root
1 month ago
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using System; |
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using System.Collections.Concurrent; |
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using System.IO; |
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using System.Linq; |
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using System.Security.Cryptography; |
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using System.Text; |
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using System.Threading.Tasks; |
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using Avalonia.Media.Imaging; |
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using Microsoft.Extensions.Logging; |
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using SixLabors.ImageSharp; |
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using SixLabors.ImageSharp.Processing; |
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namespace AuroraDesk.Presentation.Services; |
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/// <summary>
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/// 缩略图缓存服务（类似 Windows 11 的 Thumbnail Cache）
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/// 核心策略：
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/// 1. 内存缓存：快速访问最近使用的缩略图
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/// 2. 磁盘缓存：持久化存储，避免重复生成
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/// 3. 按需生成：只在需要时生成缩略图
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/// 4. 异步加载：不阻塞 UI 线程
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/// </summary>
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public class ThumbnailCacheService |
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{ |
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private static ThumbnailCacheService? _instance; |
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private static readonly object _lockObject = new(); |
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// 内存缓存（LRU 策略，最近使用的缩略图）
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private readonly ConcurrentDictionary<string, CachedThumbnail> _memoryCache = new(); |
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// 正在加载的任务字典，避免重复加载
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private readonly ConcurrentDictionary<string, Task<Bitmap?>> _loadingTasks = new(); |
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// 缩略图大小（与 UI 中的 184x184 一致）
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private const int ThumbnailSize = 184; |
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// 内存缓存最大大小（最多缓存 1000 张缩略图）
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private const int MaxMemoryCacheSize = 1000; |
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// 磁盘缓存目录
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private readonly string _cacheDirectory; |
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// 缓存过期时间（7天）
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private static readonly TimeSpan CacheExpiration = TimeSpan.FromDays(7); |
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private readonly ILogger<ThumbnailCacheService>? _logger; |
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private ThumbnailCacheService(ILogger<ThumbnailCacheService>? logger = null) |
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{ |
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_logger = logger; |
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// 使用系统临时目录 + 应用名称作为缓存目录
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var tempPath = Path.GetTempPath(); |
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_cacheDirectory = Path.Combine(tempPath, "AuroraDesk", "ThumbnailCache"); |
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// 确保缓存目录存在
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if (!Directory.Exists(_cacheDirectory)) |
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{ |
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Directory.CreateDirectory(_cacheDirectory); |
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} |
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// 启动后台清理任务（定期清理过期缓存）
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_ = Task.Run(CleanupExpiredCacheAsync); |
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} |
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public static ThumbnailCacheService Instance |
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{ |
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get |
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{ |
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if (_instance == null) |
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{ |
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lock (_lockObject) |
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{ |
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if (_instance == null) |
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{ |
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_instance = new ThumbnailCacheService(); |
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} |
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} |
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} |
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return _instance; |
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} |
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} |
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/// <summary>
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/// 获取缩略图（异步，按需加载）
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/// </summary>
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public async Task<Bitmap?> GetThumbnailAsync(string filePath) |
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{ |
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if (string.IsNullOrEmpty(filePath) || !File.Exists(filePath)) |
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{ |
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return null; |
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} |
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// 检查内存缓存
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if (_memoryCache.TryGetValue(filePath, out var cached) && cached.Thumbnail != null) |
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{ |
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cached.LastAccessed = DateTime.UtcNow; |
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return cached.Thumbnail; |
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} |
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// 检查是否正在加载
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if (_loadingTasks.TryGetValue(filePath, out var loadingTask)) |
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{ |
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return await loadingTask; |
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} |
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// 创建新的加载任务
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var task = LoadThumbnailInternalAsync(filePath); |
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_loadingTasks.TryAdd(filePath, task); |
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try |
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{ |
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var result = await task; |
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// 添加到内存缓存
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if (result != null) |
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{ |
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AddToMemoryCache(filePath, result); |
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} |
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return result; |
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} |
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finally |
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{ |
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_loadingTasks.TryRemove(filePath, out _); |
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} |
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} |
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/// <summary>
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|||
/// 内部加载缩略图方法（检查磁盘缓存，如果没有则生成）
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/// </summary>
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private async Task<Bitmap?> LoadThumbnailInternalAsync(string filePath) |
|||
{ |
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try |
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{ |
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// 1. 检查磁盘缓存
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var cacheFilePath = GetCacheFilePath(filePath); |
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if (File.Exists(cacheFilePath)) |
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{ |
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var cacheFileInfo = new FileInfo(cacheFilePath); |
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var originalFileInfo = new FileInfo(filePath); |
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|
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// 检查缓存是否过期（原文件修改时间更新或缓存文件过期）
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if (cacheFileInfo.LastWriteTime >= originalFileInfo.LastWriteTime && |
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DateTime.UtcNow - cacheFileInfo.LastWriteTimeUtc < CacheExpiration) |
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{ |
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try |
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{ |
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// 从磁盘缓存加载
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await using var cacheStream = File.OpenRead(cacheFilePath); |
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var bitmap = new Bitmap(cacheStream); |
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_logger?.LogDebug("从磁盘缓存加载缩略图: {FilePath}", filePath); |
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return bitmap; |
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} |
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catch (Exception ex) |
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{ |
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_logger?.LogWarning(ex, "从磁盘缓存加载缩略图失败: {FilePath}", filePath); |
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// 删除损坏的缓存文件
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try { File.Delete(cacheFilePath); } catch { } |
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} |
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} |
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else |
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{ |
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// 缓存过期，删除
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try { File.Delete(cacheFilePath); } catch { } |
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} |
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} |
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// 2. 生成新的缩略图
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return await GenerateThumbnailAsync(filePath); |
|||
} |
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catch (Exception ex) |
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{ |
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_logger?.LogError(ex, "加载缩略图失败: {FilePath}", filePath); |
|||
return null; |
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} |
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} |
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/// <summary>
|
|||
/// 生成缩略图并保存到磁盘缓存
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/// </summary>
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private async Task<Bitmap?> GenerateThumbnailAsync(string filePath) |
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{ |
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return await Task.Run(() => |
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{ |
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try |
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{ |
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// 使用 ImageSharp 加载并生成缩略图
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using var image = Image.Load(filePath); |
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|||
// 计算缩略图尺寸（保持宽高比）
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var sourceWidth = image.Width; |
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var sourceHeight = image.Height; |
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int thumbnailWidth, thumbnailHeight; |
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if (sourceWidth <= ThumbnailSize && sourceHeight <= ThumbnailSize) |
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{ |
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// 如果原图小于缩略图尺寸，直接使用原图尺寸
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thumbnailWidth = sourceWidth; |
|||
thumbnailHeight = sourceHeight; |
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} |
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else |
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{ |
|||
// 计算缩放比例，保持宽高比
|
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var scale = Math.Min( |
|||
(double)ThumbnailSize / sourceWidth, |
|||
(double)ThumbnailSize / sourceHeight); |
|||
|
|||
thumbnailWidth = (int)(sourceWidth * scale); |
|||
thumbnailHeight = (int)(sourceHeight * scale); |
|||
} |
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|
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// 生成缩略图
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image.Mutate(x => x.Resize(new ResizeOptions |
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{ |
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Size = new Size(thumbnailWidth, thumbnailHeight), |
|||
Mode = ResizeMode.Max, // 保持宽高比，确保不超过指定尺寸
|
|||
Sampler = KnownResamplers.Lanczos3 // 高质量缩放算法
|
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})); |
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|
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// 将 ImageSharp 图像转换为 Avalonia Bitmap
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using var memoryStream = new MemoryStream(); |
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image.SaveAsPng(memoryStream); |
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memoryStream.Position = 0; |
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var bitmap = new Bitmap(memoryStream); |
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// 保存到磁盘缓存（异步，不阻塞）
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_ = SaveToDiskCacheAsync(filePath, memoryStream); |
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|
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return bitmap; |
|||
} |
|||
catch (Exception ex) |
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{ |
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_logger?.LogError(ex, "生成缩略图失败: {FilePath}", filePath); |
|||
return null; |
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} |
|||
}); |
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} |
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|
|||
/// <summary>
|
|||
/// 保存缩略图到磁盘缓存
|
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/// </summary>
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private async Task SaveToDiskCacheAsync(string filePath, MemoryStream thumbnailStream) |
|||
{ |
|||
try |
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{ |
|||
var cacheFilePath = GetCacheFilePath(filePath); |
|||
var cacheDir = Path.GetDirectoryName(cacheFilePath); |
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|
|||
if (cacheDir != null && !Directory.Exists(cacheDir)) |
|||
{ |
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Directory.CreateDirectory(cacheDir); |
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} |
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|
|||
// 复制流到文件
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|||
await using var fileStream = File.Create(cacheFilePath); |
|||
thumbnailStream.Position = 0; |
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await thumbnailStream.CopyToAsync(fileStream); |
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|
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_logger?.LogDebug("缩略图已保存到磁盘缓存: {FilePath}", filePath); |
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} |
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catch (Exception ex) |
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{ |
|||
_logger?.LogWarning(ex, "保存缩略图到磁盘缓存失败: {FilePath}", filePath); |
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} |
|||
} |
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|
|||
/// <summary>
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/// 获取缓存文件路径（基于文件路径的哈希值）
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/// </summary>
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private string GetCacheFilePath(string filePath) |
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{ |
|||
// 使用文件路径的哈希值作为缓存文件名
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|||
var hash = ComputeHash(filePath); |
|||
var extension = Path.GetExtension(filePath).ToLowerInvariant(); |
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var cacheFileName = $"{hash}{extension}"; |
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|
|||
// 使用子目录分散文件（避免单目录文件过多）
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|||
var subDir = hash.Substring(0, 2); |
|||
return Path.Combine(_cacheDirectory, subDir, cacheFileName); |
|||
} |
|||
|
|||
/// <summary>
|
|||
/// 计算文件路径的哈希值
|
|||
/// </summary>
|
|||
private string ComputeHash(string filePath) |
|||
{ |
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var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(filePath); |
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using var sha256 = SHA256.Create(); |
|||
var hashBytes = sha256.ComputeHash(bytes); |
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return BitConverter.ToString(hashBytes).Replace("-", ""); |
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} |
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|
|||
/// <summary>
|
|||
/// 添加到内存缓存（LRU 策略）
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/// </summary>
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private void AddToMemoryCache(string filePath, Bitmap thumbnail) |
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{ |
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// 如果缓存已满，移除最久未使用的项
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|||
if (_memoryCache.Count >= MaxMemoryCacheSize) |
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{ |
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var oldestKey = _memoryCache |
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.OrderBy(x => x.Value.LastAccessed) |
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.FirstOrDefault().Key; |
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if (oldestKey != null && _memoryCache.TryRemove(oldestKey, out var oldest)) |
|||
{ |
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oldest.Thumbnail?.Dispose(); |
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} |
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} |
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|
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_memoryCache.TryAdd(filePath, new CachedThumbnail |
|||
{ |
|||
Thumbnail = thumbnail, |
|||
LastAccessed = DateTime.UtcNow |
|||
}); |
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} |
|||
|
|||
/// <summary>
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|||
/// 清理过期缓存
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/// </summary>
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private async Task CleanupExpiredCacheAsync() |
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{ |
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while (true) |
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{ |
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try |
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{ |
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await Task.Delay(TimeSpan.FromHours(1)); // 每小时清理一次
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|
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// 清理内存缓存中的过期项
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var expiredKeys = _memoryCache |
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.Where(x => DateTime.UtcNow - x.Value.LastAccessed > TimeSpan.FromHours(1)) |
|||
.Select(x => x.Key) |
|||
.ToList(); |
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|
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foreach (var key in expiredKeys) |
|||
{ |
|||
if (_memoryCache.TryRemove(key, out var cached)) |
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{ |
|||
cached.Thumbnail?.Dispose(); |
|||
} |
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} |
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|
|||
// 清理磁盘缓存中的过期文件
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|||
if (Directory.Exists(_cacheDirectory)) |
|||
{ |
|||
var cutoffTime = DateTime.UtcNow - CacheExpiration; |
|||
foreach (var file in Directory.EnumerateFiles(_cacheDirectory, "*.*", SearchOption.AllDirectories)) |
|||
{ |
|||
try |
|||
{ |
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var fileInfo = new FileInfo(file); |
|||
if (fileInfo.LastWriteTimeUtc < cutoffTime) |
|||
{ |
|||
File.Delete(file); |
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} |
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} |
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catch |
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{ |
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// 忽略删除失败的文件
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} |
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} |
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} |
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} |
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catch (Exception ex) |
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{ |
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_logger?.LogError(ex, "清理缓存时出错"); |
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} |
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} |
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} |
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/// <summary>
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/// 清除所有缓存
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/// </summary>
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public void ClearCache() |
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{ |
|||
// 清除内存缓存
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foreach (var cached in _memoryCache.Values) |
|||
{ |
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cached.Thumbnail?.Dispose(); |
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} |
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_memoryCache.Clear(); |
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|
|||
// 清除磁盘缓存
|
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if (Directory.Exists(_cacheDirectory)) |
|||
{ |
|||
try |
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{ |
|||
Directory.Delete(_cacheDirectory, true); |
|||
Directory.CreateDirectory(_cacheDirectory); |
|||
} |
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catch (Exception ex) |
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{ |
|||
_logger?.LogError(ex, "清除磁盘缓存失败"); |
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} |
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} |
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} |
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/// <summary>
|
|||
/// 缓存的缩略图项
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/// </summary>
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private class CachedThumbnail |
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{ |
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public Bitmap? Thumbnail { get; set; } |
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public DateTime LastAccessed { get; set; } |
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} |
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} |
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File diff suppressed because it is too large
@ -0,0 +1,62 @@ |
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Avalonia 中实现目录选择加载10万张图片的思路（达到Win11级流畅效果） |
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概述 |
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本文档提供在Avalonia应用中实现“选择目录加载图片”功能的整体思路。Avalonia是一个跨平台.NET UI框架，支持Windows、macOS和Linux，目标是处理包含10万张图片的目录，实现类似Windows 11资源管理器（File Explorer）的流畅体验：快速目录选择、渐进式加载、虚拟化显示、无卡顿缩略图渲染。重点强调性能优化，避免全量加载导致的内存爆炸或UI阻塞。 |
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思路不涉及具体代码实现，而是分层描述设计原则、架构和优化策略。整个流程分为用户交互层、数据加载层、渲染层和优化层。利用Avalonia的Fluent主题实现Win11风格（圆角、Acrylic模糊、动画过渡）。 |
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1. 用户交互层：目录选择 |
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核心目标：提供直观、原生化的目录选择对话框，确保用户感知到Win11的“现代感”（圆角窗口、流畅动画）。 |
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设计思路： |
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使用Avalonia内置的OpenFolderDialog（来自Avalonia.Dialogs NuGet包）打开目录选择器，配置为文件夹模式，并可选预过滤图片扩展名（.jpg, .png 等）。 |
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在选择后，立即显示一个模态进度对话框（ProgressDialog），使用Win11风格的加载动画（IndeterminateProgressBar），告知用户“正在扫描目录...”（预计时间基于文件数预估，e.g., 10万文件需5-10秒）。 |
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选择后，更新应用状态栏（StatusBar）显示目录路径和文件总数，允许用户随时通过按钮重新选择或取消操作。集成Fluent主题的图标和按钮样式。 |
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2. 数据加载层：异步目录扫描与索引 |
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核心目标：高效处理10万文件，避免UI线程阻塞，实现渐进式加载。 |
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设计思路： |
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异步扫描：在后台任务（Task.Run或IAsyncEnumerable）启动目录遍历，使用.NET的Directory.EnumerateFiles递归API收集图片路径列表。通过扩展名快速过滤非图片文件。 |
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分页/分块加载：不一次性加载全部10万文件，而是分批（e.g., 每批1000文件）扫描并入队。使用ConcurrentQueue或Channel管理批次，支持取消令牌（CancellationToken）。 |
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元数据索引：为每张图片预提取轻量元数据（文件名、大小、修改时间），存储在内存中的轻量数据结构（如List<ImageMetadata>或ObservableCollection）。对于10万文件，索引大小控制在10-50MB内，可选使用SQLite.NET for持久化。 |
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错误处理：扫描中遇到损坏文件时跳过并日志记录（使用Serilog）；支持中断扫描（用户取消时通过CancellationTokenSource）。 |
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3. 渲染层：虚拟化缩略图显示 |
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核心目标：模拟Win11 File Explorer的网格视图，实现“无限滚动”效果，只有可见区域渲染缩略图。 |
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设计思路： |
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UI布局：采用UniformGrid或WrapPanel作为ListBox或ItemsControl的容器，每项为固定大小卡片（e.g., 150x150px），包含Image控件、文本叠加（文件名）。支持排序（名称/日期）和过滤（通过CollectionViewSource）。 |
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虚拟化机制：启用VirtualizingPanel.IsVirtualizing="True"和VirtualizingPanel.VirtualizationMode="Recycling"，只为当前视口（viewport）内可见项（e.g., 20-50张）生成控件。滚动时动态回收/复用项，使用ScrollViewer处理无限滚动。 |
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缩略图生成：后台线程池（Task Parallel Library）按需生成缩略图，使用Avalonia的Bitmap类从原图异步加载并采样缩放（e.g., RenderScale=1）。优先渲染可见项的缩略图，支持BitmapCache。 |
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懒加载动画：未加载项显示占位符（低分辨率模糊图或Skeleton加载动画），加载完成时使用Animation淡入效果（类似Win11的Acrylic过渡）。集成Fluent主题的圆角和阴影。 |
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4. 优化层：性能与用户体验提升 |
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核心目标：确保在低端硬件（e.g., 8GB RAM）下流畅运行，内存<2GB，加载延迟<2秒（首屏）。 |
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设计思路： |
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缓存策略：实现多级缓存——L1: 内存LRU缓存（最近1000张缩略图，使用MemoryCache）；L2: 磁盘缓存（目录下创建.cache文件夹，存储PNG缩略图）。缓存键为文件路径哈希，使用WeakReference避免泄漏。 |
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内存管理：限制同时生成的缩略图数（e.g., 并发10张，通过SemaphoreSlim），定期触发GC（GC.Collect for non-gen2）。监控性能使用Avalonia的诊断工具。 |
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预加载与预测：滚动事件（ScrollChanged）时预加载下一个视口（lookahead 2-3屏）的缩略图；使用用户行为预测（e.g., 向下滚动时优先下批）。 |
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Win11特效集成：应用Fluent主题的Mica/Acrylic背景模糊、圆角Border、阴影效果；添加手势支持（如MouseWheel缩放视图）；进度指示器使用WinUI风格的spinner。 |
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边缘case处理：支持子目录递归（可选ToggleSwitch）；大文件（>100MB）延迟加载；混合媒体（如果目录含视频，扩展为ThumbnailProvider）。 |
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测试指标：目标FPS>60，首屏加载<1s，全扫描<30s。使用Avalonia性能剖析工具验证。 |
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潜在挑战与权衡 |
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挑战1：10万文件扫描时间——解决方案：多线程并行扫描子目录（Parallel.ForEach）。 |
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挑战2：缩略图生成CPU密集——解决方案：限制分辨率（max 256x256），使用SkiaSharp硬件加速（Avalonia渲染引擎）。 |
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挑战3：跨平台一致性——优先Win11原生API（WinRT interop），fallback到通用实现；测试在Windows 11上优化Fluent主题。 |
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扩展性：未来可添加搜索（Lucene.NET索引）、标签系统，但当前聚焦核心加载。 |
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总结 |
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此思路通过异步+虚拟化+缓存三剑客，在Avalonia中实现高效加载，达到Win11的丝滑交互。实施时，从MVP开始：先实现基本扫描+虚拟ListBox，再迭代优化。预计开发周期：1-2周（单人）。参考Avalonia文档的性能指南和虚拟化示例 |
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File diff suppressed because it is too large
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