6 年自研纯 C# UI 引擎 XchyUI 轻量跨平台架构解析

项目背景与演进

当前 PC 客户端开发主要依赖 .NET 官方框架（WinForms/WPF/MAUI）、开源跨平台方案（Avalonia）或 Web 套壳技术（Electron/Tauri）。大多数开发者选择在这些成熟框架之上进行二次封装，但真正愿意从源头全链路自研一套 UI 引擎的并不多。

本项目历时 6 年，历经多次架构重构，最终定型为基于 GLFW + SkiaSharp 的纯 C# 用户态跨平台 UI 引擎。设计融合了 Android View 绘制流程、Jetpack Compose 函数式组合编程以及 Flutter 渲染优化理念，形成渲染管线、视图布局、动画调度、虚拟滚动等全链路闭环。

核心设计理念

框架追求极简与高效，摒弃 XML 配置和重量级组件：

• 单线程架构：配合对象复用机制，大幅降低 GC 压力。
• 无冗余设计：元素结构精简，内存占用极低。
• 函数式组合：状态驱动界面重组，组件树一次声明多处复用。
• 原子化组件：只提供最基础的 Text/Input/Icon 等，复杂组件通过积木式组合实现。

相比传统方案，本引擎回归原生渲染本质，全程无黑盒、无浏览器内核，可直接对接底层 Skia 生成绘制指令并提交 GPU 执行。

性能与特性

• 纯 C# 用户态实现，Release 核心 DLL 小于 200KB。
• 支持.NET8 AOT 原生发布，已验证 Windows / Ubuntu / macOS。
• 自研无 Timer 高性能动画系统，支持脏矩形局部刷新。
• 底层对象池复用 SKPaint/SKFont/SKBitmap。
• 百万级数据列表稳定运行在 60fps+。

代码示例

采用函数组合式 API，通过状态对象驱动界面重组。以下是一个包含响应式计数器和旋转动画的示例：

ContentView(() => {
    Column(() => {
        var counterNum = StateValueOf(0);
        
        Text()
            .H3()
            .Binding(counterNum, (builder, num) => {
                builder.TextValue($"计数器：{num}");
            }, true);

        var visibleState = StateValueOf(true);
        var animateValue = AnimateFloatOf(visibleState, animate => {
            animate.Duration = 800;
            animate.Times = int.MaxValue;
            animate.Interpolator = XAnimationInterpolator.Uniform;
        });

        Icon(SvgResources.CircleProgress)
            .Size(32)
            .Binding(animateValue, (builder, value) => builder.Rotate(value * 360));

        Text("点击增加计数")
            .PrimaryButton()
            .Click(() => counterNum.Value++);
    })
    .Size(WRAP)
    .Space(10);
});

实际效果展示