java - 在 JTextPane 中插入一些字符会导致性能问题和内存泄漏

coder 2024-03-21 原文

我的聊天客户端有一个 JTextPane，其中插入了文本，每秒最多可以插入几行。它通常可以正常工作，即使是更长的时间(例如一个小时)，但有时它会变得非常慢，使用大量 CPU 和内存，有时高达 1GB 并且几乎完全卡住。

我添加了“-Xrunhprof:heap=sites”参数来找出正在使用内存的内容以及我可以收集的内容，它与文本渲染有关，尽管我不太了解这些东西，所以它更多一个有根据的猜测。这是结果的一部分，在内存使用率异常高时拍摄。我在每个条目下都包含了适当的跟踪。其他堆转储看起来略有不同，但它总是指向相同或相似的类(名称中带有 Glyph)。不确定如何正确解释这一点，以及它是否真的有助于解决这个问题。

         percent          live          alloc'ed  stack class
rank   self  accum     bytes objs     bytes  objs trace name
   1 16.33% 16.33%  11209120 350285  99416352 3106761 319103 java.awt.geom.Rectangle2D$Float

TRACE 319103:
java.awt.geom.RectangularShape.<init>(RectangularShape.java:56)
java.awt.geom.Rectangle2D.<init>(Rectangle2D.java:511)
java.awt.geom.Rectangle2D$Float.<init>(Rectangle2D.java:111)
sun.font.StandardGlyphVector$GlyphStrike.getGlyphOutlineBounds(StandardGlyphVector.java:1790)

   2 14.28% 30.61%   9799744 3958  52026864 49485 319095 float[]

TRACE 319095:
sun.font.StandardGlyphVector.getGlyphInfo(StandardGlyphVector.java:851)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.createCharinfo(ExtendedTextSourceLabel.java:583)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.getCharinfo(ExtendedTextSourceLabel.java:509)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.getLineBreakIndex(ExtendedTextSourceLabel.java:455)

   3  8.17% 38.77%   5604560 350285  49708176 3106761 319110 sun.font.DelegatingShape

TRACE 319110:
sun.font.DelegatingShape.<init>(DelegatingShape.java:43)
sun.font.StandardGlyphVector.getGlyphVisualBounds(StandardGlyphVector.java:586)
sun.font.StandardGlyphVector.getGlyphInfo(StandardGlyphVector.java:864)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.createCharinfo(ExtendedTextSourceLabel.java:583)

   4  7.96% 46.74%   5466576 9933  40683104 164341 319090 float[]

TRACE 319090:
sun.font.GlyphLayout$GVData.createGlyphVector(GlyphLayout.java:596)
sun.font.GlyphLayout.layout(GlyphLayout.java:476)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.createGV(ExtendedTextSourceLabel.java:325)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.getGV(ExtendedTextSourceLabel.java:311)

   5  4.07% 50.81%   2795304 9933  21434888 164341 319089 int[]

TRACE 319089:
sun.font.GlyphLayout$GVData.createGlyphVector(GlyphLayout.java:591)
sun.font.GlyphLayout.layout(GlyphLayout.java:476)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.createGV(ExtendedTextSourceLabel.java:325)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.getGV(ExtendedTextSourceLabel.java:311)

   6  3.71% 54.52%   2544072 106003 183421728 7642572 319087 java.awt.geom.Point2D$Float

TRACE 319087:
java.awt.geom.Point2D.<init>(Point2D.java:237)
java.awt.geom.Point2D$Float.<init>(Point2D.java:69)
sun.font.FileFontStrike.getGlyphMetrics(FileFontStrike.java:791)
sun.font.FileFontStrike.getGlyphMetrics(FileFontStrike.java:787)

   7  3.70% 58.22%   2539560 105815 182834016 7618084 319088 java.awt.geom.Point2D$Float

TRACE 319088:
java.awt.geom.Point2D.<init>(Point2D.java:237)
java.awt.geom.Point2D$Float.<init>(Point2D.java:69)
sun.font.FileFontStrike.getGlyphMetrics(FileFontStrike.java:809)
sun.font.FileFontStrike.getGlyphMetrics(FileFontStrike.java:787)

   8  2.20% 60.42%   1512888 6109  14728808 123309 319100 java.awt.Shape[]

TRACE 319100:
sun.font.StandardGlyphVector.getGlyphVisualBounds(StandardGlyphVector.java:580)
sun.font.StandardGlyphVector.getGlyphInfo(StandardGlyphVector.java:864)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.createCharinfo(ExtendedTextSourceLabel.java:583)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.getCharinfo(ExtendedTextSourceLabel.java:509)

   9  2.20% 62.62%   1507120 2151  49362432 73824 319503 float[]

TRACE 319503:
sun.font.StandardGlyphVector.getGlyphInfo(StandardGlyphVector.java:851)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.createCharinfo(ExtendedTextSourceLabel.java:583)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.getCharinfo(ExtendedTextSourceLabel.java:509)
sun.font.ExtendedTextSourceLabel.getCharX(ExtendedTextSourceLabel.java:353)

  10  2.09% 64.71%   1437120 44910  99416352 3106761 319111 java.awt.geom.Rectangle2D$Float

TRACE 319111:
java.awt.geom.RectangularShape.<init>(RectangularShape.java:56)
java.awt.geom.Rectangle2D.<init>(Rectangle2D.java:511)
java.awt.geom.Rectangle2D$Float.<init>(Rectangle2D.java:128)
java.awt.geom.Rectangle2D$Float.getBounds2D(Rectangle2D.java:251)

  11  1.84% 66.55%   1262456    6   1707160    18 307780 char[]

TRACE 307780:
javax.swing.text.GapContent.allocateArray(GapContent.java:94)
javax.swing.text.GapVector.resize(GapVector.java:214)
javax.swing.text.GapVector.shiftEnd(GapVector.java:229)
javax.swing.text.GapContent.shiftEnd(GapContent.java:345)

  12  1.16% 67.71%    794640 9933  13147280 164341 319092 sun.font.StandardGlyphVector

TRACE 319092:
    java.awt.font.GlyphVector.<init>(GlyphVector.java:109)
 sun.font.StandardGlyphVector.<init>(StandardGlyphVector.java:185)
    sun.font.GlyphLayout$GVData.createGlyphVector(GlyphLayout.java:607)
    sun.font.GlyphLayout.layout(GlyphLayout.java:476)

我还使用 JConsole 监视程序，并注意到就在它开始使用更多资源时，聊天日志中有一些我不认识的字符(例如，表情符号、某种印度字符和某种泰国字符被用作表情符号的一部分)。我自己尝试将相同的字符插入到 JTextPane 中，这本身就花费了异常长的时间，并且还导致后续文本插入速度变慢了很多。

我创建了一个可以重现问题的 SSCCE:

插入明显破坏某些东西的字符后..

..如果没有插入更多的换行符，几百行后它会变慢。

..如果已经有几百行，在每次插入时更改已添加到 StyledDocument 的样式时，它会变慢很多。

..否则只会稍微变慢(CPU使用率增加几个百分点)，但逐渐使用越来越多的内存。

我想不添加换行符会将所有插入的文本视为一个实体，而更改已添加到 StyledDocument 的样式可能会以某种方式更新整个文档，尽管我不知道这一点，因为它实际上并没有改变样式已经插入的文本。

现在这里是 SSCCE(用 jdk1.7.0_21 测试)，用一个简单的命令输入:“test”添加了许多相同的行，“insert1”或“insert2”添加了一个减慢一切的字符，“style”在更改已添加到 StyledDocument 的样式和另一个“换行符”在添加换行符和不添加换行符之间切换。其他输入只是直接添加到 JTextPane 中。

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
import javax.swing.*;
import javax.swing.text.*;

public class JTextPaneTest extends JFrame implements Runnable, ActionListener {

    JTextPane textPane;
    JTextField input;
    Style styleA;
    SimpleAttributeSet styleB;
    StyledDocument doc;
    boolean setStyleA = false;
    boolean linebreak = true;

    public JTextPaneTest() {
        SwingUtilities.invokeLater(this);
    }

    @Override
    public void run() {

        // Text Pane
        textPane = new JTextPane();
        doc = textPane.getStyledDocument();
        JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(textPane);

        // Styles
        styleA = doc.addStyle("styleA", null);
        styleB = new SimpleAttributeSet();

        // Input
        input = new JTextField();
        input.addActionListener(this);

        // Add everything to the window
        this.getContentPane().add(scrollPane, BorderLayout.CENTER);
        getContentPane().add(input, BorderLayout.SOUTH);

        // Prepare and show window
        this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        pack();
        this.setSize(400, 300);
        setVisible(true);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new JTextPaneTest();
    }

    void insert(final String text) {
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    if (setStyleA) {
                        // Changing styleA, which is added to the StyledDocument
                        // seems to make the problem worse
                        StyleConstants.setForeground(styleA, Color.blue);
                    }
                    else {
                        StyleConstants.setForeground(styleB, Color.blue);
                    }
                    // Not adding a linebreak seems to make the problem worse
                    String addLinebreak = "";
                    if (linebreak) {
                        addLinebreak = "\n";
                    }
                    doc.insertString(doc.getLength(), text+addLinebreak, null);
                } catch (BadLocationException ex) {
                    Logger.getLogger(JTextPaneTest.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
                }

            }
        });
    }

    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        String text = input.getText();

        if (text.equals("test")) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // Insert some text to kind of simulate chat messages coming in
                    for (int i = 0; i < 500; i++) {
                        try {
                            Thread.sleep(250);
                        } catch (InterruptedException ex) {
                            Logger.getLogger(JTextPaneTest.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
                        }
                        insert(i + " Test text to sort of simulate a chat message");
                    }
                }
            }).start();
        }
        // Insert text that seems to break something
        // Example 1:
        else if (text.equals("insert1")) {
            insert("\uD83D\uDE3A");
        }
        // Example 2:
        else if (text.equals("insert2")) {
            insert("\u0E07");
        }
        // Toggle changing styleA or styleB
        else if (text.equals("style")) {
            if (this.setStyleA) {
                setStyleA = false;
                insert("Style: B");
            }
            else {
                setStyleA = true;
                insert("Style: A");
            }
        }
        // Toggle printing a linebreak after each insert
        else if (text.equals("linebreak")) {
            if (this.linebreak) {
                linebreak = false;
                insert("Linebreak: OFF");
            }
            else {
                linebreak = true;
                insert("Linebreak: ON");
            }
        }
        // Output entered text
        else {
            insert(input.getText());
            input.setText("");
        }
    } 
}

现在的问题是，那里正在发生什么。这是一个已知的错误吗？难道我做错了什么？添加单个字符会产生这种效果似乎很奇怪。即使渲染成本稍微高一点，也不应该造成那么多麻烦。

如果是 Java 错误，我可以做些什么来解决？也许以某种方式过滤受影响的字符？但我什至不知道那些是什么。如果我做错了什么，那是什么？也许我必须在插入之前以某种方式准备文本？改编码？也许这是我需要更改的非常基本和简单的东西？请帮忙。 :)

更新:
下图显示了插入5000行文本(大约需要20分钟)时发生的情况，左侧没有做任何特殊处理，右侧插入一个麻烦的字符后。完成后我在 JConsole 中请求了一个垃圾收集，左边的一个下降到大约 10 MB，而右边的只下降到大约 45 MB，考虑到唯一的区别是一个插入的字符，这明显更多。之后的下降只是 JConsole 断开连接。您还可以看到右侧的 CPU 使用率高出约 0.5 个百分点。我重复了几次这个测试，结果总是一样的。这没有使问题更加明显的换行/样式内容。

最佳答案

这是我所做的:

运行 SSCCE 程序

附加 JVisualVM 并开始内存分析器

让程序初始化并稳定堆；强制 GC 并从分析器中获取快照。

在程序中输入“test”，让它完成添加新内容

从 JVisualVM 强制 GC 并从分析器中获取快照

在程序中输入“insert1”和“insert2”，生成问题字符

在程序中输入“test”以生成额外的、正常的内容并让它完成

从 JVisualVM 强制 GC 并从分析器中获取快照，还让 JVisualVM 生成堆转储

我看到您在问题中提到的内容，但想补充一点:

特殊字符确实使用与普通示例文本不同的渲染路径。例如，比较快照 (3) 和 (5) 之间的差异，仅显示 sun.font.* 中的一个类。包裹。快照 (5) 和 (8) 之间的差异表明现在使用了额外的约 40 个类。这些包括您提到的类:sun.font.StandardGlyphVector , sun.font.ExtendedTextSourceLabel , sun.font.StandardTextSource , 和 sun.font.DelegatingShape .

在上面提到的类中，在我的分析运行中，每个类都有大约 850 个 Activity 对象。但是sun.font.DelegatingShape是一个具有约 20,000 多个 Activity 对象的异常值。

我使用 JVisualVM 来探索最终的堆转储并专注于 DelegatingShape 类。这些对象持有对不同 java.awt.geom.Rectangle2D$Float 的引用对象。这两个都通过 Shape[] 保持 Activity 状态。数组内部 StandardGlyphVector并与 ExtendedTextSourceLabel 共享.每个数组包含约 49 个非空元素。

查看源代码，这些数组由软引用保存，作为单个字形的视觉边界框的一种缓存(参见:StandardGlyphVector.getGlyphVisualBounds())。好消息是只能通过软引用访问的对象可以被垃圾收集，并且不会直接构成内存泄漏。 VM 会尽可能长时间地将它们留在内存中(增加堆)。如果对象通过其他方式被 STRONGLY 持有，那么它们将永远不会被收集；我目前没有注意到任何明显的强引用。

但是为什么有这么多 ExtendedTextSourceLabels 呢？长话短说，您的 JTextPane在 javax.swing.text.BoxView 之上实现通过您的文档插入 ~1002 行后，其中包含 ~4004 ParagraphView子对象。每个 View 都包含自己的 TextLayoutStrategy并且，在遍历了大量其他对象之后，保存了这些 ExtendedTextSourceLabel实例。

因此，支持 Unicode 的某些子集可能会在渲染时间和内存消耗方面更加昂贵。我没有发现任何内存“泄漏”的迹象，除了您的示例在 JTextPane 的样式文档中保留“聊天对话”的整个历史记录的情况。你能做什么？

仅在 JTextPane 中显示聊天历史的有限部分，例如仅显示最近的 N 个条目。

将聊天历史记录保存在 Swing 渲染图之外的其他一些数据结构中。您需要自己管理滚动到 JTextPane 输入/输出文本的“页面输入”和“页面输出”部分，因此它只需要呈现整个历史记录的一小部分。

编辑:分析运行 #2

"AWT-EventQueue-0" prio=10 tid=0x00007ff38028c000 nid=0x5f74 runnable [0x00007ff3745db000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at javax.swing.text.AbstractDocument$BranchElement.getElementIndex(AbstractDocument.java:2389)
    at javax.swing.text.CompositeView.getViewIndexAtPosition(CompositeView.java:579)
    at javax.swing.text.FlowView$LogicalView.getViewIndexAtPosition(FlowView.java:692)
    at javax.swing.text.CompositeView.getViewIndex(CompositeView.java:497)
    at javax.swing.text.TextLayoutStrategy$AttributedSegment.getAttribute(TextLayoutStrategy.java:520)
    at sun.text.bidi.BidiBase.setPara(BidiBase.java:2711)
    at java.text.Bidi.<init>(Bidi.java:134)
    at java.awt.font.TextMeasurer.initAll(TextMeasurer.java:208)
    at java.awt.font.TextMeasurer.<init>(TextMeasurer.java:167)
    at java.awt.font.LineBreakMeasurer.<init>(LineBreakMeasurer.java:310)

随着“linebreaks OFF”性能下降到死胡同。我进行了多个线程转储，共同点是 LineBreakMeasurer；我选择了上面的跟踪，因为它表明它必须处理“bidi”(双向)字符。

只要我不触及样式或换行选项，这对我来说似乎不是问题。

关于java - 在 JTextPane 中插入一些字符会导致性能问题和内存泄漏，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/16577977/

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