浅谈C#中的双缓冲

在编程当中，或多或少会接触到图像编程，对于图像编程来说窗口闪烁是个常见的问题，当窗口有大量的复杂的图元数据需要重绘，或者拥有自定义控件中的窗口闪烁问题更是显而易见的。出现闪烁的原因有很多种，大部分原因主要是因为触发WM_PAINT消息时窗体进行了重绘操作，此过程先是用窗体的背景色擦除窗口表面，再把窗体的图像绘制上去，但是如果这2个操作不在同一时间段完成的话，就会先看到背景色（大部分为白色）接着才看到图像，这样就会出现我们所说的窗体闪烁现象。那么如何解决这个问题呢，解决方法有很多，其中有个比较好的方法（个人认为）就是采用双缓冲机制来绘图，基本上可以解决大部分的问题。

      双缓冲的原理：尽量快的输出图像，使输出在一个刷新周期内完成，如果输出内容很多比较慢，那么采用内存缓冲的方法，先把要输出的内容在内存准备好，然后一次性输出到窗体上，简单的说来就是在窗口刷新一次的过程中，让所有图元同时显示到窗口中。

     在C#中 .Net Framework为编程人员提供了很好的操作双缓冲的方法，为采用双缓冲机制绘制比较复杂的图像数据带来便捷。下面简单的介绍在C#中实现双缓冲的几种方法。

 一：利用默认的双缓冲

（1）在应用程序中使用双缓冲的最简便的方法是使用 .NET Framework 为窗体和控件提供的默认双缓冲。通过将 DoubleBuffered 属性设置为 true。          

this.DoubleBuffered=true;

（2）使用 SetStyle 方法可以为 Windows 窗体和所创作的 Windows 控件启用默认双缓冲，在窗体或者控件的构造函数中添加如下代码即可:

SetStyle(ControlStyles.ResizeRedraw,true);
SetStyle(ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer,true);
SetStyle(ControlStyles.AllPaintingInWmPaint,true);

          或

this.SetStyle(ControlStyles.ResizeRedraw |
              ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer |
              ControlStyles.AllPaintingInWmPaint, true);
this.UpdateStyles();

 注：

.net1.1 和 .net 2.0 在处理控件双缓冲上是有区别的。

.net 1.1 中，使用：this.SetStyle(ControlStyles.DoubleBuffer, true); 

.net 2.0中，使用：this.SetStyle(ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer, true);

 二：手动管理双缓冲

     在C# 中手动管理缓冲图像有2中方法，一种是利用单独开辟内存实现双缓冲这种传统的方法，还有一种是利用 .Net Framework 中独有的BufferedGraphicsContext类实现。

   方法一： 自己开辟一个缓冲区（如一个不显示的Bitmap对象），在其中绘制完成后，再一次性显示，代码如下：   

//1、在内存中建立一块“虚拟画布”
  Bitmap bmp = new Bitmap(200,200);

//2、获取这块内存画布的Graphics引用
  Graphics bufferGraphics = Graphics.FromImage(bmp);

//3、在这块内存画布上绘图
  bufferGraphics.Clear(this.BackColor);
bufferGraphics.DrawRectangle(Pens.Black,0,0,bmp.Width -1,bmp.Height -1);
bufferGraphics.DrawEllipse(Pens.Red,10,10,100,50);
bufferGraphics.DrawLine(Pens.Green,10,100,100,200);

//4、将内存画布画到窗口中
  using(Graphics g = e.Graphics)
  {
      g.DrawImage(bmp, 10, 10);
  }

//5. 释放资源
  bmp.Dispose();
bufferGraphics.Dispose();

  方法二：

      对于更高级的双缓存情形，可以使用 .NET Framework 类实现自己的双缓存逻辑。负责单独分配和管理图形缓冲区的类是BufferedGraphicsContext 类。每个应用程序都有自己的默认BufferedGraphicsContext 来管理此应用程序的所有默认双缓冲。提供调用Current 可以检索对此实例的引用。通过调用Allocate 方法可以创建与屏幕上的绘图图面关联的BufferedGraphics 类的实例。此方法创建一个与特定呈现图面（如窗体或控件）关联的BufferedGraphics 实例。创建 BufferedGraphics 实例后，可以将图形绘制到由该实例的Graphics 属性表示的缓冲区。 执行所有图形操作后，可通过调用Render 方法将缓冲区的内容复制到屏幕上。 以下代码把方法一实现的效果用此方法来实现：

BufferedGraphicsContext currentContext = BufferedGraphicsManager.Current;

BufferedGraphics myBuffer = currentContext.Allocate(e.Graphics,e.ClipRectangle);

Graphics g = myBuffer.Graphics;

g.Clear(this.BackColor);
g.DrawRectangle(Pens.Black, 10, 10, 200, 200);
g.DrawEllipse(Pens.Red, 10, 10, 100, 50);
g.DrawLine(Pens.Green, 10, 100, 100, 200);

myBuffer.Render(e.Graphics);  //呈现图像至关联的Graphics

myBuffer.Dispose();
g.Dispose();

至此，双缓冲问题解决，两种方式的实现效果都一样，笔者私以为第二种方法占有的内存很少，不会出现内存泄露！