Читать онлайн «Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework». Страница 63

Создать конечный автомат для управления этими видами ресурсов не составляет особого труда. Все, что требуется сделать при вхождении в новое состояние — это определить, какие объекты необходимо создать, если они к этому времени еще не существуют, и какие из размещенных в предыдущем cocтоянии объектов должны быть удалены из памяти. Управление этой логикой с помощью всего лишь одного конечного автомата, а не посредством кода, разбросанного по всему приложению, позволяет легко поддерживать данную информацию. Кроме того, конечный автомат облегчает проведение экспериментов с различными схемами оптимизации и настройку производительности приложения.

Если объект больше не используется, код вашего приложения может освободить его, удалив все ссылки, которые на него указывают. Занимаемая объектом память будет восстановлена, когда во время очередной сборки мусора (обычно это происходит тогда когда приложению необходимо распределить память) среда выполнения обнаружит, что на данный объект не указывает ни одна ссылка. Обычно такая схема вас будет вполне устраивать, но из нее следует, что удаление объектов из памяти может откладываться на неопределенное время и производиться лишь тогда, когда острая необходимость в дополнительной памяти заставит систему произвести сборку мусора. Поскольку мы не можем точно сказать, когда именно это произойдет, а, следовательно, и судить о том, когда именно будет удален объект, о времени жизни такого объекта в памяти говорят как о "недетерминированном". Недетерминированность очистки памяти от ненужных объектов является обычной проблемой систем управления памятью, использующих сборку мусора. Поэтому, как правило, следует избегать использования в логике приложения кода, выполнение которого связывается с вызовом деструктора объекта поскольку в этом случае приложение не может явно контролировать, когда именно будет выполнен такой код.

Проблемы могут возникать также в тех случаях, когда освобождаемый за ненадобностью объект представляет такой "дорогостоящий неуправляемый ресурс", как соединение с базой данных, файловый дескриптор или некоторый графический ресурс. До тех пор, пока объект не будет удален из памяти во время сборки мусора, неуправляемый ресурс, который он представляет, будет удерживаться приложением. Это может отрицательно сказываться на производительности системы как в отношении клиентского устройства, так и в отношении ресурсов сервера удерживаемых клиентом.

Для того чтобы справиться с этой проблемой, в .NET Compact Framework предусмотрена схема позволяющая коду явно освобождать базовый ресурс, удерживаемый объектом. Для всех объектов, которые представляют дорогостоящие ресурсы, предусмотрен метод Dispose(). Определение этого метода содержится в интерфейсе IDisposable; классы, поддерживающие детерминированный отказ от своих ресурсов, реализуют этот интерфейс и, таким образом, включают в себя метод Dispose().

Если объект имеет метод Dispose(), то вы всегда можете вызвать этот метод, если необходимость в использовании данного объекта в приложении отпала. Метод Dispose() должен вызываться тогда, когда вы собираетесь удалить любые переменные ссылки на него, чтобы предоставить сборщику мусора возможность удалить этот объект из памяти. Тем самым гарантируется, что дорогостоящий объект, представляемый ресурсом, будет немедленно освобожден. Как и в других ситуациях, имеющих отношение к управлению памятью, если в случае приложений для настольных компьютеров такой подход является просто плодотворным, то в случае мобильных приложений, испытывающих дефицит системных ресурсов (таких, например, как дескрипторы операционной системы). ею применение жизненно необходимо.

Точно так же, проектируя класс, который представляет дорогостоящий ресурс, вы должны реализовать интерфейс IDisposable, тем самым предоставляя коду, использующему этот класс, возможность детерминированного освобождения удерживаемых данным классом ресурсов. Для подробного ознакомления с деталями надлежащей реализации этого свойства обратитесь к той части документации .NET Compact Framework, в которой описывается метод IDisposable.Dispose().

На заметку! В языке C# введено специальное ключевое слово, упрощающее вызов метода Dispose() в тех случаях, когда область использования ресурса ограничивается блоком кода функции. Вместо обязательного явного вызова метода .Dispose() можно объявить соответствующую переменную с помощью ключевого слова using.

Например:

using(System.Drawing.Graphics myGfx = System.Drawing.Graphics.FromImage(myImage)) {

 //Выполнение всей необходимой работы с помощью функции myGfx…

} // Метод myGfx.Dispose() вызывается здесь автоматически…

В случае использования такого объявления метод Dispose() вызывается автоматически при выходе за пределы области видимости переменной. Ключевое слово using очень удобно использовать в тех случаях, когда переменная существует только внутри некоторого блока кода.

Пользовательские данные представляют собой фактические данные, которые может просматривать или которыми может манипулировать пользователь приложения. Управление объемом и временем жизни пользовательских данных, хранящихся в памяти, может оказаться более сложным по сравнению с управлением служебными данными приложения, поскольку в зависимости от структуры и назначения приложения природа данных, сохраняемых в памяти, может быть самой различной. Пользовательские данные шахматной игры отличаются своей структурой от пользовательских данных истории болезни пациента. Состояние шахматной доски может храниться в целочисленном массиве фиксированных размеров. Объем данных истории болезни не может быть заранее определен; эти данные могут включать в себя результаты измерений, текстовые записи, изображения, ссылки на дополнительные данные и почти неограниченный объем любой другой подходящей информации.

Управление состоянием шахматной доски обычно сводится к принятию решений относительно того, когда именно следует загружать массив данных в память, сохранять его и удалять из памяти. С этим можно справиться при помощи конечного автомата, предназначенного для решения этой задачи.

Управление памятью, используемой для хранения сложных записей истории болезни пациента, выглядит значительно сложнее. Указанные записи могут иметь произвольный размер, а это, вероятно, означает, что вам придется прибегнуть для работы с ними к оконной модели, в которой пользователь устройства обеспечивается частичным представлением набора данных, причем не все данные должны храниться в памяти одновременно. У пользователя создается впечатление, что в памяти находятся все данные, тогда как на самом деле осуществляется подкачка необходимых данных. Соответствующий конечный автомат может быть как очень простым, так и необычайно сложным, в зависимости от того, что собой представляют управляемые данные, и какие ресурсы доступны для управления этими данными.

Для управления потенциально сложными пользовательскими данными целесообразно использовать подход, предполагающий создание класса с хорошо продуманной инкапсуляцией, который и реализует управление состоянием, хранящимся в памяти в каждый момент времени. Этот класс отвечает за загрузку новых данных и освобождение памяти от старых данных, когда необходимость в них отпадает. Он управляет доступом к пользовательским данным извне и создает иллюзию неограниченных запасов памяти. Любой другой код приложения, осуществляющий доступ к данным извне инкапсулирующего класса, ничего не должен знать о внутреннем состоянии этого класса, реализующего фактическое управление пользовательскими данными. Возложение ответственности за управление всеми пользовательскими данными на определенный класс обеспечивает значительную гибкость в процессе проектирования. Некоторые из преимуществ такого подхода перечисляются ниже: 

■ Возможность автоматического управления объемом загруженных данных. Если вы обнаруживаете, что приложение испытывает острый дефицит памяти, можно уменьшить размеры окна данных, удерживаемых в памяти в каждый момент времени, не прибегая к внесению изменений в пределах всего приложения. Поскольку о том, какие данные кэшированы в памяти, а какие нуждаются в повторной загрузке, вне данного класса ничего не известно, вы получаете более гибкие возможности для настройки этого алгоритма. 

■ Возможность иметь различные реализации для различных классов устройств. Если ваши целевые устройства охватывают несколько различных классов, то вы имеете возможность настроить ограничения на использование памяти и накопителей для каждого из этих классов по отдельности. Мобильный телефон и устройство PDA могут иметь различные характеристики памяти и различные возможности в отношении загрузки данных по требованию. Отмеченные различия могут потребовать от вас использования различных подходов к кэшированию данных. Концентрация соответствующей управляющей логики в одном месте существенно упрощает эту задачу.