Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework - Иво Салмре

Примечание. В этом примере используется класс PerformanceSampling, определенный ранее в данной книге.

const int COUNT_UNTIL = 300;

const int LOOP_ITERATIONS = 40;

//---------------------------------------------------------

//HE ОЧЕНЬ ЭФФЕКТИВНЫЙ АЛГОРИТМ!

//

//Для имитации создания типичного набора строк используются

//обычные строки

//---------------------------------------------------------

private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 //Вызвать сборщик мусора, чтобы тест //начинался с чистого состояния.

 //ПРИБЕГАЙТЕ К ЭТОЙ МЕРЕ ТОЛЬКО В ЦЕЛЯХ ТЕСТИРОВАНИЯ! Вызовы

 //сборщика мусора в программах вручную будут приводить

 //к снижению общей производительности приложений!

 System.GC.Collect();

 int numberToStore = 0;

 PerformanceSampling.StartSample(0, "StringAllocaitons");

 string total_result = "";

 for (int outer_loop = 0; outer loop < LOOP_ITERATIONS; outer_loop++) {

  //Сбросить старый результат total_result = "";

  //Выполнять цикл до максимального значения x_counter, каждый

  //раз присоединяя очередную тестовую строку к рабочей строке

  for (int x_counter = 0; x_counter < COUNT_UNTIL; x_counter++) {

   total_result = total_result + numberToStore.ToString() + ", ";

   //Увеличить значение счетчика

   numberToStore ++;

  }

 }

 PerformanceSampling.StopSample(0); //Отобразить длину строки

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Длина строки: " + total_result.Length.ToString());

 //Отобразить строку

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Строка : " + total_result);

 //Отобразить длительность интервала времени, ушедшего на вычисления

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show(PerformanceSampling.GetSampleDurationText(0));

}

//---------------------------------------------------------

//ГОРАЗДО БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫЙ АЛГОРИТМ!

//

//Для имитации создания типичного набора строк используется

//объект StringBuilder

//---------------------------------------------------------

private void button2_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 //Вызвать сборщик мусора, чтобы тест

 //начинался с чистого состояния.

 //ПРИБЕГАЙТЕ К ЭТОЙ МЕРЕ ТОЛЬКО В ЦЕЛЯХ ТЕСТИРОВАНИЯ! Вызовы

 //сборщика мусора в программах вручную будут приводить

 //к снижению общей производительности приложений!

 System.GC.Collect();

 System.Text.StringBuilder sb = new System.Text.StringBuilder();

 string total_result = "";

 int numberToStore = 0;

 PerformanceSampling.StartSample(1, "StringBuilder");

 for (int outer_loop = 0; outer_loop < LOOP_ITERATIONS; outer_loop++) {

  //Очистить объект StringBuilder (не создавая нового объекта)

  sb.Length = 0;

  //Очистить строку со старым результатом

  total_result = "";

  //Выполнять цикл до максимального значения x_counter, каждый раз

  //присоединяя очередную тестовую строку к рабочей строке

  for (int x_counter = 0; x_counter < COUNT_UNTIL; x_counter++) {

   sb.Append(numberToStore);

   sb.Append(", ");

   //Увеличить значение счетчика

   numberToStore++;

  }

  //Имитируем выполнение некоторых операций над строкой...

  total_result = sb.ToString();

 }

 PerformanceSampling.StopSample(1);

 //Отобразить длину строки

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Длина строки: " + total_result.Length.ToString());

 //Отобразить строку

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show("String : " + total_result);

 //Отобразить длительность интервала времени, ушедшего на вычисления

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show(PerformanceSampling.GetSampleDurationText(1));

}

Таблица 8.3. Сравнение результатов (в секундах) для 40×300 циклов, выполненных с использованием эмулятора

Порядковый номер теста Неэкономное распределение памяти для строк Использование класса StringBuilder 1 25,475 0,85 2 25,225 0,925 3 24,5 0,875 Среднее 25,07 0.88 Экономия времени по сравнению с базовым уровнем 0% 96,5%

Таблица 8.4. Сравнение результатов (в секундах) для 40×300 циклов, выполненных на физическом устройстве Pocket PC

Порядковый номер теста Неэкономное распределение памяти для строк Использование класса StringBuilder 1 22,502 6,257 2 22,34 6,346 3 22,378 6,35 Среднее 22,41 6,32 Экономия времени по сравнению с базовым уровнем 0% 71,8%

Ниже представлен анализ полученных результатов.

■ Конструируя строки из нескольких сегментов с помощью класса StringBuilder, вы можете добиться гораздо более высокой эффективности, чем при работе с отдельными постоянными строками. Конкатенация строк и другие операции со строками, выполняемые внутри циклов, могут приводить к большим накладным расходов, обусловленным многократным размещением и освобождением объектов, находящихся в памяти. В отличие от этого класс StringBuilder обрабатывает данные не как постоянные строки, а как массив символов переменной размерности, и обеспечивает эффективное управление его длиной, изменяя ее в соответствии с необходимостью. Если приложению требуется разместить в памяти постоянный строковый объект, то это можно сделать, вызвав метод ToString(). Класс StringBuilder может с большим успехом использоваться при обработке текста

■ Создание новых строк в циклах приводит к образованию большого количества "мусора". Если имеется достаточный объем свободной памяти, сборщик мусора при необходимости может выполняться в процессе работы алгоритма. Он может выполняться несколько раз, а в условиях острого дефицита свободной памяти он может работать почти непрерывно. Усиливающаяся нехватка памяти приводит к постепенному ухудшению производительности. Даже после того как выполнение алгоритма завершается, остается много мусора, от которого следует очистить память. При этом вы должны найти все ранее распределенные, а затем удаленные объекты и окончательно освободить от них память.

■ В некоторых случаях результаты оптимизации для физического мобильного устройства могут превосходить результаты для эмулятора, выполняющегося на гораздо более мощной машине. В рассмотренном выше примере, в котором память распределялась для строк, прирост производительности в результате полной оптимизации для физического устройства Pocket PC был больше, чем в случае выполнения эмулятора на моем лэптопе. Однако при использовании объектов StringBuilder наблюдается обратная ситуация. В отношении абсолютной производительности метод использование объектов StringBuilder демонстрирует явное превосходство над методом, использующим распределение памяти для строк. В качестве грубого ориентира при сопоставлении алгоритмов можно руководствоваться тем, что тот алгоритм, который на эмуляторе, установленном на персональном компьютере, выполняется быстрее, окажется более быстрым и на мобильном устройстве; в то же время, если требуется более точная оценка, целесообразно всегда проводить тестирование производительности на физическом мобильном оборудовании.

Резюме

Разрабатывая схему управления памятью в приложении, важно анализировать, что происходит как на "макроскопическом" уровне приложения, так и на "микроскопическом" уровне алгоритма. Нa макроскопическом уровне важно иметь модель памяти, которая обеспечивает экономное потребление памяти устройства, но при этом позволяет вам держать под рукой данные и ресурсы, которые в вашем приложении используются наиболее часто. При решении этой задачи для ресурсов приложения вам может очень пригодиться подход, основанный на использовании конечного автомата. Что касается пользовательских данных приложения, то в этом случае целесообразно создать класс, предназначенный для управления объемом данных приложения, которые должны храниться в памяти в каждый момент времени. Этот класс будет играть роль инкапсулированного конечного автомата, которому известно, каким образом воспользоваться новыми данными, когда в этом возникает необходимость, или избавиться от устаревших данных, которые только напрасно занимают память. Обязательно вызывайте метод Dispose(), когда заканчиваете работу с объектами, для которых он предусмотрен; эта мера обеспечит принудительное освобождение неуправляемых ресурсов, удерживаемых объектом, и увеличит общую пропускную способность системы.