Easy map on Java

Sometimes you don’t know where to start when you enter the world of GIS programming. Too many libraries, IDEs, but the truth is, everyone assumes you already have a base and everything become chaos. Something is easy as how to develop a map on Java has scarce documentation.

If you have absolutely no idea of GIS, I would recommend you start by the Free book of Free GIS by Victor Olaya.

Para los principiantes yo recomendaría que le echaran un vistazo a un proyecto bastante nuevo que pretende extender Swing (la librería gráfica por excelencia de Java) con widgets geográficos. De esta forma, añadir un mapa a una aplicación de escritorio Java sería una tarea tan sencilla como añadir un botón o un campo de texto.

Por supuesto, para aplicaciones GIS de cierta complejidad, un simple visualizador como este no sería suficiente. Pero es un buen punto de partida para familiarizarnos con lo que es un mapa y las posibilidades que suele ofrecer al desarrollador.

Con un proyecto Java que añada SwingX-WS a sus dependencias, el siguiente código nos mostraría una ventana con un mapa simple:

es.emergya.gis.examples package;

import java.awt.BorderLayout;

public class  SwingWS {

  public static void main (String [] args) {
    Form = new JFrame JFrame ("Map");

    JXMapKit JXMapKit jXMapKit1 = new ();
    jXMapKit1.setDefaultProvider (org.jdesktop.swingx.JXMapKit.DefaultProviders.OpenStreetMaps);
    jXMapKit1.setDataProviderCreditShown (true);
    jXMapKit1.setName ("jXMapKit1") / / NOI18N
    jXMapKit1.setAddressLocation(new GeoPosition(41.881944, 39.627778));

    form.getContentPane().add(jXMapKit1, BorderLayout.CENTER);

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

Las tiles de los mapas los extrae de OpenStreetMap, pero es perfectamente configurable para cualquier servidor WMS.

So now you have your map on java.

Event Listeners Personalizados en Java

Aunque el patrón Observer está implementado nativamente en Java, sometimes we need to make an event management that suits better our needs when using event listeners.

Some context

El problema del manejo de eventos es muy sencillo: Tenemos un objeto que va a ir cambiando de estado. Sin tocar su código, debemos ser capaces de "engancharlo" a otros objetos para que estén pendientes de estos cambios de estado y actúen en consecuencia. Este "enganche" debe poder activarse y desactivarse dinámicamente durante la ejecución.

To implement it we will use a static object, a class and an interface. The static object will be responsible for ensuring the relationships between observers and observables. It will also notify relevant changes to the objects concerned. To pass information during an event we use that class. The interfaces will make the distinction between objects observed and observable objects and any other objects on the application.

A real example

But the best way to see how event listeners works is through an example:

Las instancias de la clase MyCustomEvent serán las que porten la información de un observado a un observable cuando se produzca un evento. Esta clase deberá contener toda la información necesaria sobre ese evento. Por ejemplo, si el evento fuera un click del ratón, esta clase debería llevar datos tales como: coordenadas en la pantalla o el número de clicks. En concreto, nuestra clase de evento sólo contiene el objeto original que lanzó el evento.

import java.util.EventObject;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class MyCustomEvent extends EventObject {

  private static final long serialVersionUID = 7383182229898306240L;

  private final MyCustomListener source;

  public MyCustomEvent (MyCustomListener OriginalSource) {
    super (OriginalSource);
    this.source = OriginalSource;
  }

 MyCustomListener public getSource () {
    this.source return;
  }
}

The static object that keeps the relations between observers and observables is MyCustomEventHandler. It is very important to use synchronization methods to avoid concurrency issues in multithreaded applications:

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class MyCustomEventHandler {
  private static final Log log = LogFactory.getLog(MyCustomEventHandler.class);

  private static Map <MyCustomListener, Set > = new LinkedHashMap observable <MyCustomListener, Set > ();

  public static void fire (MyCustomEvent event) {
    log.trace ("fire (" + event + ")");
    try {
      Observers = getRemarks September (source);
      if (Observers! = null) {
        for (final MyCustomListener pl: Observers) {
          try {
            pl.fire (event);
          } catch (Throwable t) {
            log.error (t, t);
          }
        }
      }
    } catch (Throwable t) {
      log.error (t, t);
    }
  } 

  private static synchronized September getRemarks (MyCustomListener source) {
    observables.get return (source);
  }

/ **
* Register to watch to alert you when observable change
*
* @ Param observer
* @ Param observable
* /
  public static synchronized void register (MyCustomListener observer, MyCustomListener observable) {
    Observers getRemarks September = (observable);
    if (null == observers) {
      observers = new HashSet();
    }
    observers.add(observer);
    observables.put(observable, Observers);
  }

/ **
* Deregister not become observers to alert you when observable
* Modify
*
* @ Param observer
* @ Param observable
* /
  public static synchronized void deregister (MyCustomListener observer, MyCustomListener observable) {
    Observers getRemarks September = (observable);
    if (null == Observers) {
      Observers = new HashSet ();
    }
    observers.remove (observer);
    observables.put (observable, Observers);
  }
}

Tanto los objetos observables como los objetos observadores tienen que implementar la interfaz MyCustomListener. Esta interfaz obliga a implementar el método fire(MyCustomEvent event) . En los observables, esta función será la encargada de llamar a MyCustomEventHandler. En los observadores, esta función será llamada cuando se lance un evento de su objeto observado.

Actually, it would be convenient to separate the interface into two: one for observers and another for observables. If an object wants to be both observer and observed, it may have problems with this system. But for simplicity for the example we have chosen this implementation.

import java.util.EventListener;

public interface extends EventListener {MyCustomListener
  public void fire (MyCustomEvent event);
}

Si quisiéramos tener diferentes tipos de eventos (parecido a como funciona el MouseListener), lo único que necesitaríamos es ampliar la interfaz MyCustomListener con todas las funcionalidades que queremos que tenga:

import java.util.EventListener;

public interface MyCustomListener extends EventListener {
  public void fireObjectRecycled (MyCustomEvent event);
  public void fireObjectRefreshed (MyCustomEvent event);
  public void fireObjectUpdated (MyCustomEvent event);
}

Así mismo, podríamos usar diferentes clases derivadas de MyCustomEvent para cada una de estas funcionalidades.

We have to modify the static object MyCustomEventHandler to launch the different events.

Referencias: Hilo donde se discute este tipo de implementación de Event Handler

Cómo funciona la memoria en Java

Una de las principales ventajas de Java desde su primera versión fue que los desarrolladores no tenían que preocuparse por la gestión de memoria, ya que Java podía mantenerla limpia y liberarls automáticamente. Pero cualquier buen desarrollador debe conocer los conceptos básicos sobre cómo Java maneja la memoria para evitar fugas de memoria (memory leaks) y cuellos de botella (bottlenecks).

Para empezar, Java divide la memoria en dos segmentos bien diferenciados:

  • Heap: instancias, variables,...
  • Non-Heap/Perm: Código, metadatos, ...

Como primer paso para optimizar la memoria en Java, debemos centrarnos en el Heap, ya que es lo que podemos "controlar". El Heap se divide en dos generaciones según su vida útil:

  • Young Generation
  • Old Generation

Normalmente la generación joven está compuesta de variables locales y objetos temporales. Mientras que la generación vieja suele componerse de estructuras que son necesarias durante toda la ejecución como configuraciones.

La generación joven se divide en dos:

  • Eden: Aquí es donde se crean los objetos inicialmente
  • Survivor: Es como el limbo a través del que se pasa de la generación Young a la generación Old .

El Recolector de Basura (Garbage Collector)

El recolector de basura es el sistema que se asegura de que la memoria esté limpia. Realiza dos tipos de tareas periódicas:

  • Minor Collection: Que revisa de forma rápida la generación joven.
  • Major Collection: Que revisa de forma exhaustiva toda la memoria, fundamentalmente la generación vieja.

El recolector de basura se ejecuta al mismo tiempo que la ejecución normal del programa. Cada ejecución implica una pequeña pausa (generalmente milisegundos) en todos los subprocesos que se ejecutan en ese momento. Mientras la memoria de la aplicación se mantiene en buen estado, el recolector de basura limitará sus acciones a recolecciones menores (minor collection), para no interferir con el flujo de la aplicación.

Different memory strategies

Existen varias implementaciones del Recolector de Basura, siendo la más común el Serial Collector. Esta implementación, además de ser la más sencilla, utiliza sólo un procesador. Si se está usando una máquina más potente, con varios procesadores y una buena cantidad de memoria física, se puede activar el Parallel Collector , que utiliza varias CPUs a la vez. Esto mejora la forma en que funciona el recolector de basura. También puede paralelizar el flujo de ejecución normal de la aplicación.

De todas formas, para el buen funcionamiento y limpieza de la memoria, conviene tener pequeños objetos temporales de vida corta antes que objetos largos y duraderos. Los pequeños objetos temporales se quedarán en el Eden, por lo que se recolectarán mucho antes y de forma mucho más rápida.

Así mismo, tener objetos en memoria sin usar, aunque no molesten a la ejecución del programa, ralentizan la ejecución del Recolector de Basura, porque tendrá que procesarlos una y otra vez en todas sus pasadas.

En algún momento puede parecer tentador forzar una ejecución del Recolector de Basura llamando a System.gc(). Sin embargo, esto lo único que hará será forzar una major collection de forma asíncrona, rompiendo completamente toda la heurística del Recolector de Basura. Es tan desaconsejable que hasta hay una opción en la máquina virtual para desactivar estas llamadas: -XX:+DisableExplicitGC

References

Para ayudar a la tarea del Recolector de Basura, existen tres tipos de references when defining objects:

  • Weak: No impide que el GC borre la instancia asociada.
  • Soft: El GC respeta el enlace y elimina la instancia solo si se necesita memoria. Útil para el almacenamiento en caché, pero puede ser engañoso.
  • Phantom: Siempre devuelve nulo. El enlace realmente no apunta al objeto. Se puede usar para borrar instancias antes de tomar el objeto que lo une.

Por ejemplo, podemos usar WeakHashMap, que se usa como un HashMap, pero usando referencias Weak. De esta forma, si los objetos que contiene sólo están referenciados en dicho HashMap, considera que ya no son útiles y los borra.