C# Prism框架详解：构建模块化WPF应用程序

1. Prism框架简介

Prism是一个用于构建松散耦合、可测试和可维护的WPF桌面应用程序的框架。它最初由微软模式与实践团队开发，现在由社区维护，是构建企业级WPF应用程序的首选框架之一。

Prism框架的核心优势：

• 模块化设计：将应用程序分解为独立的功能模块
• 松散耦合：通过依赖注入和事件聚合器实现组件间的松散耦合
• MVVM模式支持：提供完整的MVVM（Model-View-ViewModel）实现
• 导航框架：简化视图间的导航
• 区域管理：支持动态UI组合
• 命令模式：提供强大的命令绑定机制

2. Prism核心组件

2.1 模块化系统

Prism的模块化系统允许开发人员将应用程序分解为独立的功能模块，每个模块可以单独开发、测试和部署。

// 模块定义示例
public class CustomerModule : IModule
{
    private readonly IRegionManager _regionManager;
    
    public CustomerModule(IRegionManager regionManager)
    {
        _regionManager = regionManager;
    }
    
    public void OnInitialized(IContainerProvider containerProvider)
    {
        // 在区域中注册视图
        _regionManager.RegisterViewWithRegion("MainRegion", typeof(CustomerView));
    }
    
    public void RegisterTypes(IContainerRegistry containerRegistry)
    {
        // 注册服务和视图
        containerRegistry.RegisterSingleton<ICustomerService, CustomerService>();
        containerRegistry.RegisterForNavigation<CustomerDetailView>();
    }
}

2.2 依赖注入容器

Prism支持多种依赖注入容器，包括Unity、DryIoc和Autofac。依赖注入是实现松散耦合的关键机制。

// 应用程序启动配置
protected override void ConfigureContainer()
{
    // 注册类型到DI容器
    Container.RegisterType<IOrderService, OrderService>(new ContainerControlledLifetimeManager());
    Container.RegisterType<ICustomerRepository, CustomerRepository>();
}

2.3 区域管理器

区域管理器允许在预定义的UI区域中动态加载和卸载视图，是实现模块化UI的核心组件。

// 在XAML中定义区域
<ContentControl prism:RegionManager.RegionName="MainRegion" />

// 在代码中导航到区域
_regionManager.RequestNavigate("MainRegion", "CustomerView");

2.4 事件聚合器

事件聚合器提供了一种发布-订阅机制，允许模块之间进行通信而无需直接引用。

// 定义事件
public class CustomerUpdatedEvent : PubSubEvent<CustomerModel> { }

// 发布事件
_eventAggregator.GetEvent<CustomerUpdatedEvent>().Publish(updatedCustomer);

// 订阅事件
_eventAggregator.GetEvent<CustomerUpdatedEvent>()
    .Subscribe(OnCustomerUpdated, ThreadOption.UIThread, false, 
    customer => customer.Id == currentCustomerId);

3. MVVM模式实现

Prism提供了完整的MVVM实现，包括BindableBase基类、DelegateCommand和导航服务。

3.1 BindableBase

BindableBase类实现了INotifyPropertyChanged接口，简化了属性变更通知。

public class CustomerViewModel : BindableBase
{
    private string _name;
    public string Name
    {
        get => _name;
        set => SetProperty(ref _name, value);
    }
    
    private bool _isActive;
    public bool IsActive
    {
        get => _isActive;
        set => SetProperty(ref _isActive, value, 
            () => RaisePropertyChanged(nameof(StatusDisplay)));
    }
    
    public string StatusDisplay => IsActive ? "活跃" : "非活跃";
}

3.2 DelegateCommand

DelegateCommand提供了命令模式的实现，支持命令执行条件和命令状态更新。

public class OrderViewModel : BindableBase
{
    private readonly IOrderService _orderService;
    private Order _currentOrder;
    
    public DelegateCommand SubmitOrderCommand { get; private set; }
    
    public OrderViewModel(IOrderService orderService)
    {
        _orderService = orderService;
        SubmitOrderCommand = new DelegateCommand(ExecuteSubmitOrder, CanSubmitOrder)
            .ObservesProperty(() => CurrentOrder.IsValid);
    }
    
    private bool CanSubmitOrder()
    {
        return CurrentOrder != null && CurrentOrder.IsValid;
    }
    
    private void ExecuteSubmitOrder()
    {
        _orderService.SubmitOrder(CurrentOrder);
    }
    
    public Order CurrentOrder
    {
        get => _currentOrder;
        set => SetProperty(ref _currentOrder, value);
    }
}

4. 导航框架

Prism的导航框架简化了视图之间的导航，支持导航参数和导航回调。

// 注册导航
containerRegistry.RegisterForNavigation<ProductDetailView>("ProductDetail");

// 执行导航
_navigationService.NavigateAsync("ProductDetail?id=123", 
    new NavigationParameters
    {
        { "category", "electronics" }
    });

// 在目标ViewModel中接收参数
public override void OnNavigatedTo(INavigationParameters parameters)
{
    if (parameters.ContainsKey("id"))
    {
        string productId = parameters.GetValue<string>("id");
        LoadProduct(productId);
    }
}

5. 对话框服务

Prism提供了对话框服务，用于显示模态和非模态对话框。

// 注册对话框
containerRegistry.RegisterDialog<ConfirmationDialog, ConfirmationDialogViewModel>();

// 显示对话框
_dialogService.ShowDialog("ConfirmationDialog", 
    new DialogParameters
    {
        { "title", "确认删除" },
        { "message", "确定要删除此项目吗？" }
    }, 
    r =>
    {
        if (r.Result == ButtonResult.OK)
        {
            DeleteItem();
        }
    });

6. 实际应用示例

下面是一个简单的Prism应用程序结构示例：

MyPrismApp/
├── MyPrismApp.Core/            # 核心库，包含共享接口和模型
├── MyPrismApp.Modules.Orders/  # 订单模块
├── MyPrismApp.Modules.Customers/ # 客户模块
├── MyPrismApp.Modules.Products/  # 产品模块
└── MyPrismApp/                 # 主应用程序
    ├── App.xaml
    ├── App.xaml.cs
    └── Shell.xaml              # 主窗口

6.1 应用程序启动类

public partial class App : PrismApplication
{
    protected override Window CreateShell()
    {
        return Container.Resolve<Shell>();
    }

    protected override void RegisterTypes(IContainerRegistry containerRegistry)
    {
        containerRegistry.RegisterSingleton<IApplicationSettingsService, ApplicationSettingsService>();
        containerRegistry.RegisterSingleton<IThemeService, ThemeService>();
    }

    protected override void ConfigureModuleCatalog(IModuleCatalog moduleCatalog)
    {
        // 注册模块
        moduleCatalog.AddModule<CustomersModule>();
        moduleCatalog.AddModule<OrdersModule>();
        moduleCatalog.AddModule<ProductsModule>();
    }
}

6.2 Shell视图

<Window x:Class="MyPrismApp.Views.Shell"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:prism="http://prismlibrary.com/"
        Title="Prism应用示例" Height="600" Width="800">
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="*"/>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        
        <!-- 顶部菜单 -->
        <Menu Grid.Row="0">
            <MenuItem Header="文件">
                <MenuItem Header="退出" Command="{Binding ExitCommand}"/>
            </MenuItem>
            <MenuItem Header="客户" Command="{Binding NavigateCommand}" 
                      CommandParameter="Customers"/>
            <MenuItem Header="订单" Command="{Binding NavigateCommand}" 
                      CommandParameter="Orders"/>
            <MenuItem Header="产品" Command="{Binding NavigateCommand}" 
                      CommandParameter="Products"/>
        </Menu>
        
        <!-- 主内容区域 -->
        <ContentControl Grid.Row="1" prism:RegionManager.RegionName="MainRegion" />
        
        <!-- 状态栏 -->
        <StatusBar Grid.Row="2">
            <TextBlock Text="{Binding StatusMessage}" />
        </StatusBar>
    </Grid>
</Window>

7. 最佳实践

7.1 模块设计原则

• 每个模块应该是自包含的，拥有自己的视图、视图模型和服务
• 模块之间通过接口和事件聚合器通信，避免直接引用
• 共享功能应放在核心模块中

7.2 性能优化

• 使用按需加载模块，减少启动时间
• 合理使用CompositeCommand，避免过多的命令绑定
• 优化区域管理器的视图切换

// 配置按需加载模块
protected override void ConfigureModuleCatalog(IModuleCatalog moduleCatalog)
{
    // 启动时加载
    moduleCatalog.AddModule<CoreModule>();
    
    // 按需加载
    moduleCatalog.AddModule(typeof(ReportsModule).Name, 
        typeof(ReportsModule).AssemblyQualifiedName, 
        InitializationMode.OnDemand);
}

7.3 测试策略

Prism的松散耦合设计使得单元测试变得简单：

[TestMethod]
public void CanExecuteSubmitOrder_WithValidOrder_ReturnsTrue()
{
    // Arrange
    var orderServiceMock = new Mock<IOrderService>();
    var viewModel = new OrderViewModel(orderServiceMock.Object);
    var order = new Order { IsValid = true };
    viewModel.CurrentOrder = order;
    
    // Act
    bool canExecute = viewModel.SubmitOrderCommand.CanExecute();
    
    // Assert
    Assert.IsTrue(canExecute);
}

8. 与其他框架的比较

特性	Prism	MVVM Light	Caliburn.Micro
模块化	✓	✗	部分支持
依赖注入	✓	部分支持	✓
区域管理	✓	✗	✗
事件聚合器	✓	✓	✓
导航框架	✓	部分支持	✓
对话框服务	✓	✗	✓
学习曲线	中等	低	高
社区支持	活跃	一般	一般

9. 总结

Prism框架是构建企业级WPF应用程序的强大工具，它提供了模块化、松散耦合和MVVM支持等关键特性。通过使用Prism，开发人员可以创建可维护、可测试和可扩展的应用程序。

虽然Prism有一定的学习曲线，但其提供的功能和架构优势使其成为大型WPF应用程序开发的理想选择。对于需要构建复杂、模块化桌面应用的团队来说，投资学习Prism将带来长期的收益。

10. 参考资源

• Prism官方文档
• Prism GitHub仓库
• Prism参考应用
• Brian Lagunas的Prism视频教程