创建缩略图图表的正确方法是什么？

Question

我正在尝试使用JScrollPane 创建一些数据的缩略图图表，但遇到了性能问题。这个例子有大约 100 个缩略图，每个有 5000 个样本。当我尝试多次向下和向上滚动时，滚动会出现延迟，CPU 负载增加，应用程序内存使用量达到 500 Mb 以上。

有没有办法在不减少数据的情况下避免这个性能问题？

import java.awt.Color;
import java.awt.EventQueue;
import java.awt.GridLayout;
import java.util.Random;

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JScrollPane;

import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartPanel;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.chart.plot.ThermometerPlot;
import org.jfree.data.general.DefaultValueDataset;
import org.jfree.data.xy.XYSeries;
import org.jfree.data.xy.XYSeriesCollection;

public class ThumbnailChartsTest extends JPanel {
private static final int W = 200;
private static final int H = W;
private static final int N = 5000;
private static final Random random = new Random();

private static ChartPanel createPane() {
    final XYSeries series = new XYSeries("Data");
    for (int i = 0; i < random.nextInt(N) + N; i++) {
        series.add(i, random.nextGaussian());
    }
    XYSeriesCollection dataset = new XYSeriesCollection(series);

    JFreeChart chart = ChartFactory.createXYLineChart("Random", "Domain",
        "Range", dataset, PlotOrientation.VERTICAL, false, false, false);
    return new ChartPanel(chart, W, H, W, H, W, H,
            false, true, true, true, true, true);
}

public static void main(final String[] args) {

    EventQueue.invokeLater(new Runnable() {

        @Override
        public void run() {
            JFrame f = new JFrame("Test");
            f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            JPanel panel = new JPanel();
            panel.setLayout(new GridLayout(0, 4));
            for (int i=0; i<100; i++){
                panel.add(createPane());
            }

            JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(panel,
                    JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,
                    JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
            f.add(scrollPane);

            f.pack();
            f.setVisible(true);
        }
    });

}
}

编辑：我无法理解一件事：为什么在这种情况下内存使用量仍然很大！请看这个插图。

补充： 我觉得有些误会。

通过监视器 visualVM 的堆大小 启动后的小程序堆大小只有 125 Mb，很酷。 但后来我开始测试：滚动和调整大小多次，越来越多 - 上下，上下，更小的框架和更大的框架。堆大小超过 500 Mb！我想这种情况是不正常的。

补充 #2

现实世界的例子：

我的数据大小只有 2 Mb，用 90 个图表表示（每个图表 2 个系列），一个系列包含 3000 个元素。我已经实现了通过滑块更改数字列。

但是对于这个超过 1.5 GB 的小数据堆大小！

这发生在某些操作之后，例如更改数字列 对于我的 CPU（core 2 duo 2.2GHz），每个绘图表大约需要 4 秒！有了这么大的延迟，很难控制滑块。

更新：

我已将数据下采样到每个缩略图图表 100 个样本。 现在它肯定更快，但仍然存在巨大堆大小的问题。图片上是700Mb以上，不是记录。我很沮丧。

Answer 1

使用flyweight pattern 仅呈现可见图表。 JTablerenderers 使用的方法在here 中进行了概述，并在下面的ChartRenderer 中显示。为了说明，每次显示单元格时都会重新创建数据集；滚动、调整大小和切换应用程序以查看效果。虽然这种渲染可以很好地扩展到数万个单元格，但每个图表仍会渲染N 数据点。您可以在Scrollable方法的实现中限制可见单元格的数量getPreferredScrollableViewportSize()，如下所示。

如何将内存使用量减少到较小的值？

没有通用的答案，但有几种策略可能会有所帮助：

• 尽可能早地在程序初始化时编写图表，而不是在渲染时；下面的updated 示例构造了TableModel 的ChartPanel 实例； ChartRenderer 相应更简单。

• 超过几千点的图表实际上是不可读的；考虑截断大型数据集并仅显示完整数据以响应ListSelectionEvent，如图所示here。

• 平台活动监视器可能会产生误导； profile验证实际结果。

启动小程序后，它并不大，小于 200 Mb，但在滚动、调整大小等之后，内存使用量达到了超过 600 Mb 的值。为什么？

下面代码的典型profiler 视图仅显示了适度的使用以及滚动后预期的free/used ratio 和garbage collection；您的结果可能会有所不同。

import java.awt.Component;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.EventQueue;
import java.util.Random;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTable;
import javax.swing.table.DefaultTableModel;
import javax.swing.table.TableCellRenderer;
import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartPanel;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.data.xy.XYSeries;
import org.jfree.data.xy.XYSeriesCollection;

/**
 * @see https://stackoverflow.com/a/40445144/230513
 */
public class ChartTable {

    private static final Random R = new Random();
    private static final int N = 5000;
    private static final int W = 200;
    private static final int H = W;

    private void display() {
        JFrame f = new JFrame("ChartTable");
        f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        DefaultTableModel model = new DefaultTableModel(
            new String[]{"", "", "", ""}, 0) {
            @Override
            public Class<?> getColumnClass(int columnIndex) {
                return ChartPanel.class;
            }
        };
        for (int r = 0; r < 25; r++) {
            ChartPanel[] row = new ChartPanel[4];
            for (int c = 0; c < row.length; c++) {
                final XYSeries series = new XYSeries("Data");
                int n = R.nextInt(N);
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    series.add(i, R.nextGaussian());
                }
                XYSeriesCollection dataset = new XYSeriesCollection(series);
                JFreeChart chart = ChartFactory.createXYLineChart(
                    "Random " + series.getItemCount(), "Domain", "Range", dataset);
                ChartPanel chartPanel = new ChartPanel(chart) {
                    @Override
                    public Dimension getPreferredSize() {
                        return new Dimension(W, H);
                    }
                };
                row[c] = chartPanel;
            }
            model.addRow(row);
        }
        JTable table = new JTable(model) {
            @Override
            public Dimension getPreferredScrollableViewportSize() {
                return new Dimension(4 * W, 2 * H);
            }
        };
        table.setDefaultRenderer(ChartPanel.class, new ChartRenderer());
        table.setRowHeight(W);
        f.add(new JScrollPane(table));
        f.pack();
        f.setLocationRelativeTo(null);
        f.setVisible(true);
    }

    private static class ChartRenderer implements TableCellRenderer {

        @Override
        public Component getTableCellRendererComponent(
            JTable table, Object value, boolean isSelected,
            boolean hasFocus, int row, int column) {
            return (ChartPanel) value;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(new ChartTable()::display);
    }
}