作者：周永恒
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一站式WPF--依赖属性（DependencyProperty）一
2009-09-10 17:16 by 周永恒, 7713 阅读, 29 评论, 收藏,编辑Windows Presentation Foundation (WPF) 提供了一组服务，这些服务可用于扩展公共语言运行时 (CLR) 属性的功能，这些服务通常统称为 WPF 属性系统。由 WPF 属性系统支持的属性称为依赖项属性。
这段是MSDN上对依赖属性（DependencyProperty）的描述。主要介绍了两个方面，WPF中提供了可用于扩展CLR属性的服务；被这个服务支持的属性称为依赖属性。
单看描述，云里雾里的，了解一个知识，首先要知道它产生的背景和为什么要有它，那么WPF引入依赖属性是为了解决什么问题呢？
从属性说起
属性是我们很熟悉的，封装类的字段，表示类的状态，编译后被转化为get_，set_方法，可以被类或结构等使用。 一个常见的属性如下:
1: public class NormalObject
2: {
3: private string _unUsedField;
4:
5: private string _name;
6: public string Name
7: {
8: get
9: {
10: return _name;
11: }
12: set
13: {
14: _name = value;
15: }
16: }
17: }
在面向对象的世界里，属性大量存在，比如Button，就大约定义了70-80个属性来描述其状态。那么属性的不足又在哪里呢？
当然，所谓的不足，要针对具体环境来说。拿Button来讲，它的继承树是Button->ButtonBase->ContentControl->Control->FrameworkElement->UIElement->Visual->DependencyObject->…
每次继承，父类的私有字段都被继承下来。当然，这个继承是有意思的，不过以Button来说，大多数属性并没有被修改，仍然保持着父类定义时的默认值。通常情况，在整个Button对象的生命周期里，也只有少部分属性被修改，大多数属性一直保持着初始值。每个字段，都需要占用4K等不等的内存，这里，就出现了期望可以优化的地方：
- 因继承而带来的对象膨胀。每次继承，父类的字段都被继承，这样，继承树的低端对象不可避免的膨胀。
- 大多数字段并没有被修改，一直保持着构造时的默认值，可否把这些字段从对象中剥离开来，减少对象的体积。
依赖属性的原型
根据前面提出的需求，依赖属性就应运而生了。一个简单的依赖属性的原型如下：
DependencyProperty:
1: public class DependencyProperty
2: {
3: internal static Dictionary<object, DependencyProperty> RegisteredDps = new Dictionary<object, DependencyProperty>();
4: internal string Name;
5: internal object Value;
6: internal object HashCode;
7:
8: private DependencyProperty(string name, Type propertyName, Type ownerType, object defaultValue)
9: {
10: this.Name = name;
11: this.Value = defaultValue;
12: this.HashCode = name.GetHashCode() ^ ownerType.GetHashCode();
13: }
14:
15: public static DependencyProperty Register(string name, Type propertyType, Type ownerType, object defaultValue)
16: {
17: DependencyProperty dp = new DependencyProperty(name, propertyType, ownerType, defaultValue);
18: RegisteredDps.Add(dp.HashCode, dp);
19: return dp;
20: }
21: }
22:
DependencyObject:
1: public class DependencyObject
2: {
3: private string _unUsedField;
4:
5: public static readonly DependencyProperty NameProperty =
6: DependencyProperty.Register("Name", typeof(string), typeof(DependencyObject), string.Empty);
7:
8: public object GetValue(DependencyProperty dp)
9: {
10: return DependencyProperty.RegisteredDps[dp.HashCode].Value;
11: }
12:
13: public void SetValue(DependencyProperty dp, object value)
14: {
15: DependencyProperty.RegisteredDps[dp.HashCode].Value = value;
16: }
17:
18: public string Name
19: {
20: get
21: {
22: return (string)GetValue(NameProperty);
23: }
24: set
25: {
26: SetValue(NameProperty, value);
27: }
28: }
29: }
30:
这里，首先定义了依赖属性DependencyProperty，它里面存储前面我们提到希望抽出来的字段。DP内部维护了一个全局的Map用来储存所有的DP，对外暴露了一个Register方法用来注册新的DP。当然，为了保证在Map中键值唯一，注册时需要根据传入的名字和注册类的的HashCode取异或来生成Key。这里最关键的就是最后一个参数，设置了这个DP的默认值。
然后定义了DependencyObject来使用DP。首先使用DependencyProperty.Register方法注册了一个新的DP（NameProperty)，然后提供了GetValue和SetValue两个方法来操作DP。最后，类似前面例子中的NormalObject，同样定义了一个属性Name，和NormalObject的区别是，实际的值不是用字段来保存在DependencyObject中的，而是保存在NameProperty这个DP中，通过GetValue和SetValue来完成属性的赋值取值操作。
当然，作为一个例子，为了简洁，很多情况没有考虑，现在来测试一下是否解决了前面的问题。
新建两个对象，NormalObject和DependencyObject，在VS下打开SOS查看：
.load sos
extension C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll loaded
!DumpHeap -stat -type NormalObject
total 1 objects
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
009e30d0 1 16 DPDemonstration.NormalObject
Total 1 objects
!DumpHeap -stat -type DependencyObject
total 1 objects
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
009e31a0 1 12 DPDemonstration.DependencyObject
Total 1 objects
这里在对象中分别建立了一个_unUsedField的字段，.Net的GC要求对象的最小Size为12字节。如果对象的Size不足12字节，则会自动补齐。默认的Object对象占用8字节，Syncblk(4字节)以及TypeHandle（4字节），为了演示方便，加入了一个_unUsedField（4字节）来补齐。
这里，DependencyObject相比NormalObject，减少了_name的储存空间4字节。
再进一步
万里长征第一步，这个想法可以解决我们希望的问题，这个做法还不能让人接受。在这个实现中，所有DependencyObject共用一个DP，这个可以理解，但修改一个对象的属性后，所有对象的属性相当于都被修改了，这个就太可笑了。
所以对象属性一旦被修改，这个还是要维护在自己当中的，修改一下前面的DependencyObject，引入一个有效（Effective）的概念。
改进的DependencyObject，加入了_effectiveValues:
1: public class DependencyObject
2: {
3: private List<EffectiveValueEntry> _effectiveValues = new List<EffectiveValueEntry>();
4:
5: public static readonly DependencyProperty NameProperty =
6: DependencyProperty.Register("Name", typeof(string), typeof(DependencyObject), string.Empty);
7:
8: public object GetValue(DependencyProperty dp)
9: {
10: EffectiveValueEntry effectiveValue = _effectiveValues.FirstOrDefault((i) => i.PropertyIndex == dp.Index);
11: if (effectiveValue.PropertyIndex != 0)
12: {
13: return effectiveValue.Value;
14: }
15: else
16: {
17: return DependencyProperty.RegisteredDps[dp.HashCode].Value;
18: }
19: }
20:
21: public void SetValue(DependencyProperty dp, object value)
22: {
23: EffectiveValueEntry effectiveValue = _effectiveValues.FirstOrDefault((i) => i.PropertyIndex == dp.Index);
24: if (effectiveValue.PropertyIndex != 0)
25: {
26: effectiveValue.Value = value;
27: }
28: else
29: {
30: effectiveValue = new EffectiveValueEntry() { PropertyIndex = dp.Index, Value = value };
31: _effectiveValues.Add(effectiveValue);
32: }
33: }
34:
35: public string Name
36: {
37: get
38: {
39: return (string)GetValue(NameProperty);
40: }
41: set
42: {
43: SetValue(NameProperty, value);
44: }
45: }
46: }
新引进的EffectiveValueEntry：
1: internal struct EffectiveValueEntry
2: {
3: internal int PropertyIndex { get; set; }
4:
5: internal object Value { get; set; }
6: }
改进的DependencyProperty，加入了ProperyIndex:
1: public class DependencyProperty
2: {
3: private static int globalIndex = 0;
4: internal static Dictionary<object, DependencyProperty> RegisteredDps = new Dictionary<object, DependencyProperty>();
5: internal string Name;
6: internal object Value;
7: internal int Index;
8: internal object HashCode;
9:
10: private DependencyProperty(string name, Type propertyName, Type ownerType, object defaultValue)
11: {
12: this.Name = name;
13: this.Value = defaultValue;
14: this.HashCode = name.GetHashCode() ^ ownerType.GetHashCode();
15: }
16:
17: public static DependencyProperty Register(string name, Type propertyType, Type ownerType, object defaultValue)
18: {
19: DependencyProperty dp = new DependencyProperty(name, propertyType, ownerType, defaultValue);
20: globalIndex++;
21: dp.Index = globalIndex;
22: RegisteredDps.Add(dp.HashCode, dp);
23: return dp;
24: }
25: }
在DependencyObject加入了一个_effectiveValues，就是把所有修改过的DP都保存在EffectiveValueEntry里，这样，就可以达到只保存修改的属性，未修改过的属性仍然读取DP的默认值，优化了属性的储存。
更进一步的发展
到目前为止，从属性到依赖属性的改造一切顺利。但随着实际的使用，又一个问题暴露出来了。使用继承，子类可以重写父类的字段，换句话说，这个默认值应该是可以子类化的。那么怎么处理，子类重新注册一个DP，传入新的默认值？
当然，不会实现的这么丑陋。同一个DP，要想支持不同的默认值，那么内部就要维护一个对应不同DependencyObjectType的一个List，可以根据传入的DependencyObject的类型来读取它对应的默认值。
DP内需要维护一个自描述的List，按照微软的命名规则，添加新的类型属性元数据（PropertyMetadata）：
1: public class PropertyMetadata
2: {
3: public Type Type { get; set; }
4: public object Value { get; set; }
5:
6: public PropertyMetadata(object defaultValue)
7: {
8: this.Value = defaultValue;
9: }
10: }
对应修改DependencyProperty
1: public class DependencyProperty
2: {
3: private static int globalIndex = 0;
4: internal static Dictionary<object, DependencyProperty> RegisteredDps = new Dictionary<object, DependencyProperty>();
5: internal string Name;
6: internal object Value;
7: internal int Index;
8: internal object HashCode;
9: private List<PropertyMetadata> _metadataMap = new List<PropertyMetadata>();
10: private PropertyMetadata _defaultMetadata;
11:
12: private DependencyProperty(string name, Type propertyName, Type ownerType, object defaultValue)
13: {
14: this.Name = name;
15: this.Value = defaultValue;
16: this.HashCode = name.GetHashCode() ^ ownerType.GetHashCode();
17:
18: PropertyMetadata metadata = new PropertyMetadata(defaultValue) { Type = ownerType };
19: _metadataMap.Add(metadata);
20: _defaultMetadata = metadata;
21: }
22:
23: public static DependencyProperty Register(string name, Type propertyType, Type ownerType, object defaultValue)
24: {
25: DependencyProperty dp = new DependencyProperty(name, propertyType, ownerType, defaultValue);
26: globalIndex++;
27: dp.Index = globalIndex;
28: RegisteredDps.Add(dp.HashCode, dp);
29: return dp;
30: }
31:
32: public void OverrideMetadata(Type forType, PropertyMetadata metadata)
33: {
34: metadata.Type = forType;
35: _metadataMap.Add(metadata);
36: }
37:
38: public PropertyMetadata GetMetadata(Type type)
39: {
40: PropertyMetadata medatata = _metadataMap.FirstOrDefault((i) => i.Type == type) ??
41: _metadataMap.FirstOrDefault((i) => type.IsSubclassOf(i.Type));
42: if (medatata == null)
43: {
44: medatata = _defaultMetadata;
45: }
46: return medatata;
47: }
48: }
修改DenpendencyObject中的GetValue并更改_effectiveValues，为了简洁去掉了NameProperty以及SetValue.
1: public class DependencyObject
2: {
3: private List<EffectiveValueEntry> _effectiveValues = new List<EffectiveValueEntry>();
4:
5: public object GetValue(DependencyProperty dp)
6: {
7: EffectiveValueEntry effectiveValue = _effectiveValues.FirstOrDefault((i) => i.PropertyIndex == dp.Index);
8: if (effectiveValue.PropertyIndex != 0)
9: {
10: return effectiveValue.Value;
11: }
12: else
13: {
14: PropertyMetadata metadata;
15: metadata = DependencyProperty.RegisteredDps[dp.HashCode].GetMetadata(this.GetType());
16: return metadata.Value;
17: }
18: }
19: }
这样，就可以定义一个SubDependencyObject，调用OverrideMedata向DP的_metadataMap中加入新的Metadata。
1: public class SubDependencyObject : DependencyObject
2: {
3: static SubDependencyObject()
4: {
5: NameProperty.OverrideMetadata(typeof(SubDependencyObject), new PropertyMetadata("SubName"));
6: }
7: }
创建一个DependencyObject以及SubDependencyObject，可以发现，Name的值已经被改为”SubName”了。当然，实际DP中对Metadata的操作比较繁琐，当子类调用OverrideMetadata时会涉及到Merge操作，把新的Metadata与父类的合二为一。并且在GetMetadata中，要取得自己或者是与它最近的父类的Metadata，为了可以获得最近的父类，WPF引入了一个DependencyObjectType的类，在构造时传入BaseType=this.base.GetType()，这里为了简单，忽略不计。
WPF对依赖属性的扩展
前面的例子里，依据优化储存的思想，我们打造了一个DependencyProperty。当然，有了这样一门利器，不好好打磨打磨真是对不起它，WPF在这个基础上对DP进行了扩展，使其更加的强大。
对通常的CLR属性来说，在Set中加入一些逻辑判断是很正常的，当然也可以在Set中发出一些事件或者更改其他一些属性。那么依赖属性，它对此又有什么支持呢？
顺水推舟，WPF在DP的PropertyMedata中加入了PropertyChangedCallback以及CoerceValueCallback等。这些Delegate可以在构造PropertyMetadata时传入，在SetValue过程中，会取得对应的PropertyMetadata，然后回调PropertyChangedCallback。这个PropertyMetadata可以在构建DP时传入，也可以在子类调用OverrideMetadata时传入，这就保证了同一个DP不同的DependencyObject可以有不同的应用。WPF对此进行了很多扩展，定义了一套属性赋值的规则，包括计算（calculate）、限制（Coerce）、验证（Validate）等等。
当然，这些扩展说开了会很多，WPF对此也进行了精巧的设计，这也就是我们开篇提到的WPF提供了一组服务，用于扩展CLR属性。
多属性值
发展都是由需求来推动的，在WPF的实现过程中，又产生了这样一个需要：
WPF是原生支持动画的，一个DP属性，比如Button的Width，你可以加入动画使他在1秒内由100变为200，在动画结束后，又希望它能恢复原来的属性值。同理，你可以在XAML表达式中对属性进行赋值，当表达式失效时同样期望他恢复成原来的属性值。这个需求来自于，对同一个属性的赋值可能发生在不同的场合，当对象状态改变时属性也要发生相应的变化，这里就产生了两个需要：
- 属性对外暴露一个值，但内部可以存放多个值，根据状态（条件）的改变来确定当前值。
- 这些状态（条件）要定义优先级，根据优先级来判断当前应取哪个值。
同一个属性有多个值，这个对CLR属性来说有些难为它了。但是对DP来说却很简单，本来DP的值就是保存在我们定义的EffectiveValueEntry中的，以前是保存一个Value，现在定义多个值就可以了。
1: internal struct EffectiveValueEntry
2: {
3: private object _value;
4:
5: internal int PropertyIndex { get; set; }
6:
7: internal object Value
8: {
9: get
10: {
11: return _value;
12: }
13: set
14: {
15: _value = value;
16: }
17: }
18:
19: internal ModifiedValue ModifiedValue
20: {
21: get
22: {
23: if (this._value != null)
24: {
25: return (this._value as ModifiedValue);
26: }
27: return null;
28: }
29: }
30: }
对应的ModifiedValue：
1: internal class ModifiedValue
2: {
3: internal object AnimatedValue { get; set; }
4: internal object BaseValue { get; set; }
5: internal object CoercedValue { get; set; }
6: internal object ExpressionValue { get; set; }
7: }
当属性没有被修改过，ModifiedValue为空，当修改过后，ModifiedValue被赋值。这里EffectiveValueEntry定义了很多方法如SetExpressionValue(object value), SetAnimatedValue(object value)等来向ModifiedValue中写入对应值；并且EffectiveValueEntry提供了IsAnimated，IsExpression等属性来表示当前的状态。当然，这个赋值的操作比较复杂，这个优先级分两大类：一 ModifiedValue中各属性的优先级；二对于ExpressionValue来说，它又有自己的优先级，Local>Style>Template…这里就不详细解释了。
依赖属性的优点
回过头来，总结一下依赖属性的优点：
- 优化了属性的储存，减少了不必要的内存使用。
- 加入了属性变化通知，限制、验证等，
- 可以储存多个值，配合Expression以及Animation等，打造出更灵活的使用方式。
总结
借助于依赖属性，WPF提供了强大的属性系统，可以支持数据绑定、样式、动画、附加属性等功能。这篇文章主要是简略的实现了一个从属性到依赖属性的发展过程，当然，具体和WPF的实现还有偏差，希望朋友们都能抓住这个主要的脉络，更好的去玩转它。
除了依赖属性的实现，还有一些很重要的部分，比如借助于依赖属性提出的附加属性，以及如何利用依赖属性来更好的设计实现程序，使用依赖属性有哪些要注意的地方。呵呵，那就，下篇吧。
示例程序下载
一站式WPF--依赖属性（DependencyProperty）二
2009-10-20 11:32 by 周永恒, 6736 阅读, 21 评论, 收藏,编辑
书接上文，前篇文章介绍了依赖属性的原理和实现了一个简单的DependencyProperty（DP），这篇文章主要探讨一下如何使用DP以及有哪些需要注意的地方。
回顾
依赖属性是由DependencyObject来使用的，那么一个典型的使用场景是什么样呢？
使用DependencyProperty
一个简单的使用如下：
1: public class SimpleDO : DependencyObject
2: {
3: public static readonly DependencyProperty IsActiveProperty =
4: DependencyProperty.Register("IsActive", typeof(bool), typeof(SimpleDO),
5: new PropertyMetadata((bool)false));
6:
7: public bool IsActive
8: {
9: get { return (bool)GetValue(IsActiveProperty); }
10 set { SetValue(IsActiveProperty, value); }
11: }
12: }
SimpleDO sDo = new SimpleDO();
sDo.IsActive = true;
这里是使用DependencyProperty.Register来注册DP的，Register函数有很多重载，一个最全的形式如下：
public static DependencyProperty Register(string name, Type propertyType, Type ownerType,
PropertyMetadata typeMetadata, ValidateValueCallback validateValueCallback);
前4个参数在前篇文章已有介绍，主要是用来确定DP在全局Map中的键值，属性的类型以及内部属性元数据。最后一个参数是一个delegate，用来验证数据的有效性。
抛开验证的过程不说，先来看看PropertyMetadata。前篇提到，这个PropertyMetadata是可以子类化的，子类可以调用OverrideMetadata来重写PropertyMetadata。WPF属性系统对于依赖属性支持的策略就封装在Metadata中，那么这个PropertyMetada都有哪些呢？
常见的主要有FrameworkPropertyMetadata，UIPropertyMetadata以及PropertyMetadata。他们的继承关系是F->U->P。以最复杂的来说，FrameworkPropertyMetadata都提供了哪些功能呢？
FrameworkPropertyMetadata
FrameworkPropertyMetadata的构造函数提供了很多重载，一个最复杂的构造函数如下：
public FrameworkPropertyMetadata( object defaultValue,
FrameworkPropertyMetadataOptions flags,
PropertyChangedCallback propertyChangedCallback,
CoerceValueCallback coerceValueCallback,
bool isAnimationProhibited,
UpdateSourceTrigger defaultUpdateSourceTrigger);
其中第一个参数是默认值，最后两个参数分别是是否允许动画，以及绑定时更新的策略，这个不详细解释了。重点看一下里第三、四两个参数，两个CallBack。结合前面提到的ValidateValueCallback，这三个Callback分别代表Validate（验证），PropertyChanged（变化通知）以及Coerce（强制）。当然，作为Metadata，FrameworkPropertyMetadata只是储存了策略信息，WPF属性系统会根据这些信息来提供功能并在适当的时机回调传入的delegate。
那么WPF属性系统确定属性值的规则又是怎样呢？
处理DependencyProperty的规则
借用一个常见的图例，介绍一下WPF属性系统对依赖属性操作的基本步骤：
- 第一步，确定Base Value，对同一个属性的赋值可能发生在很多地方。比如控件的背景（Background），可能在Style或者控件的构造函数中都对它进行了赋值，这个Base Value就要确定这些值中优先级最高的值，把它作为Base Value。
- 第二步，估值。如果从第一步得到的值是一个表达式值（Expression），比如说一个绑定，WPF属性系统需要把它转化成一个实际值。
- 第三步，动画。如果当前属性正在作动画，那么因动画而产生的值会优于前面获得的值，这个也就是WPF中常说的动画优先。
- 第四步，强制。如果我们在FrameworkPropertyMetadata中传入了CoerceValueCallback，WPF属性系统会回调我们传入的的delagate，进行数据的强制赋值。在属性赋值过程中，Coerce拥有最高的优先级，这个优先级要大于动画的优先级别。
- 第五步，验证。如果在Register的时候传入了ValidateValueCallback，那么最后WPF会调用我们传入的delegate，来验证数据的有效性。当数据无效时会抛出异常来通知。
那么应该如何使用这些功能呢？
一个简单的例子
用一个简单的例子，来描述一下这个过程：
public class SimpleDO : DependencyObject
{
public static readonly DependencyProperty ValueProperty =
DependencyProperty.Register("Value", typeof(double), typeof(SimpleDO),
new FrameworkPropertyMetadata((double)0.0,
FrameworkPropertyMetadataOptions.None,
new PropertyChangedCallback(OnValueChanged),
new CoerceValueCallback(CoerceValue)),
new ValidateValueCallback(IsValidateValue));
public double Value
{
get { return (double)GetValue(ValueProperty); }
set { SetValue(ValueProperty, value); }
}
private static void OnValueChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
{
Console.WriteLine("ValueChanged new value is {0}", e.NewValue);
}
private static object CoerceValue(DependencyObject d, object value)
{
Console.WriteLine("CoerceValue value is {0}", value);
return value;
}
private static bool IsValidateValue(object value)
{
Console.WriteLine("ValidateValue value is {0}", value);
return true;
}
}
SimpleDO sDo = new SimpleDO();
sDo.Value = 1;
对应的输出：
ValidateValue value is 0
ValidateValue value is 0
ValidateValue value is 1
CoerceValue value is 1
ValueChanged new value is 1
当属性变化后，PropertyChangeCallback最终被调用。这里Validate和Coerce的顺序有些乱，并没有完全依照前面谈到的Coerce->Validate的顺序。WPF对属性赋值进行了优化，当属性被修改时，首先会调用Validate来判断传入的值是否有效，如果无效就不调用后面的操作，以提高性能。从这里也可以看出，CoerceValue后面并没有紧跟着ValidateValue，而是直接调用PropertyChanged了。这是因为前面已经验证过value，如果在Coerce中没有改变value，那么就不用再验证了。如果在Coerce中改变了value，那么这里还会再次调用ValidateValue来验证，Valiate在最后一步的意思是指整个Value赋值的过程中，一定会保证最终值得到验证。
当然，如果对Value作用了动画（需要修改SimpleDO继承于UIElement），比如：
DoubleAnimation animation = new DoubleAnimation(1, 20,
new Duration(TimeSpan.FromMilliseconds(5000)), FillBehavior.Stop);
sDo.BeginAnimation(SimpleDO.ValueProperty, animation);
那么在动画过程中，调用sDo.Value=30是不会有作用的，当然，这个值已经被存到LocalValue上了。在动画结束后，根据FillBehavior来决定是保留动画的最后值还是回到LocalValue上。当FillBehavior是Stop，动画结束后Value的值为30；如果是HoldEnd，那么动画结束后会一直保持动画的最后值20。
关于LocalValue（本地值），我们稍后再来细谈，先来回顾一下这个例子。在这个例子中，我们分别传入了三个delagate（PropertyChange，Coerce和Validate）。关于PropertyChangeCallback，这个再明显不过了，在属性值变化的时候调用。那么Coerce和Validate意义何在呢？
Coerce与Validate
DependencyObject提供了两个函数以支持调用Coerce和Validate，分别是
public void CoerceValue(DependencyProperty dp);
public void InvalidateProperty(DependencyProperty dp);
第一个函数较为常用，比如说Slider，它有三个属性相互作用，Value、Minimum和Maximum，这些属性相互作用，一个默认的规则是Minimum≤Value≤Maximum。那么当其中一个变化时，另外两个是如何响应做出调整呢？这里WPF使用的就是CoerceValue，这个实现也很简单，注册Maximum的时候加入CoerceValueCallback，在CoerceMaximum函数中判断，如果Maximum的值小于Minimum，则使Maximum值等于Minimum；同理在Value中也加入了CoerceValueCallback进行相应的强制判断。然后在Minimum的ChangedValueCallback被调用的时候，调用Maximum和Value的CoerceValue。
用一句话来形容这个用法就是，当相互作用的几个依赖属性其中一个发生变化时，在它的PropertyChangeCallback中调用受它影响的依赖属性的CoerceValue。当然，这些依赖属性要实现CoerceValueCallback，在其中保证相互作用关系的正确性。
后一个Validate主要是验证一下数据有效性，比如说传入的double参数是否是NaN等等。
相对来说，Coerce和Validate并不是特别常用，在WPF属性系统为我们提供的服务中，FrameworkPropertyMetadataOptions应该算有特色，定制性最强的。
FrameworkPropertyMetadataOptions
所谓Option（选项），肯定有相应的功能与之对应，那么这些开关都有哪些呢？
public enum FrameworkPropertyMetadataOptions
{
None = 0,
AffectsMeasure = 1,
AffectsArrange = 2,
AffectsParentMeasure = 4,
AffectsParentArrange = 8,
AffectsRender = 16,
Inherits = 32,
OverridesInheritanceBehavior = 64,
NotDataBindable = 128,
BindsTwoWayByDefault = 256,
Journal = 1024,
SubPropertiesDoNotAffectRender = 2048,
}
这些选项分为两类，一类是标记着Affect的，表示这个依赖属性变化后，会有哪些影响，包括（要重新测量，重新绘制等等）。另一类是剩下的，表示当选择了该选项后，依赖属性会具备什么功能，包括（默认双向绑定，属性继承等）。这里介绍一下属性继承（Inherits）。
继承是我们很熟悉的，子类可以继承父类的方法和属性等。这里是有父子关系的，那么属性继承的父子关系在哪？
WPF的依赖属性可继承性是依附于对象树的，这个对象树，具体来说是逻辑树。比如说，Window内部放置了一个Button，那么对象树就是Window—Button，Window是Button的父节点。在Window上设置字体大小（FontSize），这个值同样会作用在Button上，这个就是所谓的属性继承。在一般情况下，属性继承会沿着逻辑树一直传下去，除非对象更改了传递的策略。FrameworkElement对象中提供了属性
protected internal InheritanceBehavior InheritanceBehavior { get; set; }
子类可以重载这个属性传递SkipToAppNow等来截断这个继承，默认情况下，Frame就断开了这个继承链。
回过头来，说说LocalValue，这个配合EffectiveValue，构成了依赖属性中最精彩的故事。
LocalValue与EffectiveValue
依赖属性很强大，WPF也在不遗余力的宣扬它的美，就像魔术师一样，千变万化的魔术中总有它的底，让我们来掀一下它的底牌，看看它到底是什么玩意。
在前篇文章里，我们实现了一个EffectiveValue（EffectiveValueEntry），虽然很简陋，不过可以看出它的两大功能。一，只储存变化的值。二，内部储存多个值，根据优先级选择当前值。作为一个属性来说，任何时间，它都应该而且也只应该对外暴露一个值。那么需要解决的问题在哪里呢？第一，从空间上说，同一个依赖属性可能在很多地方被赋值，比如说在构造函数中，Style中，属性继承下来的等等。第二，从时间上说，这些在不同地方的赋值又可能在同一时间发生变化，比如说绑定正在变化的同时又在对该属性作动画。那么就要有一个清晰的规则来界定，为此引入了两个概念，BaseValue和LocalValue。
前面谈到了处理依赖属性操作的第一步就是，确定BaseValue，这个BaseValue，翻译过来叫基本值。这个基本，是针对动画（Animation）和强制（Coerce）来说的。当依赖属性处于动画或者强制中，它显示的是动画值或者强制值，一旦这两个状态失效，那么就会回到基本值来。
我们可以调用DependencyPropertyHelper的GetValueSource方法来获得当前依赖属性的信息：
ValueSource source = DependencyPropertyHelper.GetValueSource(sDo, SimpleDO.ValueProperty);
其中ValueSource如下：
public struct ValueSource
{
public BaseValueSource BaseValueSource { get; }
public bool IsAnimated { get; }
public bool IsCoerced { get; }
public bool IsExpression { get; }
}
其中的IsAnimated，IsCoerced，IsExpression用来指示当前依赖属性的状态，BaseValueSource指示当前BaseValue的优先级。它有
public enum BaseValueSource
{
Unknown = 0,
Default = 1,
Inherited = 2,
DefaultStyle = 3,
DefaultStyleTrigger = 4,
Style = 5,
TemplateTrigger = 6,
StyleTrigger = 7,
ImplicitStyleReference = 8,
ParentTemplate = 9,
ParentTemplateTrigger = 10,
Local = 11,
}
BaseValueSource的优先级别是从小到大，Local具有最高的优先级，这里的Local指在XAML声明时显式指定的属性值或者在后台手动赋值，如 <Button x:Name=”btn” Width=”12”/>或者在后台代码中btn.Width=12。也就是说，当你在后台对一个依赖属性赋值后，这个属性在Style中的值或者Trigger都会因优先级不够高而失去作用。这种情况是很常见的，很多时候，当依赖属性发生问题（绑定没有更新，Trigger没有反应）时，都可以查看当前依赖属性的ValueSource来判断是不是错误设置了DP而导致了优先级不够高才得不到响应。
那么这个LocalValue是从何而来，是指BaseValueSource中的Local么？
是的，DependencyObject提供了ReadLocalValue函数来读取当前的LocalValue
public object ReadLocalValue(DependencyProperty dp);
如果没有在XAML声明时或者在后台为依赖属性赋值，即使在Style中赋值，那么读取出的值都应为DependencyProperty.UnsetValue。如果在声明时使用了绑定，那么读出的值为BindingExpression，其他情况下会读取出当前local中的值。
那么LocalValue和EffctiveValue的区别在哪呢？DependencyObject提供了GetValue方法来取得属性值，这个值就是EffctiveValue，也就相当于魔术千变万化最终看到的结果，而LocalValue是内部设置的值。举一个简单的例子来说明一下：
仍然用Slider，它的Minimum，Value以及Maximum
1: Slider slider = new Slider();
2: slider.Minimum = 0;
3: slider.Maximum = 10;
4: slider.Value = 3;
5:
6: slider.Minimum = 4; //After set, Value = 4; Value's Local Value = 3;
7: slider.Minimum = 1; //After set, Value = Value's Local Value = 3;
8: slider.Minimum = 13; //After set, Value = Maximum = 13;
第6行，当设置了Minimum=4后，Value的Coerce会被调用，在Coerce中，因为Value值（3）小于Minmum（4），Value值被强制为4。但Value的Local值仍然被保留，使用ReadLocalValue函数可以查看到Value的LocalValue仍然为3。第7行，Minimum的值为1后，在Value的Coerce中，因为Value的LocalValue（3）大于1，所以最终取得的Value和LocalValue都为3。
关于EffectiveValue和LocalValue，WPF对此的态度一直都是半遮半掩，一方面，在对外的函数或注释中对此有过说明；另一方面，又把它当作内部细节一语带过。但这确实是很多稀奇古怪bug的根源，希望朋友们都能看透这层画皮，更好的从内部掌握它。
谈过了依赖属性的功能，回过头来看看如何注册依赖属性，以及WPF提出的附加（Attached）这个概念。
附加（Attached）属性
在最前面的例子中，我们是使用DependencyProperty.Register来注册DP的，DP也对外提供了DependencyProperty.RegisterAttached方法来注册DP。这个RegisterAttached的参数和Register是完全一致的，那么Attached（附加）这个概念又从何而来呢？
其实我们使用依赖属性，一直在Attached（附加）。我们注册（构造）一个DP，然后在DependencyObject中通过GetValue和SetValue来操作DP，也就是把这个DP通过这样的方法粘贴到DependencyObject上，只不过是通过封装CLR属性来达到的。那么RegisterAttached又是怎样呢，来看一个最简单的应用：
public class AttachedHelper
{
public static readonly DependencyProperty IsAttachedProperty =
DependencyProperty.RegisterAttached("IsAttached", typeof(bool), typeof(AttachedHelper),
new FrameworkPropertyMetadata((bool)false));
public static bool GetIsAttached(DependencyObject d)
{
return (bool)d.GetValue(IsAttachedProperty);
}
public static void SetIsAttached(DependencyObject d, bool value)
{
d.SetValue(IsAttachedProperty, value);
}
}
在XAML中使用：
<local:SimpleDO x:Name="sDo" local:AttachedHelper.IsAttached="True"/>
在这个AttachedHelper中，并没有使用CLR属性IsAttached来封装，而是使用了SetIsAttached和GetIsAttached来存取IsAttached值，当然内部还是调用了SetValue与GetValue。XAML Parser提供了支持，local:AttachedHelper.IsAttached="True"最终会调用到SetIsAttached函数。
Register和RegisterAttached只是封装形式不同，内部的实现都是GetValue和SetValue，这个Attach（能力）是由DependencyObject和DependencyProperty这种分离的设计所产生的，并不是你使用RegisterAttached这个函数产生了多大魔力。当然，因为使用了静态函数封装，RegisterAttached这种方法更加动态化，我们可以在一个运行中的DependencyObject上对它调用SetIsAttached方法，把这个属性塞到DependencyObject内部的EffectiveValueEntry上去。
因为这种动态附加的能力，使用RegisterAttached注册的依赖属性也被称为附加属性，有了附加属性，因此也衍生出了一些精彩的设计，这些略过不提，来看看使用依赖属性有哪些需要注意的地方。
使用依赖属性要注意的地方
依赖属性，看这个词它应该也是个属性，那么传统CLR属性的一些用法（多态，Set里面Raise一些Event等）还适用么？
江湖险恶，小心。
拿前面SimpleDO的ValuePropety来说。你在后台代码中调用sDo.Value = 2，那么Value的set会被调用，但如果你在XAML赋值或者把它绑定到其他属性，程序运行后，Value的值正常，可是Value的set并没有被调到。这是怎么回事？
WPF对依赖属性进行了优化，在绑定等一些场合并不是调用属性的get,set方法，而是直接读取或设置依赖属性的EffectiveValue，也就是说，为了提高性能，绕开了你封装的方法，直接在DP内部去搞了。当然，不按规矩出牌，按照传统属性设置的多态，set里的逻辑就统统失效了。
WPF建议实现多态的方式是在PropertyChangedCallback中调用虚函数来实现，如：
private static void OnValueChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
{
((SimpleDO)d).OnValueChanged(e);
}
protected virtual void OnValueChanged(DependencyPropertyChangedEventArgs e)
{
}
子类通过重载OnValueChanged来实现多态。
当然，具体使用依赖属性出现的问题还会有很多，就不一一介绍了，接下来看看依赖属性为我们设计程序提供了哪些帮助。
使用依赖属性的新思维
依赖属性提供了很强大的功能，附加属性，属性变化通知，可继承，多属性值等等，关于这方面的宣传也到处可见，用武功秘籍来形容，大概是这样子的。
江湖新出现了一门武功，集旧派武功之大成，练到绝处，诡异莫测，绣花针亦可为武器，杀人于无形之中。当千辛万苦夺得秘籍之后，未翻书，体先寒，只见上面四个大字，“葵花宝典”……
确实，不是所有对象都可以使用依赖属性的，只有继承自DependencyObject的对象才可以使用DP，DependencyObject具有这样的能力源自它内部持有一个EffectiveValueEntry的数组，类似于一个百宝囊。这个也是在设计中经常被人遗忘的地方。
比如说，有两个Panel，一个Panel上又有很多Panel、控件，我们希望按照一定条件过滤，把符合条件的控件移到另一个Panel上去，然后点击恢复按钮这些控件又可以回到原位置。这里就可以定义一个附加属性，比如说OldParent，遍历第一个Panel的逻辑树，把符合条件的控件从它的Parent中移除，并且使用附加属性OldParent记录它的Parent，这样在恢复原位置的时候就可以拿到OldParent，然后再Add回去了。
当然，这类应用就是定义一个附加属性，然后附加到对象中去，应用的都比较简单，只是为了说明DependencyObject具有这样支持存取的能力，设计程序的时候不要浪费。
总结
关于依赖属性，可写的东西很多，每一个点展开都能有很多故事，像RegisterReadOnly，AddOwner等都没有详细介绍。依赖属性中，属性和使用它的对象分离是它的特色，两者之间的粘合和作用是它的难点，希望朋友们都能从内到外的看待依赖属性，更好的玩转它。
作者：周永恒
出处：http://www.cnblogs.com/Zhouyongh
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