Data Binding和INotifyPropertyChanged是如何协调工作的？

前言

WPF的一大基础就是Data Binding。在基于MVVM架构的基础上，只有通过实现INotifyPropertyChanged接口的ViewModel才能够用于Data Binding。

要实现INotifyPropertyChanged接口，只需要实现一个事件，event PropertyChangedEventHandler PropertyChange。

作为一个刚接触WPF没多久的人来说，我最不可理解的就是data binding的时候到底谁自动帮我完成了订阅PropertyChanged这个事件？

delegate & event基础知识回顾

先来回顾下C#里delegate和event的基础知识。

我们知道在C#里，event其实就是一种简化的delegate。所谓的简化其实是为了更好地解决订阅和广播的问题。为什么？我们知道在处理订阅时，各个listener之间应该时相互不知道对方的存在的，并且相互间互不影响。delegate和event都通过+=和-=来注册和反注册listener。而delegate还可以通过=进行赋值。这个=赋值完美地破坏了刚才我们期望的listener之间的相互关系。

如何实现一个event？

我们这里简单列出一个完整的event实例，然后就这个实例来讨论核心问题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!”);
  }
}

运行上面的例子我们会发现，c.Volume = 100时执行了OnValueChanged。但是由于ValueChanged这个event为空，OnValueChanged直接返回了。接下来通过给ValueChanged赋上commodity_ValueChanged后继续执行c.Volume = 200，这时控制台就打印出我们想要的结果了。

现在我们回到对INotifyPropertyChanged的讨论上来。

在WPF编程过程中，当我们要实现一个ViewModel时，我们会发现我们通过下面这一行代码就实现了对PropertyChanged这个event的增删操作：

public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

为什么说上面这一行实现了event的增删操作？事实上编译器我们后做了很多事情。参考C# 5.0 in a Nutshell: The Definitive Reference，上述的event语句会被编译器展开成类似下面的语句：

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

所以，对于event我们就可以简写成public event SomeEventHandler SomeEvent。

接下来，通过XAML的data binding就可以将控件中的某个属性绑定ViewModel的某个属性上了。比方说Commodity.Volume(这里假定Commodity 实现了INotifyPropertyChanged接口)。

再之后，改变Volume数值，相应控件的绑定属性就同步更改了。

我在接触WPF data binding时，最大的疑惑就在这里。PropertyChanged我从来就没有去显示的初始化，为什么运行时，PropertyChanged非空？是谁初始化了PropertyChanged？

PropertyChanged是如何被初始化的？

要回答这个问题，不得不说，需要一定的篇幅才能说清楚。

首先我们可以根据现象确定PropertyChanged再运行是是会被初始化的。既然这样，那么我们可以通过设置断点来看到底什么时候会被初始化。

如何设置断点？

我们需要手动将编译器做的事情自己来做一遍。自己写event的add和remove。也就是上文看到的那个样子。

然后再打断点到add行。运行后我们会看到如下堆栈：

 

OK！PropertyChanged被初始化了。于此同时我们也发现了一个和PropertyChanged相关联的类：PropertyChangedEventManager。

好家伙，这个manager类在MSDN上还有介绍!

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，我们算是明白PropertyChanged是被谁自动初始化的了。不过，我觉得这还不够。既然.Net Framework都开源了，为啥不去看看这个类的源码是怎么处理也个业务逻辑的呢？

Reference Source我们的好帮手

打开Reference Source主页，搜索PropertyChangedEventManager，找到StartListening方法：

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

不管怎么说，这个实现简直太直观了。如果你想看OnPropertyChanged是如何实现的，请自行前往。所以当ViewModel里的属性改变后，会调用ViewModel.PropertyChanged，继而调用PropertyChangedEventManager.OnPropertyChanged。PropertyChangedEventManager.OnPropertyChanged会继而调用WeakEventManager.DeliverEventToList，然后调用ListenerList.DeliverEvent。DeliverEvent会把sender和EventArgs e传递给Listener.Handler(sender, e)完成PropertyChanged的整个过程。

总之，自己亲自去翻一番源码，你一定能脑补成功。

关于PropertyChangedEventManager和WeakEventManager是什么东西，请参阅MSDN：Weak Event Patterns。至于更细节的东西，我目前无法提供。我也是新手，暂时还没有做更深入的研究，后续有时间，会结合代码再研究一下。

Data Binding的Target是如何处理PropertyChanged的？

我们就拿TextBlock.Text来分析这个问题。

首先TextBlock.Text属性是一个dependency property。只有dependency property才能执行data binding操作。

废话不多说，直接上源码：

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

 应该就是加粗的那一行用来处理PropertyChanged事件。

简单验证下，在Visual Studio里设置一个断点：PresentationFramework.dll!System.Windows.Controls.TextBlock.OnTextChanged

我这里看到的堆栈调用是：

 

通过Visual Studio自带的Locals窗口，你还可以看到传入的newText值是多少！

完！