WinForms の DataGridView 仮想モードで10万件を固まらせずに表示する

みなさんこんにちは！ヒロポンです！

WinForms の DataGridView に検索結果を全部出そうとして、DataSource に10万件を流し込んだ瞬間、フォームがピタッと止まる。

しばらく待てば表示はされる。でもスクロールするたびにカクつく。業務系の一覧画面だと、あるあるですよね。

俺も昔、明細検索の画面で件数の上限を切らずに全件バインドして、テスト中に画面を固めた。「件数を絞れ」で逃げるのが定石なんだけど、そもそも「全件持たせてるのが重い」んですよね。

ここで効いてくるのが DataGridView の仮想モード（VirtualMode）。10万件あっても、画面に見えてる十数行の分だけデータを渡す。だからフォームが止まらない。

この記事では、なんで全件バインドが重いのか、仮想モードがどういう仕組みで軽いのか、というところから順番に積み上げます。最後はコピペで動く実装まで。CellValueNeeded の中で重い処理をすると逆に遅くなる、みたいな業務SEが踏みやすい落とし穴も途中で拾っていきます。

DataGridView に10万件を渡すと、なぜ固まるのか

まず「なぜ重いのか」から。ここが分かってないと、仮想モードのありがたみもピンとこないので。

DataGridView に DataSource で全件をバインドすると、内部で行の数だけ DataGridViewRow オブジェクトが生成されます。10万件なら10万個の行オブジェクト。

各行はセルのコレクションを持っていて、スタイル情報やら状態やらをぶら下げてる。これがメモリをじわじわ食う。

しかも初期表示やソート、再描画のたびに、この大量の行を舐める処理が走る。1行1行は軽くても、10万回まわれば止まります。

// ❌ 10万件を丸ごとバインド → 行オブジェクトが10万個作られて固まる
var employees = repository.GetAll();   // 10万件
dataGridView1.DataSource = employees;

見た目はたった1行。なのに裏で10万個の行が生まれてる。え、そんなに？？ってなるけど、ここが重さの正体です。

ここまでで分かったこと: DataGridView が重いのは、DataSource バインドで全件ぶんの行オブジェクトを持ってしまうから。表示してるのは十数行なのに、10万件ぶんの器を作ってるのがムダなんですよね。

仮想モードが登場する前 — どう凌いでいたか

仮想モードを知る前、現場ではどう凌いでたか。だいたい2つでした。

1つ目は件数を絞る。「検索は最大1000件まで」みたいに上限を切る。実務ではこれが一番多い。ただ、業務側から「全部見たいんだけど」と言われると詰まる。

2つ目はページング。100件ずつ表示して「次へ」ボタンで切り替える。Web だと当たり前だけど、WinForms の一覧にページャを付けると操作感がもっさりして、現場のオペレーターに嫌がられがちでした。

どっちも「全件を一度に DataGridView に持たせない」ための工夫なんですよね。だったら最初から「持たせない仕組み」があれば早い。それが仮想モードです。

ここまでで分かったこと: 昔からの凌ぎ方（件数制限・ページング）は、要は全件を器に入れないための回避策。仮想モードは、その発想を DataGridView 自身が標準で持ってるやつ、と捉えると腑に落ちます。

仮想モード（VirtualMode）の基本概念

用語を整理します。仮想モードで出てくるのは、ざっくりこの3つ。

• VirtualMode: DataGridView のプロパティ。true にすると「データは自分で持たない。必要な時に聞くから、その都度あんたが返して」というモードになる。
• RowCount: 総行数。仮想モードでは DataGridView が件数を知らないので、これを設定して「全部で何行あるか」だけ先に教える。
• CellValueNeeded: イベント。DataGridView が「この行・この列の値をちょうだい」と聞いてくる。あなたは自前のデータから該当の値を返す。

キモは、DataGridView はデータの中身を持たないこと。

件数（RowCount）だけ知っていて、実際の値は「見えたときに聞く」。データの本体は、あなたが用意した List なり DB なりが持ちます。

ここまでで分かったこと: 仮想モードは VirtualMode = true / RowCount（件数）/ CellValueNeeded（値を返すイベント）の3点セット。DataGridView に中身を持たせず、件数だけ渡して値は都度返す、が基本形です。

仮想モードの仕組み — 見えている行の分だけ聞かれる

一番大事なのが、この「いつ聞かれるか」です。

CellValueNeeded は、画面に描画が必要になったセルの分だけ発火します。10万件あっても、見えてるのが15行なら、聞かれるのはその15行 × 列数のぶんだけ。スクロールして新しい行が見えたら、その行のぶんがまた聞かれる。

流れを図にするとこう。

だから元データが10万件でも100万件でも、DataGridView 側の負荷は「見えてる行数」でほぼ一定。ここが仮想モードが軽い理由です。器（行オブジェクト）を作らず、見えたセルにだけ値を差し込むイメージ。

ここまでで分かったこと: CellValueNeeded は見えているセルの分しか呼ばれない。だから総件数に負荷が比例しない。10万件でもフォームが固まらないのは、この「必要な分だけ聞く」仕組みのおかげです。

実装: 10万件を仮想モードで表示する最小コード

仕組みが分かったところで、動くコードにします。全件バインドから仮想モードへの書き換えを並べるとこんな感じ。

フォーム全体だと、こんな感じになります。読み取り専用の一覧を想定。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Windows.Forms;

public class EmployeeListForm : Form
{
    private readonly List<Employee> _rows;   // 自前で全件を持つ（軽い POCO）
    private readonly DataGridView _grid;

    public EmployeeListForm(List<Employee> rows)
    {
        _rows = rows;

        _grid = new DataGridView
        {
            Dock = DockStyle.Fill,
            VirtualMode = true,              // ★ 仮想モード
            ReadOnly = true,
            AllowUserToAddRows = false,      // 末尾の空行を出さない
            AutoGenerateColumns = false
        };
        _grid.Columns.Add("Id", "ID");
        _grid.Columns.Add("Name", "氏名");
        _grid.Columns.Add("Dept", "部署");

        // ★ 値を聞かれた時だけ返す
        _grid.CellValueNeeded += Grid_CellValueNeeded;

        // ★ RowCount は CellValueNeeded を張ってから、表示より先に設定する
        _grid.RowCount = _rows.Count;

        Controls.Add(_grid);
        Text = $"社員一覧（{_rows.Count:N0} 件）";
    }

    private void Grid_CellValueNeeded(object sender, DataGridViewCellValueEventArgs e)
    {
        // e.RowIndex 行目・e.ColumnIndex 列目の値だけを返す
        var row = _rows[e.RowIndex];
        switch (_grid.Columns[e.ColumnIndex].Name)
        {
            case "Id":   e.Value = row.Id;   break;
            case "Name": e.Value = row.Name; break;
            case "Dept": e.Value = row.Dept; break;
        }
    }
}

public class Employee
{
    public int    Id   { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public string Dept { get; set; }
}

_rows は POCO（プレーンなクラス）の List なので、10万件持っても行オブジェクトほど重くない。DataGridView には件数（RowCount）だけ渡して、値は CellValueNeeded で1セルずつ返す。これで10万件でもフォームは止まりません！！

この CellValueNeeded の中身が「必要な行だけ取り出す」を実際にやってる部分です。念のためコンソールで動かして、10万件でも該当行が一発で取れることを確認しました。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;

public class Demo
{
    public static void Main()
    {
        // 10万件の POCO を用意（ここは軽い）
        var rows = new List<Employee>(100000);
        for (int i = 0; i < 100000; i++)
            rows.Add(new Employee { Id = i, Name = $"社員{i}", Dept = $"部署{i % 20}" });

        var sw = Stopwatch.StartNew();

        // CellValueNeeded 相当: 見えてる行だけ取り出す想定
        var first = GetCellValue(rows[0], "Name");
        var last  = GetCellValue(rows[99999], "Dept");

        sw.Stop();

        Console.WriteLine($"件数: {rows.Count:N0}");
        Console.WriteLine($"先頭行の氏名: {first}");
        Console.WriteLine($"最終行の部署: {last}");
        Console.WriteLine($"該当行の取り出し: {sw.Elapsed.TotalMilliseconds:F3} ms");
    }

    static object GetCellValue(Employee row, string column)
    {
        switch (column)
        {
            case "Id":   return row.Id;
            case "Name": return row.Name;
            case "Dept": return row.Dept;
            default:     return null;
        }
    }
}

public class Employee
{
    public int    Id   { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public string Dept { get; set; }
}

実行結果:

件数: 100,000
先頭行の氏名: 社員0
最終行の部署: 部署19
該当行の取り出し: 0.070 ms

10万件持っていても、該当行を取り出す処理はインデックスアクセス1発なのでほぼ0ミリ秒。CellValueNeeded が見えてる分しか呼ばれないので、実際の描画もこの軽さで回ります。

動作確認メモ: 上のフォームは mono でコンパイル、データ取り出しのロジックはコンソールで実機確認しています。DataGridView のスクロール時の描画挙動そのものは、Windows + Visual Studio の実機で確認してください。

ここまでで分かったこと: 実装は「POCO の List に全件を持つ」「VirtualMode = true と RowCount を設定」「CellValueNeeded で該当行を返す」の3ステップ。値の取り出しはインデックスアクセスなので、件数が増えても1セルの処理は重くならない。

つまずきポイント — 仮想モードで逆に遅くなる書き方

仮想モードは万能じゃなくて、書き方を間違えると逆に遅くなります。業務SEが踏みやすいやつを2つ。

① CellValueNeeded の中で DB アクセスする

一番やりがちなのがこれ。「見えてる分だけ取ればいいなら、その都度 DB から引けば省メモリじゃん」と考えて、こう書く。

// ❌ CellValueNeeded の中で毎回 DB に取りに行く
private void Grid_CellValueNeeded(object sender, DataGridViewCellValueEventArgs e)
{
    using (var conn = new SqlConnection(_connStr))
    {
        conn.Open();
        var cmd = new SqlCommand(
            "SELECT Name FROM Employees ORDER BY Id OFFSET @r ROWS FETCH NEXT 1 ROWS ONLY", conn);
        cmd.Parameters.AddWithValue("@r", e.RowIndex);
        e.Value = cmd.ExecuteScalar();   // スクロールのたびに何十本も飛ぶ
    }
}