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Eclipse 的字符串分区共享优化机制


    对需要优化的类型 SaveManager 来说,只需要实现 IStringPoolParticipant 接口,并在被调用的时
候提交自己与子元素的需优化字符串即可。其子元素甚至都不需要实现 IStringPoolParticipant 接口,只需将提交行为一
级一级传递下去即可,如:

  代码:
// // org.eclipse.core.internal.resources.SaveManager // public class SaveManager implements ..., IStringPoolParticipant {  protected ElementTree lastSnap;  public void shareStrings(StringPool pool)  {   lastSnap.shareStrings(pool);  } } // // org.eclipse.core.internal.watson.ElementTree // public class ElementTree {  protected DeltaDataTree tree;  public void shareStrings(StringPool set) {   tree.storeStrings(set);  } } // // org.eclipse.core.internal.dtree.DeltaDataTree // public class DeltaDataTree extends AbstractDataTree {  private AbstractDataTreeNode rootNode;  private DeltaDataTree parent;  public void storeStrings(StringPool set) {   //copy field to protect against concurrent changes   AbstractDataTreeNode root = rootNode;   DeltaDataTree dad = parent;   if (root != null)    root.storeStrings(set);   if (dad != null)    dad.storeStrings(set);  } } // // org.eclipse.core.internal.dtree.AbstractDataTreeNode // public abstract class AbstractDataTreeNode {  protected AbstractDataTreeNode children[];  protected String name;  public void storeStrings(StringPool set) {   name = set.add(name);   //copy children pointer in case of concurrent modification   AbstractDataTreeNode[] nodes = children;   if (nodes != null)    for (int i = nodes.length; --i >= 0;)     nodes[i].storeStrings(set);  } }
所有的需优化字符串,都会通过 StringPool.add 方法提交到统一的字符串缓冲池中。而这个缓冲池的左右,与 JVM 级的字符串表略有不同,它只是在进行字符串缓冲分区优化时,起到一个阶段性的整理作用,本身并不作为字符串引用的入口存在。因此在实现上它只是简单的对 HashMap 进行包装,并粗略计算优化能带来的额外空间,以提供优化效果的度量标准。

  代码:
// // org.eclipse.core.runtime.StringPool // public final class StringPool {  private int savings;  private final HashMap map = new HashMap();  public StringPool() {   super();  }  public String add(String string) {   if (string == null)    return string;   Object result = map.get(string);   if (result != null) {    if (result != string)     savings += 44 + 2 * string.length();    return (String) result;   }   map.put(string, string);   return string;  }  // 获取优化能节省多少空间的大致估算值  public int getSavedStringCount() {   return savings;  } }
不过这里的估算值在某些情况下可能并不准确,例如缓冲池中包括字符串 S1,此时提交一个与之内容相同但物理位置不同的字符串 S2,则如果 S2 被提交多次,会导致错误的高估优化效果。当然如果需要得到精确值,也可以对其进行重构,通过一个 Set 跟踪每个字符串优化的过程,获得精确优化度量,但需要损失一定效率。

  在了解了需优化字符串的提交流程,以及字符串提交后的优化流程后,我们接着看看 Eclipse 核心是如何将这两者整合到一起的。

  前面提到 Workspace.open 方法会调用 InternalPlatform.addStringPoolParticipant 方法,将一个字符串缓冲池分区的根节点,添加到全局性的优化任务队列中。

  代码:
// // org.eclipse.core.internal.runtime.InternalPlatform // public final class InternalPlatform {  private StringPoolJob stringPoolJob;  public void addStringPoolParticipant(IStringPoolParticipant participant,
ISchedulingRule rule) {  
if (stringPoolJob == null)   stringPoolJob = new StringPoolJob(); // Singleton 模式   stringPoolJob.addStringPoolParticipant(participant, rule);  } } // // org.eclipse.core.internal.runtime.StringPoolJob // public class StringPoolJob extends Job {  private static final long INITIAL_DELAY = 10000;//five seconds  private Map participants = Collections.synchronizedMap(new HashMap(10));  public void addStringPoolParticipant(IStringPoolParticipant participant,
ISchedulingRule rule) {  participants.put(participant, rule);  
if (sleep())   wakeUp(INITIAL_DELAY);  }  public void removeStringPoolParticipant(IStringPoolParticipant participant) {   participants.remove(participant);  } }
此任务将在合适的时候,为每个注册的分区进行共享优化。

  StringPoolJob 类型是分区任务的代码所在,其底层实现是通过 Eclipse 的任务调度机制。关于 Eclipse 的任务调度,有兴趣的朋友可以参考 Michael Valenta (IBM) 的 On the Job: The Eclipse Jobs API 一文。

  这里需要了解的是 Job 在 Eclipse 里,被作为一个异步后台任务进行调度,在时间或资源就绪的情况下,通过调用其 Job.run 方法执行。可以说 Job 非常类似一个线程,只不过是基于条件进行调度,可通过后台线程池进行优化罢了。而这里任务被调度的条件,一方面是任务自身的调度时间因素,另一方面是通过 ISchedulingRule 接口提供的任务资源依赖关系。如果一个任务与当前正在运行的任务传统,则将被挂起直到冲突被缓解。而 ISchedulingRule 接口本身可以通过 composite 模式进行组合,描述复杂的任务依赖关系。

  在具体完成任务的 StringPoolJob.run 方法中,将对所有字符串缓冲分区的调度条件进行合并,以便在条件允许的情况下,调用 StringPoolJob.shareStrings 方法完成实际工作。

  代码:
// // org.eclipse.core.internal.runtime.StringPoolJob // public class StringPoolJob extends Job {  private static final long RESCHEDULE_DELAY = 300000;//five minutes  protected IStatus run(IProgressMonitor monitor)  {   //copy current participants to handle concurrent additions and removals to map   Map.Entry[] entries = (Map.Entry[]) participants.entrySet().toArray(new Map.Entry[0]);   ISchedulingRule[] rules = new ISchedulingRule[entries.length];   IStringPoolParticipant[] toRun = new IStringPoolParticipant[entries.length];   for (int i = 0; i < toRun.length; i++) {    toRun[i] = (IStringPoolParticipant) entries[i].getKey();    rules[i] = (ISchedulingRule) entries[i].getValue();   }   // 将所有字符串缓冲分区的调度条件进行合并   final ISchedulingRule rule = MultiRule.combine(rules);   // 在调度条件允许的情况下调用 shareStrings 方法执行优化   try {    Platform.getJobManager().beginRule(rule, monitor); // 阻塞直至调度条件允许    shareStrings(toRun, monitor);   } finally {    Platform.getJobManager().endRule(rule);   }   // 重新调度任务自己,以便进行下一次优化   long scheduleDelay = Math.max(RESCHEDULE_DELAY, lastDuration*100);   schedule(scheduleDelay);   return Status.OK_STATUS;  } }
StringPoolJob.shareStrings 方法只是简单的遍历所有分区,调用其根节点的 IStringPoolParticipant.shareStrings 方法,进行前面所述的优化工作,并最终返回分区的优化效果。而缓冲池本身,只是作为一个优化工具,完成后直接被放弃。

  代码:

private int shareStrings(IStringPoolParticipant[] toRun, IProgressMonitor monitor) {  final StringPool pool = new StringPool();  for (int i = 0; i < toRun.length; i++) {   if (monitor.isCanceled()) // 操作是否被取消    break;   final IStringPoolParticipant current = toRun[i];   Platform.run(new ISafeRunnable() { // 安全执行    public void handleException(Throwable exception) {     //exceptions are already logged, so nothing to do    }    public void run() {     current.shareStrings(pool); // 进行字符串重用优化    }   });  }  return pool.getSavedStringCount(); // 返回优化效果 } }
通过上面的分析我们可以看到,Eclipse 实现的基于字符串缓冲分区的优化机制,相对于 JVM 的 String.intern() 来说:

  1.控制的粒度更细,可以指定要对哪些对象进行优化;

  2.优化效果可度量,可以大概估算出优化能节省的空间;

  3.不存在性能瓶颈,不存在集中的字符串缓冲池,因此不会因为大量字符串导致性能波动;

  4.不会长期占内存,缓冲池只在优化执行时存在,完成后中间结果被抛弃;

  5.优化策略可选择,通过定义调度条件,可选择性执行不同的优化策略
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