WPF自定义IEasingFunction不继承Freezable为何触发冻结异常？

问题背景 #

我正在尝试实现一个自定义的IEasingFunction，它本质是另一个IEasingFunction的包装器，会在动画的开头和结尾增加停顿效果。我不希望它继承自EasingFunctionBase，因为给PausingEasingFunction设置EasingMode没有实际意义：无论使用什么缓动模式，停顿效果都是一致的，被包装的缓动函数可以自行指定其缓动模式。

初始代码 #

PausingEasingFunction.cs

public class PausingEasingFunction : DependencyObject, IEasingFunction
{
    public static readonly DependencyProperty WrappedEasingFunctionProperty = DependencyProperty.Register(nameof(WrappedEasingFunction), typeof(IEasingFunction), typeof(PausingEasingFunction));

    public static readonly DependencyProperty StartPauseProperty = DependencyProperty.Register(nameof(StartPause), typeof(double), typeof(PausingEasingFunction));

    public static readonly DependencyProperty EndPauseProperty = DependencyProperty.Register(nameof(EndPause), typeof(double), typeof(PausingEasingFunction));

    public IEasingFunction WrappedEasingFunction
    {
        get => (IEasingFunction)GetValue(WrappedEasingFunctionProperty);
        set => SetValue(WrappedEasingFunctionProperty, value);
    }

    public double StartPause
    {
        get => (double)GetValue(StartPauseProperty);
        set => SetValue(StartPauseProperty, value);
    }

    public double EndPause
    {
        get => (double)GetValue(EndPauseProperty);
        set => SetValue(EndPauseProperty, value);
    }

    public double Ease(double normalizedTime)
    {
        if (normalizedTime < StartPause)
        {
            return 0;
        }
        else if (normalizedTime <= 1 - EndPause)
        {
            if (WrappedEasingFunction == null)
            {
                return (normalizedTime - StartPause) / (1 - StartPause - EndPause);
            }
            else
            {
                return WrappedEasingFunction.Ease((normalizedTime - StartPause) / (1 - StartPause - EndPause));
            }
        }
        else
        {
            return 1;
        }
    }
}

XAML使用代码（local:是指向PausingEasingFunction所在clr命名空间的xmlns前缀）：

<TextBlock Text="Hello I am some animated text!">
    <TextBlock.RenderTransform>
        <TranslateTransform X="0" x:Name="transform"/>
    </TextBlock.RenderTransform>
    <TextBlock.Triggers>
        <EventTrigger RoutedEvent="Loaded">
            <BeginStoryboard>
                <BeginStoryboard.Storyboard>
                    <Storyboard>
                        <DoubleAnimation Storyboard.TargetProperty="X" Storyboard.TargetName="transform" RepeatBehavior="Forever" From="0" To="100" Duration="0:0:10">
                            <DoubleAnimation.EasingFunction>
                                <local:PausingEasingFunction>
                                    <local:PausingEasingFunction.WrappedEasingFunction>
                                        <SineEase EasingMode="EaseInOut"/>
                                    </local:PausingEasingFunction.WrappedEasingFunction>
                                </local:PausingEasingFunction>
                            </DoubleAnimation.EasingFunction>
                        </DoubleAnimation>
                    </Storyboard>
                </BeginStoryboard.Storyboard>
            </BeginStoryboard>
        </EventTrigger>
    </TextBlock.Triggers>
</TextBlock>

问题现象 #

运行代码会抛出InvalidOperationException，提示Freezable无法冻结。修改PausingEasingFunction.cs让其继承自Freezable而非DependencyObject，并实现CreateInstanceCore方法后异常消失，新增代码如下：

protected override Freezable CreateInstanceCore()
{
    return new PausingEasingFunction();
}

问题解答 #

• 这不是WPF的Bug，属于WPF动画系统的设计特性，你的操作没有错误。
• WPF的动画相关对象（包括Storyboard、各类时间线、动画类）本身都是Freezable类型，为了优化运行性能，动画首次启动前WPF会尝试冻结整个动画对象树中的所有可冻结对象，其中就包括缓动函数属性值。
• 初始实现中你的自定义缓动函数继承自DependencyObject，不属于Freezable类型，WPF的冻结逻辑遍历到该对象时无法完成冻结操作，就会抛出对应的异常。
• 只要你将自定义类型作为动画的EasingFunction属性值使用，就必须让其继承自Freezable，这是WPF动画系统的硬性要求。你不需要继承EasingFunctionBase，直接继承Freezable实现IEasingFunction接口即可，你修改后的写法是符合WPF规范的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nalka