Posted on 9. July 2024

Microsoft Photos: Migrating from UWP to Windows App SDK

Microsoft Photos: перехід від UWP до Windows App SDK



Команда Microsoft Photos App нещодавно випустила велике оновлення, змінивши платформу з UWP на Windows App SDK. Ця публікація в блозі документує наш досвід зміни платформи, включаючи деякі вражаючі переваги та цікаві технічні проблеми.


Нова програма «Фотографії» вже повністю розгорнута для Windows Insiders і тепер розгортається для роздрібних клієнтів, починаючи з версії 2024.11050.3002.0 і вище.


Паралельна розробка та переформатування


Будучи однією з найбільш часто використовуваних програм, ми постійно випускаємо нові функції, такі як Slideshow, Background Removal та Generative Erase. Збереження можливості надсилати нові функції, подібні до цих, на UWP, а також прогрес у переході платформи на Windows App SDK було першорядним. Простіше кажучи, це означало, що всі зміни – як нові функції, так і зміни SDK для додатків Windows – повинні були вноситися в нашу основну галузь розробки. Щоб зробити це з найменшими збоями, ми прийняли деякі стратегії, щоб забезпечити сумісність змін коду з обома платформами одночасно:


  1. Перевірка складання Parallel Pull Request для варіантів програми UWP і Windows App SDK

  2. Умовна компіляція (ifdefs) для схожих, але несумісних API

  3. Псевдоніми простору імен для еквівалентних Windows:: і Microsoft:: API


#ifdef WIN_APP_SDK

namespace WUXM = winrt::Microsoft::UI::Xaml::Media;

#else

namespace WUXM = winrt::Windows::UI::Xaml::Media;

#endif

  1. Умовне включення вихідних файлів XAML, оскільки умовна компіляція не підтримується.


Процеси та рівень цілісності


У програмах UWP процеси виконуються на низькому рівні цілісності (lowIL), також відомому як «AppContainer», що означає, що певні API обмежені або можуть вимагати додаткових запитів на підтвердження користувача. У програмах Win32, включаючи Windows App SDK, процеси зазвичай виконуються на середньому рівні цілісності (medium IL), тобто програма має вищий рівень привілеїв.


Використовуючи Windows App SDK, тепер ми можемо зберегти відредагований файл у тій же папці, що й оригінальний файл (наприклад, «foo_edited.jpg»), не вимагаючи від користувача вибору папки призначення.


Через такі причини, як кросплатформна сумісність і перевірка привілеїв, еквівалентні API UWP, такі як StorageFolder.GetFilesAsync, можуть бути на порядки повільнішими, ніж відповідні API Win32, такі як FindNextFile. Це особливо вірно для API файлової системи, і коли ви маєте справу з великими колекціями фотографій, що охоплюють понад 100 000 файлів, різниця в продуктивності може бути значною – секунди проти хвилин.

 

 

PhotosService.exe

Вимагати від користувачів чекати кілька хвилин, щоб переглянути всі їхні медіафайли, не буде чудовим користуванням. Щоб досягти прийнятної продуктивності з версією  Photos App UWP, ми використали багатопроцесну архітектуру, яка включає як основний процес lowIL, так і фоновий процес mediumIL «PhotosService.exe» – обмежена можливість, доступна лише для перевірених видавців.


Реалізація цього вимагала значної складності:


  1. Використання WAP (пакування програм Windows) для упаковки програм UWP і Win32 для розгортання

  2. Додавання обмеженої можливості «runFullTrust» у AppxManifest, щоб дозволити включення виконуваного файлу mediumIL у пакет

Побудова системи IPC (міжпроцесового зв’язку) з використанням Named Pipes для дозволу викликів RPC між двома процесами:

З переходом на Windows App SDK цю складну логіку було видалено та інтегровано в єдиний процес, що значно спростило архітектуру нашої програми та покращило продуктивність завдяки видаленню міжпроцесного зв’язку.


Одним із важливих моментів нового підходу є те, що Photos все ще є багатопотоковою програмою, і для отримання подій сповіщень File System необхідно було реалізувати безголове вікно в окремому потоці, щоб ізолювати його від потоку XAML UI.

 

Windows App SDK Photos Архітектура процесу програми

 

WebView2

Ще однією великою перевагою Windows App SDK є додавання WebView2, побудованого на новому браузері Edge на основі Chromium. Photos App використовує веб-технології в кількох місцях, у тому числі з нашим кросплатформним редактором зображень, який використовується як у OneDrive, так і в Photos App. Серед ключових переваг WebView2:


  1. Підтримка WebGL забезпечує покращену якість візуалізації зображень.

  2. Чудова продуктивність під час обміну високоякісними зображеннями між нативним і веб-шарами за допомогою SharedBuffer.

  3. Підтримка найновішої версії Chromium, яка містить останні вдосконалення та оновлення безпеки.

  4. Дозволяє нам оптимізувати продуктивність нашої служби  AI, яка вимагає надсилання піксельних буферів туди й назад із нашого Web Editor до нашої Native App для визначення  AI


Технічне обслуговування та підтримка

Як програма Inbox (входить до складу Windows), ми маємо переконатися, що Photos працює надійно для користувачів у всіх підтримуваних версіях Windows. У Windows App SDK більшість коду платформи постачається як частина пакета WindowsAppRuntime, на відміну від UWP, де все це постачається як частина операційної системи Windows.


Ключова відмінність між цими двома моделями полягає в тому, що користувачі автоматично отримують найновіші оновлення платформи для Photos App на Windows App SDK, тоді як в UWP їм доведеться чекати, поки ці зміни будуть включені в сервісні виправлення Windows Update.


На практиці це означає, що нам часто доводилося використовувати полізаповнення для виправлення помилок, повторної реалізації відсутніх API або навіть повного відключення функцій у старіших версіях ОС. З Windows App SDK це більше не потрібно, що економить дорогоцінний час розробки та зменшує витрати на тестування, необхідні для різних версій ОС.

Технічні виклики

ASTA vs STA

В UWP модель потоків ґрунтувалася на ASTA (Application Single-Threaded Apartment), яка має механізм захисту потоку інтерфейсу користувача XAML від повторного входу. На відміну від цього, Windows App SDK використовує звичайну модель STA, яка потребує особливої ​​обережності під час виконання певних викликів із потоку інтерфейсу користувача XAML, що інакше може спричинити повторне входження та Stowed Exceptions.


У більшості випадків виправлення полягало б у повторному поставленні в чергу проблемного виклику за допомогою DispatcherQueue, якщо його потрібно виконати в потоці інтерфейсу користувача. Інший підхід полягає в тому, щоб перевантажити певні завдання у фоновий потік, щоб відокремити логіку повторного входу від потоку інтерфейсу користувача.

Підтримка AutoPlay


Однією з головних особливостей Photos є можливість для користувачів підключати флеш-накопичувачі та мобільні телефони, щоб імпортувати свої мультимедійні файли. У Windows App SDK ця функція ще не реалізована, але є хороша альтернатива, використовуючи API оболонки Win32 і desktop3:AutoPlayHandler.


Ця функція працює шляхом розгортання та запуску окремого процесу COM-сервера, який обробляє активацію автоматичного відтворення та запускає робочий процес імпорту Photos App.

Дивлячись вперед


Перехід на Windows App SDK дозволив додатку Photos продовжувати використовувати красиві, згуртовані компоненти рідного інтерфейсу користувача, включені в WinUI, додавши можливість безпосереднього виклику API Win32 і зберігаючи сумісність з більшістю API UWP. З боку платформи перехід на Windows App SDK дає змогу всім користувачам Photos App негайно отримати найновіші покращення стабільності та продуктивності, оскільки Windows App Runtime оновлюється залежно від встановлення пакета Photos App.


Оновлення з UWP на Windows App SDK представляє більшу зміну, ніж попередні оновлення платформи Windows, однак відповідні переваги значно перевищують вартість розробки.



https://i.ytimg.com/vi/-72BHXxS2os/maxresdefault.jpg 


У майбутньому ми скористаємося перевагами Windows App SDK, створивши кожне вікно Photos App, що запускається в окремому процесі – архітектура, яка вже використовується з приголомшливим успіхом у веб-переглядачах на базі Chromium, таких як Microsoft Edge. Насолоджуйтеся цим коротким оглядом майбутніх покращень продуктивності!

 

Ресурси

Щоб дізнатися більше про початок роботи з WinUI & Windows App SDK, відвідайте https://aka.ms/windev і перегляньте ці відео:


Навігація у розробці програм Win32 за допомогою WinUI та WPF | BRK241


Як створити чудовий досвід за допомогою WinUI та WPF | BRK244