LES RÉFÉRENCES FAIBLES Weak References, Références faibles, mémoire, garbage collector, Source N°44260

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Classé sous : Weak References, Références faibles, mémoire, garbage collector Niveau : Initié Date de création : 02/10/2007 Vu / téléchargé: 2 513 / 63

Auteur : yoannd

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Description

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Il arrive parfois qu'il faille faire un choix entre performances, et consommation mémoire. Les références faibles sont justement ici pour nous éviter à faire ce choix. Elles permettent de ne garder en mémoire un (gros) objet que si l'espace mémoire est suffisant.

Exemple :
Je fais une visionneuse d'images. Au clic sur l'image 1, on va chercher sur le disque dur le contenu bitmap de celle-ci pour la mettre en RAM, puis on l'affiche dans un picture box.
Au clic sur l'image 2, le même process est utilisé : Récupération depuis le disque dur + mise en RAM + affichage.
Mais si je reclique sur l'image 1, il est dommage de rechercher l'image depuis le disque dur... le mieux pour la rapidité serait d'aller la chercher depuis la RAM... Le problème est que l'on ne va pas laisser en RAM toutes les images sous prétexte que l'utilisateur à cliqué une fois dessus...

Nous allons donc charger chaque image dans une référence faible, dès que l'utilisateur aura cliqué dessus. Ainsi, la seconde fois que l'on va cliquer sur une image elle sera soit :
- chargée depuis la RAM,
- chargée depuis le disque dur car le garbage collector aura considéré qu'il était nécessaire de "désaturer" l'espace mémoire.

Nous avons donc réussi à trouver, grâce aux références faibles, un compromis simple entre rapidité et consommation mémoire.

En résumé, pour utiliser les weak references sur un objet, il faut que :
- L'objet en question ne soit pointé QUE par cette référence faible,
(ET SURTOUT)
- L'objet puisse être récupéré (ou reconstitué, ou désérialisé, ou ce que vous voulez) depuis un autre endroit que la RAM, car si le garbage collector décide de vider la mémoire de votre objet, vous le perdez.

Pour l'exemple, vous pouvez le tester de la façon suivante :
Lancez l'exe, puis cliquez sur l'image 1 (apparition d'un log "Chargement depuis le disque dur"). Cliquez sur l'image 2 (apparition d'un log "Chargement depuis le disque dur"). Si vous cliquez une nouvelle fois sur l'image 1, aucune ligne de log ne doit normalement apparaître. Par contre, si vous laissez reposer le prog, et que vous faites autre chose qui consomme de la mémoire et que vous revenez sur le prog, alors de nouvelles lignes de log doivent apparaître pour signifier que les images sont rechargées depuis le disque dur.

Bon coding à tous !

Source

/// <summary>
/// Accesseur en lecture seule permettant de récupérer la donnée bmp du papier-peint.
/// </summary>
public Bitmap bmp{
get{
// Si la référence faible n'est pas
// instanciée ou si elle n'est plus active
if(refBitMap == null || !refBitMap.IsAlive){
// Chargement du bitmap depuis le disque
Bitmap buff = (Bitmap) Bitmap.FromFile(m_filePath);
// Stockage dans la référence faible
if(refBitMap == null)
refBitMap = new WeakReference(buff);
else
refBitMap.Target = buff;
// Levée d'un évènement car l'image a été chargée depuis le disque
if(onWeakReferenceLoaded != null) onWeakReferenceLoaded(this, EventArgs.Empty);
// On retourne l'image
return buff;
}else{
// Sinon, on retourne son contenu sans
// rechercher quoi que ce soit sur le disque dur.
return (Bitmap) refBitMap.Target;
}
}
}

		/// <summary>
		/// Accesseur en lecture seule permettant de récupérer la donnée bmp du papier-peint.
		/// </summary>
public Bitmap bmp{
	get{
		// Si la référence faible n'est pas
		// instanciée ou si elle n'est plus active
		if(refBitMap == null || !refBitMap.IsAlive){
			// Chargement du bitmap depuis le disque
			Bitmap buff = (Bitmap) Bitmap.FromFile(m_filePath);
					
			// Stockage dans la référence faible
			if(refBitMap == null)
				refBitMap = new WeakReference(buff);
			else
				refBitMap.Target = buff;
					
			// Levée d'un évènement car l'image a été chargée depuis le disque
			if(onWeakReferenceLoaded != null) onWeakReferenceLoaded(this, EventArgs.Empty);
					
			// On retourne l'image
			return buff;
		}else{
			// Sinon, on retourne son contenu sans
			// rechercher quoi que ce soit sur le disque dur.
			return (Bitmap) refBitMap.Target;
		}
	}
}

Conclusion

Source éditée avec SharpDevelop et la version 2 du .net Framework.

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bin
- Debug
  - o_CodyxWallpaper1.jpg 106 497 octets
  - o_CodyxWallpaper2.jpg 146 649 octets
AssemblyInfo.cs 1 081 octets
MainForm.cs 1 319 octets
MainForm.Designer.cs 5 089 octets
MainForm.resx 5 817 octets
Program.cs 455 octets
Wallpaper.cs 2 296 octets
WeakRefs.csproj 1 851 octets
WeakRefs.sln 834 octets

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Commentaires

Commentaire de oximoron le 02/10/2007 12:09:59

Merci pour cette source cela peut être très utile.
Est ce que ce code marche avec le framework 1.1 ?
Autre question: c'est le garbage collector qui s'occupe de liberer de l'espace disque. Si j'ai une collection d'images en mémoire il qu'il doit liberer de la mémoire, sur quoi se base t'il pour supprimer une image ? la fréquence d'utilisation, au hasard, ... ?
Commentaire de Bidou le 02/10/2007 13:07:48 administrateur CS

Compatible depuis le framework 1.0 jusqu'au 3.0.
Le fonctionnement du garbage collector est assez complexe, mais ce qui certain, c'est qu'il ne dispose pas des ressources tant qu'il reste une référence dessus (et encore heureux...!)
Commentaire de yoannd le 02/10/2007 14:32:28

Ce que dit Bidou est vrai : le garbage collector a un fonctionnement assez complexe. J'ai envie de dire, connaitre son fonctionnement est bon pour la culture générale, mais finallement, le principal, c'est qu'il fasse bien son travail (et qu'il ne supprime pas des références utilisées ailleurs que par des références faibles). Je ne pourrais donc pas te dire pour quels critères un élément en référence faible est supprimé de la mémoire, désolé :-)

D'ailleurs, je ne sais pas si tu as remarqué, mais si tu laisses l'appli en plan quelques minutes sur une image "A", et que tu cliques sur un autre image "B", alors il y a un rechargement depuis le disque pour "B". Si tu reviens tout de suite après sur "B", il n'y a pas de rechargement en mémoire, tout simplement parceque la référence vers l'obet bmp était maintenue par... le PictureBox ! Hé oui ;-)
Commentaire de coq le 06/10/2007 18:13:24 administrateur CS

"c'est le garbage collector qui s'occupe de liberer de l'espace disque"
Non, il ne touche pas au disque.

"J'ai envie de dire, connaitre son fonctionnement est bon pour la culture générale, mais finallement, le principal, c'est qu'il fasse bien son travail"
Oui et non ^^ : le problème en ne connaissant pas un minimum son fonctionnement, c'est que la personne à tendance à le prendre pour la solution magique lui permettant de ne plus se soucier du fait qu'un code alloue de la mémoire à tour de bras alors qu'une autre façon de faire l'aurait éviter : si le risque de fuite est écarté, celui de l'impact sur les performances ne l'est pas : le GC qui libère est un GC qui consomme du temps (le problème de la concaténarion de chaines en est un exemple courant)
.
Commentaire de yoannd le 07/10/2007 06:00:43

Coq, je suis tout à fait d'accord avec toi. Et le coup des concaténations de chaines est un très bon exemple !
Ainsi, un développeur qui garde plein de références inutiles vers des instances de classes va pourrir la mémoire, sans que le garbage collector ne puisse rien y faire...
Enfin toujours est-il que je ne pense pas pouvoir expliquer dans les moindres détails les rouges de ce mécanisme, car il semble assez complexe.
Pour preuve, j'ai récement écrit un petit outil de revue de code (le langage de ces fichiers était du nsdk). Après parsing, j'avais une hiérarchie d'objets : un objet "fichier nsdk" contient des descriptions de segments, des constantes, ou des méthodes, un objet "méthode" contient des variables, ect... je ne vais pas détailler ici l'ensemble des objets, mais toujours est-il que le résultat en mémoire était assez important : et je ne pouvais rien libérer car l'objet de ma revue de code était de voir si certaines méthodes dans plusieurs fichiers n'étaient pas suffisamment identiques pour être mutualisées. Toujours est-il qu'au cours du chargement des fichiers, la jauge mémoire grimpait, puis descendait un peu (???) puis continuait à monter, puis redescendait un peu... alors qu'aucune libération mémoire n'était faite pendant ce temps (bien au contraire). Le garbage collector ou le framework font-ils de la compression des données en mémoire si ça se gate ? Bref, c'est un phénomène assez bizarre (que j'avais déjà eu l'occasion de rencontrer, et qui montre, à mon avis, que cette gestion de la mémoire n'est pas si anodine que ça...

enfin en conclusion ; le garbage collector, c'est bien, mais faut quand même faire un minimum gaffe à ce qu'on fait ^^
Commentaire de oximoron le 07/10/2007 09:34:31

""c'est le garbage collector qui s'occupe de liberer de l'espace disque"
Non, il ne touche pas au disque."
Je voulais bien sûr dire mémoire et pas disque, je pensais mémoire mais j'ai écris disque :p
Commentaire de coq le 07/10/2007 09:37:20 administrateur CS

Ba le code des types que tu utilises pour la lecture fait des allocations aussi, et d'autres choses vivent en dehors de ton code de traitement :-)
Il n'y a à ma connaissance aucun mécanisme de compression.
Et fait attention à ce que tu utilises pour tes mesures : http://www.itwriting.com/dotnetmem.php
Commentaire de coq le 07/10/2007 09:38:46 administrateur CS

oximoron : oui oui, j'avais compris, je disais ça surtout pour éviter que les lecteurs soient induits en erreur :-)