Fotografický magazín "iZIN IDIF" každý týden ve Vašem e-mailu.
Co nového ve světě fotografie!
Zadejte Vaši e-mailovou adresu:
Kamarád fotí rád?
Přihlas ho k odběru fotomagazínu!
Zadejte e-mailovou adresu kamaráda:
Začínáme s
Kde jsou má data?
19. ledna 2010, 00.00 | Používání cache – dočasné paměti – je samozřejmě prastarý programátorský trik. Programujeme tak všichni už léta a léta; Irbis to ale usnadňuje pomocí nových tříd a služeb; na ty se podíváme právě dnes.
V minulém dílu jsme prošli většinu novinek, jež vývojářům Irbis nadělil ve Foundation Kitu; ponechali jsme ale stranou podporu pro data, jež mohou být kdykoli zrušena pro úsporu paměti, a konsistentní podporu URL pro representaci objektů v souborovém systému. Dnes si řekneme více o prvé z nich.
Používání cache – dočasné paměti – je samozřejmě prastarý programátorský trik. Pro urychlení práce našich programů si mnohdy potřebujeme data, vypočtená nějakým složitějším postupem, zapamatovat, aby nebylo zapotřebí je generovat při každém použití znovu a znovu. Naopak ale není dost dobře možné si neustále pamatovat vše: ačkoli paměť jako taková samozřejmě v Mac OS X díky virtualisaci nikdy nemůže "dojít", příliš časté swapování dat mezi pamětí a diskem eliminuje právě to, proč jsme původně data do paměti ukládali – rychlost. Proto se data sice do cache ukládají, ale je možné je z ní kdykoli odstranit, je-li zapotřebí paměť uvolnit – budou-li pak znovu zapotřebí, prostě se znovu spočtou.
Tak samozřejmě programujeme všichni už léta a léta; Irbis to ale usnadňuje pomocí nových tříd a služeb; na ty se podíváme právě dnes.
(Mimochodem je zajímavé, že na iPhone – kde není k dispozici virtualisace paměti, jen adres –, a navíc je rozsah operační paměti poměrně malý, takže cachování je ještě daleko důležitější, než v Mac OS X, tyto třídy a služby k dispozici nejsou. Čert rohatý ví, co k tomuto prapodivnému rozhodnutí programátory Apple vedlo.)
Protokol NSDiscardableContent
Standardizovanou esencí "cacheovosti" je protokol NSDiscardableContent, nově zavedený v Mac OS X 10.6: jeho obsahem jsou právě služby, jež umožňují konsistentně implementovat odkládací paměť pro data, jež mohou být v případě nedostatku paměti víceméně kdykoli odstraněna, a pak – jsou-li znovu zapotřebí – opět spočtena.
Implementujeme-li libovolnou třídu, jejíž instance tuto vlastnost nesou, je výhodné, aby třída odpovídala tomuto protokolu; pak ji totiž lze např. ukládat do kontejnerů NSCache, jež služeb protokolu podle potřeb automaticky využívají. To si ovšem ukážeme později.
Protokol obsahuje pouze čtyři zprávy; prvá dvojice souvisí s vlastním odstraněním dat:
-(void)discardContentIfPossible;
Tuto zprávu objektu pošle kdokoli, kdo usoudí, že je zapotřebí uvolnit paměť. Příjemce prostě odstraní pomocná nacacheovaná data, pokud to je zrovna možné (tj. pokud s nimi zrovna nějaký kód nepracuje). Pokud to možné není, metoda by neměla dělat nic.
-(BOOL)isContentDiscarded;
Touto zprávou lze ověřit, zda byla paměť uvolněna, nebo zda jsou cache objektu (alespoň zčásti) zaplněny.
Druhá dvojice zpráv je určena právě pro zajištění již zmíněného blokování cache, pokud s jejich obsahem právě nějaký kód pracuje.
Koncepce těchto zpráv je navržena pro počítání referencí (funguje tedy na zhruba podobném principu, jako důvěrně známá dvojice zpráv retain a release). Ačkoli čítač referencí není povinnou implementací a je technicky možné užít jiného principu, patrně to v praxi nemá smysl (alespoň prozatím mne žádná jiná rozumná varianta nenapadá); budeme proto funkci nadále vysvětlovat na základě předpokladu, že každá instance objektu (naší třídy, jež odpovídá protokolu NSDiscardableContent) skutečně čítač referencí obsahuje. Pak je snadné popsat i funkci metody discardContentIfPossible – je-li hodnotou čítače nula, odstraní obsah; jinak nedělá nic.
-(BOOL)beginContentAccess;
Odpovídající metoda vrátí hodnotu NO, pokud data objektu nejsou k dispozici a nelze s nimi pracovat. Jinak inkrementuje čítač referencí a vrátí hodnotu YES.
Typická implementace bude vypadat zhruba nějak takto – samozřejmě s variantami, odpovídajícími konkrétním třídám a jejich užití:
-(BOOL)beginContentAccess {
if ([self isContentDiscarded] && ![self computeContent])
return NO;
counter++;
return YES;
}
tj. pokud data nejsou k dispozici, pokusí se jejich obsah znovu spočíst; není-li to možné, vrátí NO.
Konvence, spojená s protokolem, stanoví, že výchozí hodnota čítače je 1: předpokládá se totiž, že objekt byl typicky vytvořen on-demand, a bude hned použit.
-(void)endContentAccess;
Metoda dekrementuje čítač, je-li jeho hodnota vyšší než nula. Pokud je hodnota čítače nulová, znamená to, že kdokoli může data odstranit pomocí zprávy discardContentIfPossible.
Konvence zároveň požaduje, aby při nulové hodnotě čítače jakýkoli pokus o přístup k datům vyvolal výjimku.
Třída NSPurgeableData
Pro nejjednodušší a dosti častý případ, kdy jsou cacheovaná data prostě jen neformátovanou skupinou bytů, nabízí Cocoa v Mac OS X 10.6 třídu NSPurgeableData, jež je konkrétní implementací výše popsaného protokolu.
Tato třída je dědicem třídy NSMutableData a pro přístup k obsahu tedy nabízí totožné API (jež je ovšem doplněno tím, že jeho metody vyvolají výjimku, pokud je hodnota vnitřního čítače spojeného se službami beginContentAccess a endContentAccess nulová). Navíc třída nabízí služby protokolu NSDiscardableContent; můžeme tedy např. kdykoli vyprázdnit cache pomocí zprávy discardContentIfPossible, pokud je čítač nulový – a samozřejmě, použití musíme "obalit" zprávami begin/endContentAccess. Typické použití této třídy tedy bude vypadat zhruba nějak takto:
@interface MyClass ... {
NSPurgeableData *cache;
...
}
...
@end
@implementation MyClass
-(NSPurgeableData*)createDataWithAccess {
NSPurgeableData *data=[[NSPurgeableData alloc]
initWithLength:...];
... // výpočet obsahu cache
return data;
}
-(void)useCachedData {
if (![cache beginContentAccess]) {
[cache release];
cache=[self createDataWithAccess];
}
... // použití dat v cache
[cache endContentAccess];
}
@end
Toto by samozřejmě samo o sobě ještě celkem nic zajímavého nepřinášelo – zhruba tytéž služby, jež vidíme na příkladu uvedeném výše, spolu s možností cache podle potřeby vyprázdnit, bychom si mohli sami implementovat dostatečně snadno (s použitím běžného setLength:0 na místě discardContentIfPossible).
Co je tedy na třídě NSPurgeableData tak přínosného, že její použití přináší zásadní výhodu?
Jde o to, že data využívají technologii "purgeable memory" (pro niž je mimochodem v Mac OS X 10.6 k dispozici i obecné neobjektové API), která zajistí "automatické discardContentIfPossible" kdykoli, když by se měla data stránkovat do virtuální paměti. To je nesmírně praktické: vzhledem k tomu, že správce virtuální paměti obecně patří k nejlépe optimalisovaným částem operačního systému, lze se spolehnout na to, že vhodný čas k vyprázdnění cache je tehdy a právě tehdy, když by se její obsah měl vystránkovat.
(Samozřejmě s výjimkou případu, kdy vyprázdnění cache naplánuje programátor s využitím znalosti konkrétního algoritmu – ale právě k tomu může využít služby discardContentIfPossible.)
Z toho plynou pro použití třídy NSPurgeableData také určitá omezení: ačkoli v principu může – díky službám knihoven na vyšší úrovni – fungovat nad libovolnými údaji, skutečně efektivní je pouze u větších objemů dat. Kromě toho je samozřejmě vhodná jen tam, kde případné znovuvytvoření obsahu cache není o mnoho náročnější než přenos stránek.
Kromě toho další bohaté možnosti pro práci s instancemi třídy NSPurgeableData – stejně jako s instancemi případných dalších tříd, podporujících protokol NSDiscardableContent – nabízí novým specialisovaný kontejner NSCache. Ten si ale podrobně ukážeme až příště.
Obsah seriálu (více o seriálu):
- Nastal čas na kakao...
- Tak nejdřív kakao ochutnáme...
- Programovací jazyk C: velmi, velmi stručně
- Objective C: to si vysvětlíme podrobněji
- Co jsme si o Objective C ještě neřekli...
- Nastal čas na kakao - Vznik a zánik objektů
- Nastal čas na kakao - Kopírování objektů
- Nastal čas na kakao - Skryté podtřídy
- Nastal čas na kakao - Základní služby objektů
- Nastal čas na kakao - Jak správně psát v Objective C
- Nastal čas na kakao - Jak správně importovat
- Nastal čas na kakao - Podtřídy, delegáti, vkládání, jak se to rýmuje?
- Nastal čas na kakao - Využití kategorií namísto dědičnosti
- Nastal čas na kakao - Vkládání objektů a přesměrování zpráv
- Nastal čas na kakao - Inicializace a rušení objektů
- Nastal čas na kakao - Metody initWith... a designovaný inicializátor
- Nastal čas na kakao - Inicializace: tipy a triky
- Nastal čas na kakao - Accesory: přístup k proměnným instancí
- Nastal čas na kakao - Šedá je teorie, zelený je strom života...
- Nastal čas na kakao - Více o XCode: inspektory
- Nastal čas na kakao - Aplikace RSS2: datový model
- Nastal čas na kakao - Aplikace RSS: implementace datového modelu
- Nastal čas na kakao - Aplikace RSS: parsování XML
- Nastal čas na kakao - Interface Builder a uživatelské rozhraní
- Nastal čas na kakao - Interface Builder: atributy objektů
- Nastal čas na kakao - Interface Builder: atributy objektů
- Nastal čas na kakao - Druhý kontrolér a dokončení aplikace
- Nastal čas na kakao - Drobná vylepšení a zdokonalení...
- Nastal čas na kakao - Ladění
- Nastal čas na kakao - Třídy Foundation Kitu
- Nastal čas na kakao - Třídy Foundation Kitu (2)
- Nastal čas na kakao - Textové řetězce: NS(Mutable)String
- Nastal čas na kakao - Čísla, binární data a další...
- Nastal čas na kakao - Archivace objektů
- Nastal čas na kakao - Trocha magie, aneb distribuované objekty
- Nastal čas na kakao - Málem bychom zapomněli: NSAutoreleasePool
- Nastal čas na kakao - Zpracování výjimek: NSException
- Nastal čas na kakao - NSInvocation a černá magie
- Nastal čas na kakao - Kakao v Tygrovi
- Nastal čas na kakao - Notifikace: nepřímé předávání zpráv
- Nastal čas na kakao - NSUserDefaults
- Nastal čas na kakao - Co nového ve Foundation Kitu
- Nastal čas na kakao – s Intelem, s Intelem, jedeme do...
- Co nového v Xcode
- Začínáme s AppKitem
- Jak MVC v Kakau vypadá doopravdy?
- Jak MVC v Kakau vypadá doopravdy: dokončení
- Přehled tříd AppKitu
- Nastal čas na kakao - Přehled tříd AppKitu 2
- Přehled tříd AppKitu 3: zbývající třídy GUI
- Přehled tříd AppKitu 4: textový systém
- Nastal čas na kakao - Přehled tříd AppKitu 5: hlavně grafika
- Přehled tříd AppKitu 6: dokumentový systém
- Přehled tříd AppKitu 7: dokončení
- Pojmenované vlastnosti objektů
- Pojmenované vlastnosti objektů: implementace
- Pojmenované vlastnosti objektů: relace 1:N
- Pojmenované vlastnosti objektů: řazení jmen a agregační funkce
- Sledování změn objektů
- Sledování změn objektů – ukázka
- Sledování změn objektů – zdrojový kód
- Sledování změn objektů: kód modelu
- Sledování změn objektů: přímý přístup
- Kontroléry a vazby
- Vázání vazeb
- Další vazby s jednoduchým kontrolérem
- Implementace a použití převodu hodnot
- Validace hodnot
- Validace a chyby, a jedna hezká vazba...
- Práce s polem objektů
- Základní vazby NSArrayControlleru
- Převodníky, přepínače, placeholdery
- Mírná vylepšení v mezích zákona
- Objective C 2.0 - novinky z Leoparda
- NSTreeController
- Programování v Cocoa - Pár tipů a triků
- Programování v Cocoa - Základy kreslení
- Kterak nakreslit modrý obdélník...
- Další služby pro kreslení
- Obrázky a písmenka...
- Události a myš
- Lepší práce s myší
- Události klávesnice
- Input Management
- Příkazy a schránka
- Další události
- Táhni a padni
- Byli jsme na tahu; nyní padneme.
- Zvolme si, jak vhodit
- Drobnosti a chybičky
- Speciální případy tahání či házení
- Kterak táhnout něco, co neexistuje?
- Jak na sítě...
- NSURLConnection
- Safari za minutu
- Služby WebKitu
- Kakao v Leopardu
- Druhé Objective C
- Druhé Objective C: různé drobnosti
- Druhé Objective C: kategorie a protokoly
- Druhé Objective C: nový příkaz cyklu
- Druhé Objective C: atributy a accesory
- Druhé Objective C: atributy a accesory
- 64 je dvakrát 32
- Ubicumque dulce est, ibi et acidum invenies...
- Irbis: že prý žádné novinky?
- Blok sem, blok tam, nám už je to všechno jasné...
- Bloky jsou i v AppKitu
- Irbis a Foundation Kit
- Kde jsou má data?
- Kde jsou má data? V NSCache!
- Soubor, jméno, URL, jak se to rýmuje...
- Další podpora NSURL
- Zabíjení!
- A máme tady i...OS!
- Systémové prvky GUI
- Programování pro iOS 1. díl - Rozdíly mezi "i" a "Mac"
- Programování pro iOS - 2. Začínáme programovat
- Programování pro iOS - 3. základní ovladače a propojení GUI s kódem
- Programování pro iOS - 4. Varovná hlášení
- Programování pro iOS - 5. Rámce a jejich řídicí objekty
- Programování pro iOS - 6. Ukládání dat
- Programování pro iOS - 7. Správa paměti a starý restík
- Programování pro iOS - 8. Dokončení aplikace
- Programování pro iOS - 9. Jak dostat aplikaci do iPhone
- Programování pro iOS - 10. Instalace aplikace do cizího iPhone
- Programování pro iOS - 11. Jak dostat aplikaci do libovolného iPhone
- Programování pro iOS - 12. Touching!
- Programování pro iOS - 13. Kreslíme na iPhone
- Programování pro iOS - 14. Udělejme gesto
- Programování pro iOS - 15. Další gesta
- Programování pro iOS - 16. Více prstů, více zábavy
- Programování pro iOS - 17. Podpora standardních gest
- Programování pro iOS - 18. Recognizery v iOS
- Programování pro iOS - 19. Další standardní recognizery
- Programování pro iOS - 20. Co nového v iOSu
- Programování pro iOS - 21. "Multitasking"
- Programování pro iOS - 22. Nulla est honesta avaritia nisi temporis
- Programování pro iOS - 23. Jak se aktivovat, jsme-li v pozadí
- Programování pro iOS - 24. Zbývající drobnosti
- Programování pro iOS - 25. Řídicí objekty rámců
- Programování pro iOS - 26. Jak se dělá UIViewController
- Programování pro iOS - 27. Kde vzít rámce
- Programování pro iOS - 28. Základní služby
- Programování pro iOS - 29. Práce s rámci
- Programování pro iOS - 30. Rotace zařízení
- Programování pro iOS - 31. Správa paměti v rámcích
- Programování pro iOS - 32. Řídicí objekt pro tabulky
- Programování pro iOS - 33. Řídicí objekt pro strom
- Programování pro iOS - 33. Více o UINavigationControlleru
- Programování pro iOS - 35. Ještě jednou UINavigationController
- Programování pro iOS - 36. Po navigátoru taby
- Programování pro iOS - 37. Více o UITabBarControlleru
- Programování pro iOS - 38. Dokončení UITabBarControlleru
- Programování pro iOS - 39. UIPopoverController
- Programování pro iOS - 40. Další triky UIPopoverControlleru
- Programování pro iOS - 41. Zbývající služby UIPopoverControlleru
- Programování pro iOS - 42. UISplitViewController
- Programujeme v
iTunesXcode 4 - Programování pro iOS - 44. Předvolby Xcode 4
- Programování pro iOS - 45. Práce v Xcode 4
- Xcode 4: projekt a cíle
- Xcode 4: práce s cíli
- Xcode 4: Build Settings
- Xcode 4: Build Phases
- Xcode4: Build Phases podruhé
- Xcode 4: Co jsou to Build Rules?
- Xcode4: taje editoru
- Xcode4: automatické doplňování v editoru
- XIBy chyby
- Více o XIBech
- Editor XIBů
- Inspektory pro XIBy
- Vazby mezi objekty v XIBech
- Vazby mezi objekty v kódu
- Paletky Xcode pro XIBy
- Xcode 4: levý sloupec
- Xcode 4: okno Organizer
- Xcode 4: okno Organizer, část druhá
- Xcode 4: co je to Workspace?
- Xcode 4: základy schémat
- Xcode 4: akční schémata