle);  
if(success)  
{  
FontHandleCollector.Remove();  
}  
returnsuccess;  
}  
 
[System.Runtime.InteropServices.DllImportAttribute("gdi32.dll")]  
internalstaticexternboolDeleteObject(System.IntPtrgdiObject);  
}

3，使用弱引用緩存類WeakReferenceCachePool來緩存SafeFontHandle，這樣可以不影響SafeFontHandle被GC正常垃圾回收，從而釋放Font的Handle。關于弱引用緩存類WeakReferenceCachePool，可以參考《一個弱引用緩存類》這篇文章。

Code  
internalstaticclassSafeFontHandleFactory  
{  
#regionInstanceData  
privatestaticWeakReferenceCachePool_cachePool=newWeakReferenceCachePool();  
#endregion  
#regionMethods  
publicstaticSafeFontHandleCreateSafeFontHandle(Fontfont)  
{  
if(font==null)  
{  
thrownewArgumentNullException();  
}  
SafeFontHandlesafeFontHandle=_cachePool[font];  
if(safeFontHandle==null)  
{  
IntPtrnativeHandle=SafeNativeMethods.CreateNativeFontHandle(font);  
safeFontHandle=newSafeFontHandle(nativeHandle,true);  
_cachePool[font]=safeFontHandle;  
}  
returnsafeFontHandle;  
}  
#endregion  
}