Wuldas.Square.Platform.X11 0.3.0

Square

Square 是一个纯 C#、编译优先、NativeAOT 友好的实验性跨平台桌面 UI 框架。

它借鉴 Vue、HTML 与 CSS 的开发体验，但不是浏览器，也不引入 Vue 运行时或 JavaScript 引擎。.sqv / .sqx 模板会在编译期由 Roslyn Source Generator 生成普通 C# 组件。

项目仍处于早期开发阶段，API 与模板语法可能调整。目前主要验证 Windows / Win32 与 Linux / X11 桌面宿主。

0.3.0 Canvas 与软件呈现

• 对齐主线 UI、CSS、布局、编译器与内置 Yoga，独立合入 Canvas 路径、渐变、文字准备缓存、图层、Software alpha/SIMD 与 Vulkan 帧资源改进。
• Canvas 默认一个综合场景、一个固定档位、control-only；六目标各三轮共18个进程，显式主线对照为27个。旧29场景仅显式扩展运行。
• Win32 Software 补齐 GDI 访问完成交接与 best-effort DWM 合成节拍等待；原生桌面截图门槛仍为0/2通过，不声明物理扫描无撕裂或透明窗口完整呈现保证。
• 布局窗口标题显示实际 backend 与 jit/aot；保留同口径 CPU、生产事件 FPS、平均内存和完整发布体积。本轮布局与Canvas实测见测量记录。

版本改动、升级与支持边界见 0.3.0 发布说明；布局与分词的早期改动保留在 0.2.0 历史发布说明。

截图

示例

Main.sqv：

<template>
  <View class="page">
    <Text class="title">Hello {{ Name.Value }}</Text>

    <Input :value="Name" @input="OnNameChanged" />

    <Button ref="SaveButton" @click="OnSave">
      Save
    </Button>

    <Text v-if="Saved.Value">Saved</Text>
  </View>
</template>

<script lang="csharp">
  public ObservableValue<string> Name = new("Square");
  public ObservableValue<bool> Saved = new(false);

  private void OnNameChanged(Event e)
  {
      Name.Value = ((Input)e.Target!).Value;
  }

  private void OnSave()
  {
      Saved.Value = true;
  }
</script>

<style>
  .page {
      display: flex;
      flex-direction: column;
      gap: 12px;
      padding: 16px;
  }

  .title {
      font-size: 20px;
  }
</style>

Program.cs：

using Square.Hosting;

var window = new AppWindow("My App", 800, 600);
window.Load(new Main());

new DesktopApplication(window).Run();

创建独立应用

使用 Wuldas.Square.Templates 0.3.0 创建应用。安装 .NET 10 SDK 后，无需克隆仓库或配置本地包源：

dotnet new install Wuldas.Square.Templates@0.3.0
dotnet new square -n MyApp
dotnet run --project MyApp

也可生成桌面与 Android 共用的应用，或添加组件：

dotnet new square -n MyMobileApp --platforms desktop,android --markup sqx
dotnet new square-component -n UserCard -o MyApp/Components --namespace MyApp.Components

默认使用 SQV + Software，依赖直接从 NuGet.org 还原；通过共享 SquareProgram.CreateWindow() 复用桌面与可选 Android 的应用初始化。平台要求、模板选项和框架开发者的本地打包流程见入门指南。

运行示例

dotnet restore Square.slnx
dotnet build Square.slnx
dotnet run --project samples/Square.Sample.Vue/Square.Sample.Vue.csproj

静态 HTML/CSS 外壳与 SQX/SQV 局部挂载示例（可选包默认不启用）：

dotnet run --project samples/Square.Sample/Square.Sample.csproj -c Release -p:SquareSampleUseNativeHtml=true -- --backend Software --html-mount-demo

用 --html-file <path> 指定自定义外壳；组件挂载到 #sqx-root / #sqv-root，卸载永久释放绑定与生成样式，再挂载须新实例。完整 API 和文件资源边界见 本地静态 HTML 与组件挂载。

Debug 模式下可使用 dotnet watch 热更新普通 C#、.sqx / .sqv 模板和组件 <style>：

dotnet watch --project samples/Square.Sample.Vue/Square.Sample.Vue.csproj

模板或组件样式变化时，Square 复用顶层生成组件实例并重建其后代，因此顶层 C# 字段和响应式状态会保留；窗口 Content / 自定义标题栏需要以生成组件作为顶层根。根组件及后代会重新执行 unload/detach/attach/load 生命周期，生命周期代码应支持重复挂载。后代控件的局部状态、焦点、滚动位置和选择区不保证保留。组件或文件重命名、删除成员及部分 ref 结构变化仍可能要求重启。

主示例可选择 CPU Skia 后端：

dotnet run --project samples/Square.Sample/Square.Sample.csproj -- --backend Skia

Windows 主示例也可选择原生 Direct2D HWND 后端：

dotnet run --project samples/Square.Sample/Square.Sample.csproj `
  -p:SquareTargetPlatform=Win32 `
  -p:SquareSampleUseDirect2D=true `
  -- --backend Direct2D

运行 RichText 示例：

dotnet run --project samples/Square.Sample.RichText/Square.Sample.RichText.csproj

运行测试：

dotnet test Square.slnx

布局动画性能对比

对比示例包含 Square Software / Direct2D（JIT 与 NativeAOT）、Avalonia（JIT 与 NativeAOT）、Electron 和 Flutter。各目标使用 900×1240 客户区、3 组各 240 个方块，分别运行 transform、opacity、width 动画，6 秒线性循环，目标更新频率为 60 FPS。width 组改变真实宽度并触发行重排，不用缩放代替布局。

复现

需要 Windows x64、PowerShell 7、.NET 10 SDK、Node.js/npm、Flutter Windows 桌面 SDK，以及 Visual Studio C++ / Windows SDK 工具链（用于 NativeAOT 和 Flutter）。将 flutter 加入 PATH，或通过 -FlutterCommand 指定 flutter.bat 的完整路径。

pwsh -NoProfile -File samples/Square.Sample.PerfComparison/Run-Comparison.ps1 `
  -Seconds 30 -WarmupSeconds 5

脚本先构建所有 Release 发布物，再按固定顺序逐个运行；上述命令每个目标预热 5 秒、测量 30 秒，目标之间间隔 2 秒。测量期间不构建、不挂接 DevTools。Square Direct2D 必须使用硬件设备；Square 使用 Auto 脏区渲染，各框架原生的布局与合成优化保持启用。Flutter 按绝对 60 Hz 截止点驱动动画，避免原生时钟高于 60 Hz 时增加负载；实际产出帧率仍由下面的计数定义决定。

默认将逐目标 JSON、stdout/stderr 和汇总 results.json 写入 artifacts/perf-comparison-时间戳/。可通过 -OutputDirectory 指定目录，-Seconds / -WarmupSeconds 调整时长，已有发布物时可用 -SkipBuild。发布目录由脚本管理，重新构建时会清空对应的 .NET 输出目录，避免旧文件虚增体积。

Avalonia 的 JIT / NativeAOT 构建共用同一界面、动画和采样逻辑。NativeAOT 按 Avalonia 11.x 的要求设置 BuiltInComInteropSupport=false，不启用基于内建 COM 互操作的辅助功能路径。

统计口径

• CPU：测量区间的进程 CPU 时间 / 实际经过秒数 × 100%；100% 表示占满一个逻辑处理器，不是任务管理器的整机百分比。Electron 汇总浏览器、渲染、GPU 和 utility 等所属进程；进程在两次采样之间退出时，最后一次观察之后的 CPU 时间可能漏计。JSON 另存整机折算值和每帧 CPU 毫秒数。
• 内存：约每秒采样一次，分别记录私有提交内存（Private Bytes）和驻留工作集（Working Set）的均值、观察到的峰值，单位为 MiB；不含独立 GPU 显存。Electron 为多进程合计，工作集可能重复计入共享页。
• FPS：实际帧计数 / 实际测量秒数，不写死为 60。Square 计渲染提交，Avalonia / Electron 计动画帧回调，Flutter 计区间内栅格完成的引擎 FrameTiming。这些都不是显示器物理扫描输出计数；原始 JSON 的 fpsDefinition 保留各目标的具体定义，不应据此比较细微的呈现帧率差异。
• 发布体积：未压缩、可运行的 Windows x64 发布目录总大小，包含运行时、动态库和资源，排除 .pdb / .dbg 调试符号；不是仅比较 EXE。JIT 目标均为 self-contained；Square 的两个后端共用同一份对应发布物。JSON 同时保留入口 EXE 字节数。

0.3.0 本轮测量

工作负载、环境与口径见本轮测量记录。每目标预热5秒、测量30秒，单轮、固定顺序串行：

Flutter 首次测量 FPS 明显偏低，按同一协议补测一次，表中为中位并保留两次样本（48.16 / 58.53）；其余目标为单轮。完整范围与限制见测量记录，原始数据见results.json。

历史本机实测（2026-10-19，非0.3.0成绩）

Square 基于 08da487。Windows 11 Pro 10.0.26300；Intel Core i5-12400F（12 个逻辑处理器）；NVIDIA GeForce GTX 1660 SUPER，2560×1440 / 60 Hz。使用 .NET SDK 10.0.303、Avalonia 11.3.12、Electron 44.7.2、Flutter 3.47.7 stable。全部为重新构建的 Release / Windows x64 发布物，单轮串行运行，预热 5 秒，请求测量 30 秒；计算采用 JSON 中记录的实际区间。

历史同步配置：此表保留 2026-10-19 的原始测量。 当时 Win32 传入 VSync=true，Direct2D 保留 RETAIN_CONTENTS、不启用 IMMEDIATELY；Software 当时只有约 60 Hz 的主机调度，GDI 提交没有等待 DWM，不能由参数或约 60 FPS 推断软件呈现已同步。此表不代表下述 Software 呈现修复后的成绩，也不能与此前关闭 GPU VSync 的快照视为相同条件。

此表仅保留2026-10-19的历史观测；当前 results.json已更新为0.3.0本轮汇总，不是此历史表的原始记录。比较 CPU 时应同时看实测 FPS。单轮结果受后台负载、执行顺序、JIT 和温度影响，不代表统计上成立的跨框架排名。

Canvas 综合性能测试

Canvas 默认只运行一个综合场景、一个固定档位，覆盖填充与透明度、矢量重用与变化、描边、文字、图片、变换、裁剪、渐变和分组图层。普通六方比较每目标三轮，共 18 次 control 进程；显式加入远程 Square 三后端对照时共 27 次。不会默认展开旧的 29 场景或负载梯度，也不在主性能采集中初始化桌面捕获。

运行入口为 Canvas 性能样例中的默认命令；旧细分场景仅作为显式专项诊断使用。报告继续输出 CPU、实际生产事件 FPS、平均私有内存、平均工作集和完整发布体积，保留每次原始记录及三轮范围。综合场景是固定混合工作量，适合快速观察整体变化；需要定位单项回退时再运行专项。它不表示所有框架的原生渐变、描边和 AA 都逐像素等价，FPS 也不是物理显示扫描计数。

本轮六列（六目标各三轮，共18个control进程）：

CPU 三轮范围：42.14–45.10 / 34.98–38.05 / 38.88–40.17 / 48.16–63.97 / 42.88–48.08 / 57.79–60.31。完整口径、范围与原始数据见本轮测量记录及Canvas summary。Software 现含每帧一次 best-effort DWM 等待。

本次代码基于 origin/main 固定提交 ef6409d634349ebafadc29afcf9eeb4dcee0bfed，再移植 Canvas 功能与性能改进；共享 UI、CSS、布局、DOM 遍历、编译器和内置 Yoga 沿用主线实现。布局性能窗口标题包含真实后端与运行模式，例如 Square CSS animation benchmark-direct2d-aot、Square CSS animation benchmark-software-jit。

Windows Software 另补软件呈现同步：共享 DIB 与 bitmap 在 GDI 完成访问后才交回 CPU，脏区合为一次拷贝，每个实际提交最多等待一次 DWM；空更新和 WM_PAINT 不增加合成等待，原 60 Hz 定时器推进保持不变。这是 GDI 交接与 DWM 合成节拍等待，不将其称为硬件原子翻页或物理扫描无撕裂保证，详见 0.3.0 发布说明与本轮测量记录。同步修复前的27次综合与20次布局对照属于历史阶段，不能替代上方修复后的本轮数据。

此前主线对齐前 dirty 源码快照的39次布局与783次Canvas对照保留为历史记录，不是当前集成源码的新成绩；上方2026-10-19表格同样属于历史。当前源码、同步配置与采样边界以本轮测量记录和 0.3.0 发布说明为准。

Android Experimental

Android 首期使用 .NET 10 for Android、单 Activity 和单 SquareView，通过 ApplicationSession 由 Activity/Looper/Choreographer 驱动。默认路径为 Software BGRA bitmap 到 Android ARGB_8888 bitmap；也可通过 Activity extra 选择 AndroidCanvas、AndroidSkia 或 Vulkan 直绘路径。Android 不引入 MAUI、原生 View/Compose 控件树或桌面窗口操作。

dotnet workload restore Square.Android.slnx
dotnet restore Square.Android.slnx -p:SquareTargetPlatform=Android
dotnet build Square.Android.slnx -c Debug -p:SquareTargetPlatform=Android
dotnet publish samples/Square.Sample.Android/Square.Sample.Android.csproj \
  -c Release -f net10.0-android -r android-arm64 --self-contained false \
  -p:SquareTargetPlatform=Android -p:PublishAot=false -p:TrimMode=full

adb shell am start -n <package>/<activity> --es backend AndroidCanvas
adb shell am start -n <package>/<activity> --es backend AndroidSkia
adb shell am start -n <package>/<activity> --es backend Vulkan

Release 的 x86_64 Android 门禁使用 trimming + profiled Mono AOT：PublishAot=false、RunAOTCompilation=true、AndroidEnableProfiledAot=true。当前 arm64 APK/AAB 产物使用 Release trimming；PublishAot=true 仍会触发官方 XA1040 实验性限制，不作为生产支持声明。

当前 Android 支持等级为 Experimental：代码、x86_64 emulator 的 IME/像素/性能/生命周期/虚拟 accessibility tree smoke、Canvas/Skia/Vulkan 路径以及 APK/AAB 构建已落地；arm64 真机验证、稳定版多设备门禁和官方 NativeAOT 仍未完成。详细边界与验收矩阵见 Android 平台 TODO。

NativeAOT 发布

Hot Reload 仅用于框架依赖运行时的 Debug 构建，不适用于 Release、trimming 或 NativeAOT 发布。

Windows x64：

dotnet publish samples/Square.Sample.Vue/Square.Sample.Vue.csproj \
  -c Release \
  -r win-x64 \
  -p:SquareSamplePublishAot=true \
  --self-contained true

Linux x64 / X11：

dotnet publish samples/Square.Sample.Vue/Square.Sample.Vue.csproj \
  -c Release \
  -r linux-x64 \
  -p:SquareSamplePublishAot=true \
  -p:SquareTargetPlatform=X11 \
  --self-contained true

文档

• 入门指南
• SQV / Vue 模板语法
• SQX 原生语法
• 总体架构
• API 参考
• CSS 规范
• 布局
• 渲染
• DevTools 调试服务
• Web Server 与静态 HTML
• 开发路线

项目状态

Square 适合框架设计验证、实验和贡献开发，暂不建议用于生产项目。

首个版本 0.1.0 已发布，包含 20 个 NuGet 包，入口为核心包与模板包。当前版本为 0.3.0，包含 22 个框架及模板包；源码默认版本与发布标签保持一致。docs/ 文档头部的版本号是各文档的独立修订号，不代表包版本。

贡献流程见 CONTRIBUTING.md。安全问题请按 SECURITY.md 私下报告。

NuGet 发布

NuGet 包 ID 统一为 Wuldas.Square / Wuldas.Square.*，避免与已存在的 Square 支付 SDK 冲突。程序集、C# 命名空间、源码项目名及 dotnet new square 命令不变。

v0.1.0 已通过 CI、Android 和正式发布工作流，并完成全新缓存下从 NuGet.org 安装模板、生成项目和构建验证。以下流程用于后续版本发布。

.github/workflows/publish.yml 使用 NuGet Trusted Publishing，无需长期 API Key。策略 SquarePublish 绑定 wuldas/Square、工作流文件名 publish.yml、包所有者 wuldas，允许发布新包及新版本；Environment 留空。包匹配范围为以下两行：

Wuldas.Square
Wuldas.Square.*

先在 GitHub Actions 手动运行 Publish NuGet，输入版本号。这只构建、验证并上传工作流产物，不向 NuGet.org 发布。本地也可以验证（需要 .NET 10、Android workload 与 JDK 17）：

pwsh -File tools/Pack-Release.ps1 -Version 0.3.0 -OutputDirectory artifacts/packages

输出目录必须为空。脚本打包全部 22 个框架及模板包，检查内部依赖闭环和版本一致性，并让模板中的包引用使用发布版本；不会修改模板源码。正式发布前应确认该提交的 CI 和 Android 工作流通过，并确认账号有权使用所有目标包 ID。

推送 v 开头的版本标签会正式发布。v0.1.0 已存在，不要重建或移动；以下以 0.3.0 演示发布，版本须与手动验证时一致，仅在准备好正式发布时执行：

git tag -a v0.3.0 -m "Release Wuldas.Square 0.3.0"
git push origin v0.3.0

标签去掉 v 后成为统一包版本，也支持 v0.3.0-preview.1。发布任务仅在标签推送时运行，通过 NuGet/login 获取短期凭据后上传 .nupkg 及配套符号包。相同版本已存在时跳过；已发布版本不可覆盖，修复应发布新版本。工作流不会在普通 main 推送或手动验证时发布。

License

MIT