New UWP Community Toolkit - ImageEx

概述

UWP Community Toolkit  中有一个图片的扩展控件 - ImageEx，本篇我们结合代码详细讲解  ImageEx 的实现。

ImageEx 是一个图片的扩展控件，包括 ImageEx 和 RoundImageEx，它可以在异步加载图片源时显示加载状态，也可以在加载前使用占位图片，在下载完成后可以在应用内缓存，避免了重复加载的过程。我们来看一下官方的介绍和官网示例中的展示：

Source: https://github.com/Microsoft/UWPCommunityToolkit/tree/master/Microsoft.Toolkit.Uwp.UI.Controls/ImageEx

Doc: https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/uwpcommunitytoolkit/controls/imageex

Namespace: Microsoft.Toolkit.Uwp.UI.Controls; Nuget: Microsoft.Toolkit.Uwp.UI.Controls;

开发过程

代码分析

我们来看一下 ImageEx 控件的结构：

• ImageEx.Members.cs - ImageEx 控件部分类的成员变量类
• ImageEx.cs - ImageEx 控件部分类的定义类
• ImageEx.xaml - ImageEx 控件样式文件
• ImageExBase.Members.cs - ImageEx 控件基类部分类的成员变量类
• ImageExBase.Placeholder.cs - ImageEx 控件基类部分类的占位符类
• ImageExBase.Source.cs - ImageEx 控件基类部分类的图片源类
• ImageExBase.cs - ImageEx 控件基类部分类的定义类
• ImageExFailedEventArgs.cs - ImageEx 控件的失败事件参数类
• ImageExOpenedEventArgs.cs - ImageEx 控件的打开事件参数类
• RoundImageEx.Members.cs - RoundImageEx 控件部分类的成员变量类
• RoundImageEx.cs - RoundImageEx 控件部分类的定义类
• RoundImageEx.xaml - RoundImageEx 控件样式文件

下面把几个重点的类详细分析一下：

1. ImageEx.xaml

ImageEx 控件的样式文件，来看一下 Template 部分，包含了三层的控件：PlaceHolderImage，Image 和 Progress，这样就可以完成加载中或失败时显示 PlaceHolder 和 Progress，加载成功后显示 Image；同时样式在 Failed，Loading，Loaded 和 Unloaded 状态时，也会切换不同层的显示来完成状态切换；

<Style TargetType="controls:ImageEx">
    <Setter Property="Background" Value="Transparent" />
    <Setter Property="Foreground" Value="{ThemeResource ApplicationForegroundThemeBrush}" />
    <Setter Property="Template">
        <Setter.Value>
            <ControlTemplate TargetType="controls:ImageEx">
                <Grid Background="{TemplateBinding Background}" CornerRadius="{TemplateBinding CornerRadius}"
                        BorderBrush="{TemplateBinding BorderBrush}" BorderThickness="{TemplateBinding BorderThickness}">
                    <Image Name="PlaceholderImage" Opacity="1.0" .../>
                    <Image Name="Image" NineGrid="{TemplateBinding NineGrid}" Opacity="0.0" .../>
                    <ProgressRing Name="Progress" Margin="16" HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Center"
                                    Background="Transparent" Foreground="{TemplateBinding Foreground}" IsActive="False" Visibility="Collapsed" />
                    <VisualStateManager.VisualStateGroups>
                        <VisualStateGroup x:Name="CommonStates">
                            <VisualState x:Name="Failed">
                                <Storyboard>
                                    <ObjectAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetName="Image"
                                                                Storyboard.TargetProperty="Opacity">
                                        <DiscreteObjectKeyFrame KeyTime="0"
                                                            Value="0" />
                                    </ObjectAnimationUsingKeyFrames>
                                    <ObjectAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetName="PlaceholderImage"
                                                                Storyboard.TargetProperty="Opacity">
                                        <DiscreteObjectKeyFrame KeyTime="0"
                                                            Value="1" />
                                    </ObjectAnimationUsingKeyFrames>
                                </Storyboard>
                            </VisualState>
                            <VisualState x:Name="Loading" .../>
                            <VisualState x:Name="Loaded" .../>
                            <VisualState x:Name="Unloaded" .../>
                        </VisualStateGroup>
                    </VisualStateManager.VisualStateGroups>
                </Grid>
            </ControlTemplate>
        </Setter.Value>
    </Setter>
</Style>

2. ImageExBase.Members.cs

ImageEx 控件的定义和功能实现主要在 ImageExBase 类中，而  ImageExBase.Members.cs 主要定义了类的成员，具体如下：

• Stretch - 获取或设置控件的拉伸属性
• CornerRadius - 获取或设置控件的圆角半径，用于 Rounded 或 Circle 图片控件
• DecodePixelHeight - 获取或设置控件的解码像素高度
• DecodePixelType - 获取或设置控件的解码像素类型
• DecodePixelWidth - 获取或设置控件的解码像素宽度
• IsCacheEnabled - 获取或设置缓存是否可用

另外还定义了 ImageFailed、ImageOpened、ImageExInitialized 事件，以及 GetAlphaMask() 方法，用于获取 alpha 通道的蒙板；

3. ImageExBase.Placeholder.cs

主要定义了 ImageExBase 类的占位符成员，具体如下：

• PlaceholderStretch - 获取或设置占位符的拉伸属性
• PlaceholderSource - 获取或设置占位符的图像源，ImageSource 类型，改变时会触发 PlaceholderSourceChanged(d, e) 方法；

4. ImageExBase.Source.cs

主要定义了 ImageExBase 类的图像源，除了定义 Source 外，还实现了以下几个方法：

① SetSource(source)

初始化 token 后，如果 source 为空，则进入 Unloaded 状态；否则进入 Loading 状态；判断 source 是 ImageSource 类型且有效，则赋值，然后进入 Loaded 状态；如果 source 是 Uri 类型但无效，或 ImageSource 类型无效，则进入 Failed 状态；如果 Uri 有效，判断为 httpUri 则进入 LoadImageAsync(uri) 方法，否则直接拼接 ms-appx:/// 资源格式加载给控件；

private async void SetSource(object source)
{
    if (!IsInitialized) { return;}

    this._tokenSource?.Cancel();
    this._tokenSource = new CancellationTokenSource();

    AttachSource(null);

    if (source == null)
    {
        VisualStateManager.GoToState(this, UnloadedState, true);
        return;
    }

    VisualStateManager.GoToState(this, LoadingState, true);

    var imageSource = source as ImageSource;
    if (imageSource != null)
    {
        AttachSource(imageSource);

        ImageExOpened?.Invoke(this, new ImageExOpenedEventArgs());
        VisualStateManager.GoToState(this, LoadedState, true);
        return;
    }

    _uri = source as Uri;
    if (_uri == null)
    {
        var url = source as string ?? source.ToString();
        if (!Uri.TryCreate(url, UriKind.RelativeOrAbsolute, out _uri))
        {
            VisualStateManager.GoToState(this, FailedState, true);
            return;
        }
    }

    _isHttpSource = IsHttpUri(_uri);
    if (!_isHttpSource && !_uri.IsAbsoluteUri)
    {
        _uri = new Uri("ms-appx:///" + _uri.OriginalString.TrimStart('/'));
    }

    await LoadImageAsync(_uri);
}

② LoadImageAsync(imageUri)

异步加载图片方法，在缓存可用且是 httpUri 时，从缓存里加载图片资源，根据 token 加载；然后加载对应资源后，进入 Loaded 状态；如果遇到一场，则进入 Failed 状态；如果是本地资源，或 http 资源不允许缓存，则直接实例化，不做缓存操作；

private async Task LoadImageAsync(Uri imageUri)
{
    if (_uri != null)
    {
        if (IsCacheEnabled && _isHttpSource)
        {
            try
            {
                var propValues = new List<KeyValuePair<string, object>>();
                // Add DecodePixelHeight, DecodePixelWidth, DecodePixelType into propValues
                ...
                var img = await ImageCache.Instance.GetFromCacheAsync(imageUri, true, _tokenSource.Token, propValues);

                lock (LockObj)
                {
                    if (_uri == imageUri)
                    {
                        AttachSource(img);
                        ImageExOpened?.Invoke(this, new ImageExOpenedEventArgs());
                        VisualStateManager.GoToState(this, LoadedState, true);
                    }
                }
            }
            catch (OperationCanceledException)
            {
                // nothing to do as cancellation has been requested.
            }
            catch (Exception e)
            {
                lock (LockObj)
                {
                    if (_uri == imageUri)
                    {
                        ImageExFailed?.Invoke(this, new ImageExFailedEventArgs(e));
                        VisualStateManager.GoToState(this, FailedState, true);
                    }
                }
            }
        }
        else
        {
            AttachSource(new BitmapImage(_uri));
        }
    }
}

5. ImageExBase.cs

类中定义了 ImageEx Template 定义字段对应的变量，包括 Image，Progress，CommonStates，Loading 等等；

此外在 AttachImageOpened，RemoveImageOpened 时设置附加对应的 handler；在 AttachImageFailed，RemoveImageFailed 时设置解除对应的 handler；分别触发对应的事件，并把 VisualState 设置为对应的状态；

6.  RoundImageEx.xaml

我们看到，PlaceHolder 和 Image 都是用矩形来实现的，定义了 RadiusX 和 RadiusY 来实现圆角，Fill 使用 ImageBrush 来加载图像；实现圆角或圆形的图片控件；

另外需要注意的是，从 16299 开始，CornerRadius 属性也能适用于 ImageEx 控件，实现圆角矩形图片；如果系统低于 16299，不会引发异常，但是设置会不生效；

<Setter Property="Template">
    <Setter.Value>
        <ControlTemplate TargetType="controls:RoundImageEx">
            <Grid Width="{TemplateBinding Width}"
                Height="{TemplateBinding Height}">
                <Rectangle x:Name="PlaceholderRectangle" RadiusX="{TemplateBinding CornerRadius}" RadiusY="{TemplateBinding CornerRadius}"...>
                    <Rectangle.Fill>
                        <ImageBrush x:Name="PlaceholderImage"
                                ImageSource="{Binding RelativeSource={RelativeSource TemplatedParent}, Path=PlaceholderSource}"
                                Stretch="{Binding RelativeSource={RelativeSource TemplatedParent}, Path=PlaceholderStretch}" />
                    </Rectangle.Fill>
                </Rectangle>
                <Rectangle x:Name="ImageRectangle" RadiusX="{TemplateBinding CornerRadius}" RadiusY="{TemplateBinding CornerRadius}"...>
                    <Rectangle.Fill>
                        <ImageBrush x:Name="Image"
                                Stretch="{Binding RelativeSource={RelativeSource TemplatedParent}, Path=Stretch}" />
                    </Rectangle.Fill>
                </Rectangle>
                <ProgressRing Name="Progress" ... />

                <VisualStateManager.VisualStateGroups>
                    ...
                </VisualStateManager.VisualStateGroups>
            </Grid>
        </ControlTemplate>
    </Setter.Value>
</Setter>

调用示例

我们创建了两个控件，ImageEx 和 RoundImageEx，如下图一是加载中的过渡状态，图二是正常显示的状态；如果 Source 设置有误，则会出现图三只显示 PlaceHolder 的情况，实际应用中，在图片加载失败时我们应该有对应的显示方法；

<controls:ImageEx Name="ImageExControl"
    IsCacheEnabled="True" Width="200" Height="200"
    PlaceholderSource="/assets/LockScreenLogo.scale-200.png"
    Source="/assets/01.jpg"/>

<controls:RoundImageEx Name="RoundImageExControl"
    IsCacheEnabled="True" Width="200" Height="200" Stretch="UniformToFill"
    PlaceholderSource="/assets/01.jpg"
    Source="/assets/02.jpg"
    CornerRadius="999"/>

   

总结

到这里我们就把 UWP Community Toolkit 中的 ImageEx 控件的源代码实现过程和简单的调用示例讲解完成了，希望能对大家更好的理解和使用这个控件有所帮助。欢迎大家多多交流，谢谢！

最后，再跟大家安利一下 UWPCommunityToolkit 的官方微博：https://weibo.com/u/6506046490, 大家可以通过微博关注最新动态。

衷心感谢 UWPCommunityToolkit 的作者们杰出的工作，Thank you so much, UWPCommunityToolkit authors!!!