Windows用戶界面編程中的界面閃爍問題
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    在Windows圖形化用戶界面編程中,若程序自己繪制用戶界面時(shí),會(huì)經(jīng)常碰到界面閃爍,比如其他窗口在上面移動(dòng)，用戶界面滾動(dòng)，這些都有可能導(dǎo)致閃爍。在一個(gè)容器中繪制特定的文檔,需要相應(yīng)作為繪圖容器的控件的OnPaint事件,需要在OnPaint事件處理中重新繪制文檔，而Windows操作系統(tǒng)一般會(huì)在兩種情況下觸發(fā)OnPaint事件：容器控件被其他窗體覆蓋后又顯示，還有就是容器控件的滾動(dòng)處理。在這些情況下，Windows操作系統(tǒng)會(huì)頻繁的觸發(fā)OnPaint事件，而應(yīng)用程序會(huì)頻繁的在繪圖容器中重新繪制圖形，若應(yīng)用程序沒有進(jìn)行很好的優(yōu)化，則很有可能導(dǎo)致用戶界面閃爍。

   用戶界面出現(xiàn)閃爍自然害處多多，首先它使得你的程序看起來不專業(yè)，甚至有不穩(wěn)定的嫌疑，對(duì)于追求完美的你這么會(huì)容許它的存在呢；其次閃爍會(huì)損害用戶的視力，容易讓用戶產(chǎn)生視覺疲勞。

    好了，廢話我不多說了，我們就來發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題。

    首先說說閃爍的本質(zhì)，說到本質(zhì)，就不得不提一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和Windows圖形用戶子系統(tǒng)的一些知識(shí)。我們知道，在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中有一個(gè)區(qū)域叫做顯存，而顯卡則每過一些毫秒就從掃描顯存，然后根據(jù)操作顯示器來繪制一個(gè)個(gè)象素，因此每過一些毫秒顯示器顯示的內(nèi)容就會(huì)重新設(shè)置一遍，由于這是硬件操作，非?？?，若畫面內(nèi)容沒有變化，則人類肉眼是看不到這個(gè)刷新的，此時(shí)用戶界面是沒有任何閃爍。

    右圖就是應(yīng)用程序繪制用戶界面的原理，應(yīng)用程序在CPU的支持下向顯存填充數(shù)據(jù)，而以此同時(shí)顯卡也從顯存加載數(shù)據(jù)操作顯示器繪制圖形，（筆者想若應(yīng)用程序能直接訪問顯示器則繪制速度不要太快哦），而用戶界面閃爍也就根源于這種顯示結(jié)構(gòu)。前面提到，顯卡每過一些毫秒就會(huì)掃描顯存，刷新顯示器的顯示。假設(shè)有個(gè)顯示卡，設(shè)置其刷新頻率為50赫茲，則它每20毫秒就掃描顯存刷新顯示器，而顯卡的操作和應(yīng)用程序的操作之間沒有任何關(guān)系，顯卡是自帶處理器的，于是應(yīng)用程序和顯卡這兩個(gè)對(duì)象同時(shí)操作顯存，顯卡只讀取顯存，而應(yīng)用程序則修改顯存，這就導(dǎo)致了類似多線程程序的數(shù)據(jù)同步的問題了。但這時(shí)硬件結(jié)構(gòu)決定此時(shí)沒有什么鎖定機(jī)制可使用。顯卡每20毫秒就進(jìn)行刷新操作，連操作系統(tǒng)也擋不住，而且應(yīng)用程序根本不知道顯卡會(huì)何時(shí)進(jìn)行刷新操作。

    某個(gè)時(shí)刻，應(yīng)用程序需要繪制用戶界面，首先需要清空繪制容器，因此將顯存一大片區(qū)域設(shè)置為白色，應(yīng)用程序剛完成了清空操作，還每來得及繪制內(nèi)容時(shí)，顯卡就刷新了，很快顯示器上顯示了一大片白色。同時(shí)，應(yīng)用程序開始繪制內(nèi)容，應(yīng)用程序運(yùn)行緩慢，它化了20毫秒繪制了文檔的上半身，文檔上半身主要為紅色，剛繪制了上半身，顯卡就好不留情的進(jìn)行刷新，很快顯示器上顯示了一半的文檔，剛才一半的白色大半變成了紅色，此時(shí)用戶看來，顯示器一下變成一片白，然后很快一半變成紅色，此時(shí)顯示器內(nèi)容產(chǎn)生了兩次大面積的內(nèi)容變幻，然后應(yīng)用程序又化了20毫秒顯示了文檔的下半身，文檔下半身主要為綠色，此時(shí)顯卡進(jìn)行刷新，顯示器上另一半還殘存的白色又變成綠色。由于應(yīng)用程序繪制文檔完畢，因此不再修改顯存，此時(shí)顯示器的顯示的內(nèi)容不再發(fā)生改變。

    在上面的描述中，顯示器首先從花花綠綠變成一片白，20毫秒后一半變成紅色，又20毫秒后另一半變成綠色，如此大面積的顯示內(nèi)容短期的改變就是所謂的閃爍，此時(shí)計(jì)算機(jī)顯示器就是在折磨用戶的眼睛。

    其實(shí)從廣義上說，計(jì)算機(jī)顯示器顯示的內(nèi)容頻繁的發(fā)生大面積的改變都是考驗(yàn)人類的眼睛。有些人玩一些激烈的3D游戲，比如雷神CS之類的，若玩的時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn)眼睛就受不了。就是因?yàn)檫@些游戲程序?qū)е嘛@示器顯示的內(nèi)容頻繁的發(fā)生大面積的改變。因此游戲程序也算導(dǎo)致用戶界面閃爍。只不過這種閃爍不算難受。

    通過上面的討論，知道了閃爍的根源，于是我們發(fā)現(xiàn)了問題，并分析了問題，現(xiàn)在解決問題。在目前的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中，我們的應(yīng)用程序只能通過填充顯存來繪制用戶界面，在這種情況下，對(duì)付閃爍的不二法則就是快，應(yīng)用程序要非?？斓男薷娘@存。對(duì)于每20毫秒進(jìn)行刷新操作的顯卡，若我們的應(yīng)用程序能在20毫秒內(nèi)修改顯存完畢，則在很多情況下顯卡就只會(huì)導(dǎo)致顯示器顯示的內(nèi)容發(fā)生改變，減少閃爍，應(yīng)用程序填充顯存前后顯存的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，若數(shù)據(jù)前后不一致的字節(jié)數(shù)越少，顯示器中刷新操作前后顏色發(fā)生改變的象素?cái)?shù)就越少，這用戶界面的閃爍就越小。

    提高應(yīng)用程序修改顯存的速度的方法有很多中，而且Windows操作系統(tǒng)為我們做了許多底層的操作。我們知道若一個(gè)窗體被覆蓋后又顯示了，則Windows操作系統(tǒng)就會(huì)向該窗體發(fā)送重繪消息，而且還會(huì)傳一個(gè)矩形數(shù)據(jù)，該矩形表示窗體中需要刷新的區(qū)域，應(yīng)用程序可以根據(jù)這個(gè)矩形來重新繪制文檔的某個(gè)部分，這樣就不必要繪制所有的內(nèi)容，提高繪制速度，減少繪制時(shí)間，這就需要進(jìn)行繪圖代碼的優(yōu)化。

   在某些情況下，繪圖速度很難優(yōu)化起來，此時(shí)可以采用所謂“雙緩沖”的技術(shù)來減少閃爍，應(yīng)用程序可以在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)和屏幕相兼容的圖形設(shè)備上下文。該上下文實(shí)際上處理一個(gè)保存在內(nèi)存中的BMP圖片對(duì)象，這樣就容許應(yīng)用程序緩慢地在這個(gè)BMP上繪制圖形。應(yīng)用程序繪制完畢，就用WIN32API函數(shù)BitBlt來將BMP圖片填充到顯存中，BitBlt函數(shù)速度非?？?，足以在屏幕的刷新周期內(nèi)完成繪圖，這樣能基本上避免閃爍。但雙緩沖也有缺點(diǎn)，首先增加程序復(fù)雜度，其次要消耗一些內(nèi)存，還有它讓整個(gè)繪圖時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)致用戶進(jìn)行滾動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生“界面沉重感”，有“慣性”，此外還讓人偷懶而不注意繪圖操作的優(yōu)化。

      俗話說，說得容量做到難，編程也一樣，本文中對(duì)付閃爍的說的輕巧，但在實(shí)際編程中，閃爍一直是圖形化用戶界面編程的老大難問題，需要精心的設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)，優(yōu)化代碼，提高速度。這需要靠很多的理論知識(shí)和深厚的編程功底，這些需要長(zhǎng)期的編程實(shí)踐。