AtomUI/docs/performances/Switch

Switch 性能优化

路线图位置：../desktop-controls-optimization-roadmap.md Tier 2 #7 状态：本轮完成交互路径结构优化；不声明页面加载耗时稳定提升。

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0. 结论

本轮优化 ToggleSwitch.IsChecked 切换路径：IsChecked 不再触发 InvalidateMeasure()，只保留位置变化所需的 arrange。收益适用于用户点击开关、表单值回填、ViewModel 批量切换开关状态等交互路径。

ToggleSwitchShowCase.axaml 当前包含 13 个 ToggleSwitch、2 个 Button、5 个 showcase 分组、4 个 AntDesignIconProvider。页面加载时视觉树没有变化，因此页面导航耗时不是本轮主收益指标。

指标	旧实现	新实现	变化	结论
IsChecked 1000 次切换的 measure invalidations	1000	0	100% removed	主收益
IsChecked 1000 次切换的 arrange invalidations	1000	1000	0	必须保留，开关位置需要重新 arrange
DesiredSize changes	0	0	0	尺寸确实与 checked 状态无关
Switch.Default visual/root	7	7	0	初始树不变
Switch.GalleryShape visual/root	119	119	0	初始树不变

耗时类数据在本轮机器负载较高时采集，仅作为参考：交互基准 60.21us/update -> 55.09us/update；控件实例化和 Gallery 导航指标混合波动，不作为本轮性能提升声明。

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1. 根因

原静态构造器把 IsCheckedProperty 注册为 measure 影响项：

AffectsMeasure<AbstractToggleSwitch>(SizeTypeProperty, IsCheckedProperty);

Avalonia 12 中 AffectsMeasure<T> 会订阅属性变化并调用 InvalidateMeasure()：.referenceprojects/Avalonia/src/Avalonia.Base/Layout/Layoutable.cs:502-512。同文件 AffectsArrange<T> 对应 InvalidateArrange()：.referenceprojects/Avalonia/src/Avalonia.Base/Layout/Layoutable.cs:523-533。

但 AbstractToggleSwitch.MeasureOverride() 的尺寸只来自：

• OnContent / OffContent 两个 content presenter 的最大宽度；
• TrackHeight、TrackMinWidth、InnerMinMargin、InnerMaxMargin token；
• KnobSize 的 measure。

IsChecked 只影响 CalculateElementsOffset(...) 算出的 knob/content 位置，以及 wave 播放。OnPropertyChanged(IsChecked) 仍会调用 CalculateElementsOffset(GrooveRect().Size)，KnobMovingRect、OnContentOffset、OffContentOffset 仍在 AffectsArrange 中。因此去掉 measure 失效不会丢失 checked/unchecked 的视觉切换。

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2. 改动

2.1 生产代码

src/AtomUI.Controls/Switch/AbstractToggleSwitch.cs

static AbstractToggleSwitch()
{
    AffectsMeasure<AbstractToggleSwitch>(SizeTypeProperty);
    AffectsArrange<AbstractToggleSwitch>(
        IsPressedProperty,
        KnobRectProperty,
        KnobMovingRectProperty,
        OnContentOffsetProperty,
        OffContentOffsetProperty);
    AffectsRender<AbstractToggleSwitch>(GrooveBackgroundProperty, SwitchOpacityProperty);
}

保留项：

• IsChecked 变化时仍计算目标位置；
• _isCheckedChanged 仍驱动 checked 目标 KnobMovingRect arrange；
• wave、loading、disabled、content/icon 状态不改；
• 没有把主题视觉搬到 C# 动态创建。

2.2 验证与基准工具

• --verify-switch-states 增加 checked 切换不失效 measure、DesiredSize 不变、knob 目标位置正确的断言。
• 新增 --measure-switch-interactions，专门量化已实现 ToggleSwitch 上重复切换 IsChecked 后的 measure/arrange invalidation。

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3. 实测结果

3.1 交互路径基准

命令：

dotnet run -c Release -f net10.0 --no-build \
  --project tools/performances/AtomUI.Performance/AtomUI.Performance.csproj -- \
  --measure-switch-interactions --count 1000 \
  --markdown /tmp/switch-interactions-after.md

临时恢复旧 AffectsMeasure(SizeTypeProperty, IsCheckedProperty) 后跑同一基准，再恢复优化代码复跑。

指标	旧实现	新实现	变化
Updates	1000	1000	0
Total ms	60.21	55.09	+8.50%
us/update	60.21	55.09	+8.50%
KB total	8304.1	8306.8	-0.03%
bytes/update	8503.4	8506.2	-0.03%
Measure invalidations	1000	0	100% removed
Arrange invalidations	1000	1000	0
DesiredSize changes	0	0	0
Visual/root	9	9	0
Logical/root	1	1	0

Total ms 在当前机器负载下仅作为参考；本轮可信主指标是 measure invalidation 从每次切换 1 次降为 0 次。

3.2 控件实例化基准

命令：

dotnet run -c Release -f net10.0 --no-build \
  --project tools/performances/AtomUI.Performance/AtomUI.Performance.csproj -- \
  --suite switch --count 80 \
  --markdown /tmp/switch-after.md

Scenario	ms/item baseline	ms/item optimized	KB/item baseline	KB/item optimized	Visual
Switch.Default	0.398	0.386	78.4	78.4	7
Switch.Checked	0.399	0.389	79.2	79.2	7
Switch.Text	0.657	0.727	106.1	106.1	9
Switch.Icon	0.878	0.919	183.9	183.9	11
Switch.Loading	0.417	0.462	90.1	90.1	7
Switch.GalleryShape	11.125	10.507	2113.2	2113.2	119

实例化路径不是本轮目标，visual/logical/KB 基本不变；ms/item 在高负载下混合波动。

3.3 Gallery 页面基准

命令：

dotnet run -c Debug -f net10.0 --no-build \
  --project tools/performances/AtomUI.GalleryPerformance/AtomUI.GalleryPerformance.csproj -- \
  --showcase toggleswitch \
  --cold-iterations 5 --iterations 20 --warmup 5 \
  --markdown /tmp/toggleswitch-gallery-after.md

指标	baseline	optimized	变化
Cold mean	159.65 ms	161.81 ms	-1.35%
Cold median	159.72 ms	162.39 ms	-1.67%
Cold P95	170.43 ms	166.74 ms	+2.17%
Cold alloc	5011.07 KB	5020.52 KB	-0.19%
Repeated mean	43.38 ms	41.95 ms	+3.30%
Repeated median	43.57 ms	44.38 ms	-1.86%
Repeated P95	48.25 ms	49.90 ms	-3.42%
Repeated alloc	3621.45 KB	3621.52 KB	0.00%
Runtime visuals	170	170	0
Runtime logical	28	28	0

结论：Gallery 页面加载指标中性/噪声内，不作为本轮收益。

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4. 正确性验证

命令：

dotnet build -c Release -f net10.0 tools/performances/AtomUI.Performance/AtomUI.Performance.csproj
dotnet run -c Release -f net10.0 --no-build \
  --project tools/performances/AtomUI.Performance/AtomUI.Performance.csproj -- \
  --verify-switch-states

结果：

验证	结果
Release build	passed, 0 warnings, 0 errors
--verify-switch-states	passed
checked 切换后 IsMeasureValid	true
checked 切换后 DesiredSize	unchanged
checked knob 目标位置	matches KnobMovingRect.X

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5. 复杂度自评

指标	数值
生产文件改动	1 行
新增 Ensure*/Clear*/Sync* 方法	0
新增 _ignoreXxx 标志位	0
新增 disposable / event / timer	0
axaml 节点搬到 C# 动态创建	否
正确性测试	增加 checked measure/knob 状态验证
性能工具	增加 Switch interaction benchmark

本轮是低风险结构优化：删除错误的 measure 依赖，保留 arrange/render/状态路径。