Программа по оптимизации передачи данных через сервер

В C# примитивные  типы (byte, int, double, float, bool и пр.) и структуры (struct) передаются по значению (т. н. значимые типы), остальные типы передаются по ссылке (т. н. ссылочные типы). C# также  поддерживает явное описание передачи параметров по ссылке (ключевые слова ref и out). При использовании out компилятор контролирует наличие в методе присваивания значения. В Java примитивные типы (численные/boolean) передаются по значению, а для остальных (обьектные) по значению передается ссылка на обьект.

Виртуальность методов:

C# копирует  концепцию виртуальных методов  C++: виртуальный метод должен быть  явно объявлен с ключевым словом virtual, прочие методы виртуальными  не являются. C# требует явного  объявления о перекрытии виртуального  метода в производном классе  ключевым словом override. Если требуется  скрыть (hide) виртуальный метод, то  есть просто ввести новый метод  с тем же именем и сигнатурой, требуется указать ключевое слово  new (в случае отсутствия которого  компилятор выдаёт предупреждение). Запрещается заслонять абстрактные  методы. Объявление override-метода с  ключевым словом sealed запрещает переопределять (override) этот метод в классах-потомках, однако по-прежнему позволяет  скрыть его.

В Java, наоборот, все открытые методы, кроме статических, являются виртуальными, а переопределить метод так, чтобы механизм виртуальности  не включился, невозможно. Метод всегда виртуально перекрывает метод базового класса с теми же именем и сигнатурой, если он есть. Ключевое слово final позволяет  запретить создание метода с такой  же сигнатурой в производных классах.

Подход Java синтаксически проще, он гарантирует, что всегда вызывается метод именно того класса, к которому относится  объект. С другой стороны, виртуальность  действительно нужна не всегда, а  накладные расходы на вызов виртуальных  методов несколько больше, поскольку  эти вызовы обычно не проходят инлайн-подстановку  и требуют дополнительного обращения  к таблице виртуальных методов (хотя некоторые реализации JVM, включая  реализацию Sun, реализуют инлайн-подстановку  наиболее часто вызываемых виртуальных методов).

Виртуальность всех методов потенциально небезопасна: если программист по ошибке объявит  метод, который уже есть в базовом  классе, не имея намерения его перекрывать, а просто не обратив внимания на то, что такой метод уже есть, то новый метод перекроет одноимённый метод в базовом классе, хотя это и не входит в намерения разработчика. В C# подобная ошибка тоже возможна, но компилятор выдаст предупреждение, что перекрывающий метод объявлен без new и override. В Java 5 появился аналогичный механизм — если метод перекрывает виртуальный метод класса-предка, компилятор выдаёт предупреждение; чтобы предупреждение не выдавалось, необходимо отметить перекрывающий метод аннотацией «@Override».

Параметризованные (обобщённые) типы:

В обоих  языках типы могут быть параметризованными, что поддерживает парадигму обобщённого  программирования. Синтаксически определение  типов достаточно близко — в обоих  языках оно унаследовано от шаблонов (templates) C++, хотя и с некоторыми модификациями.

Обобщения типов в Java являются чисто языковой конструкцией и реализованы лишь в компиляторе. Компилятор заменяет все обобщённые типы на их верхние  границы и вставляет соответствующее  приведение типов в те места, где  используется параметризируемый тип. В результате получается байт-код, который  не содержит ссылок на обобщённые типы и их параметры. Такая техника  реализации обобщённых типов называется затиранием типов (type erasure). Это означает, что информация об исходных обобщённых типах во время выполнения недоступна, и обусловливает некоторые ограничения, такие как невозможность создавать  новые экземпляры массивов из аргументов обобщённого типа. Среда выполнения Java не знакома с системой обобщённых типов, вследствие чего новым реализациям JVM понадобились лишь минимальные обновления для работы с новым форматом классов.

C# пошёл  другим путём. Поддержка обобщённости  была интегрирована в саму  виртуальную среду выполнения, впервые  появившись в .NET 2.0. Язык здесь стал лишь внешним интерфейсом для доступа к этим возможностям среды. Как и в Java, компилятор производит статическую проверку типов, но в дополнение к этому JIT производит проверку корректности во время загрузки. Информация об обобщённых типах полностью присутствует во время выполнения и позволяет полную поддержку рефлексии обобщённых типов и создание их новых реализаций.

Подход Java требует дополнительных проверок во время выполнения, не гарантирует, что клиент кода будет следовать  соответствию типов, и не обеспечивает рефлексии для обобщённых типов. Java не позволяет специализировать обобщённые типы примитивными (это можно сделать  только заворачивая примитивные  типы в классы), в то время как C# обеспечивает обобщение как для  ссылочных типов, так и для  типов-значений, включая примитивные. Вместо этого Java предлагает использование  завёрнутых примитивных типов в  качестве параметров (напр., List<Integer> вместо List<int>), но это даётся ценой  дополнительного выделения динамической памяти. Как в Java, так и в C# специализации  обобщённого типа на разных ссылочных типах дают одинаковый код , но для C# среда выполнения динамически генерирует оптимизированный код при специализации на типах-значениях (например, List<int>), что позволяет их хранить и извлекать из контейнеров без операций за- и разворачивания.

Пространства имён, сборки, пакеты:

C# использует  пространства имён (namespace), напоминающие  одноимённый механизм C++. Каждый  класс относится к некоторому  пространству имён, те классы, для  которых пространство имён не  указано явно, относятся к безымянному  пространству имён по умолчанию.  Пространства имён могут быть  вложенными друг в друга.

В Java имеются  пакеты, отчасти похожие на пространства имён C#. Пакеты могут быть вложенными, каждый описываемый класс относится  к некоторому пакету, при отсутствии явного указания пакета класс относится к глобальному безымянному пакету.

В обоих  языках для обращения к объекту, объявленному в другом пространстве имён или пакете, нужно объявить в программе требуемый пакет (пространство имён) как используемый. Обращение  к объекту производится через  квалифицированное имя, в качестве квалификатора используется имя  пакета (пространства имён). Если требуется  обращение к объекту без квалификации, программный модуль должен содержать  директиву разыменования: using в C# и import в Java.

В C# пространства имён никак не связаны с компилированными модулями (сборками, или assembly в терминологии Microsoft). Несколько сборок могут содержать  одно и то же пространство имён, в  одной сборке может объявляться  несколько пространств имён, не обязательно  вложенных. Модификаторы области видимости C# никак не связаны с пространствами имён. В Java объявленные в одном  пакете классы по умолчанию образуют единый компилированный модуль. Модификатор  области видимости по умолчанию (отсутствие явного указания) ограничивает область видимости полей и  методов класса пределами пакета.

В Java структура  файлов и каталогов исходных текстов  пакета по умолчанию связана со структурой пакета — пакету соответствует каталог, входящим в него подпакетам — подкаталоги  этого каталога, файлы исходных текстов  располагаются в каталогах, соответствующих  пакету или подпакету, в который  они входят. Таким образом, дерево исходных текстов повторяет структуру  пакета. В C# местонахождение файла  с исходным текстом никак не связано  с его пространством имён.

Расположение исходного текста в файлах:

В C# классы могут располагаться в файлах произвольным образом. Имя файла  исходного кода никак не связано  с именами определяемых в нём  классов. Допускается расположить  в одном файле несколько общедоступных (public) классов. Начиная с версии 2.0, C# позволяет также разбить класс на два и более файла (ключевое слово partial). Последняя особенность активно используется визуальными средствами построения интерфейса: часть класса, в которой находятся поля и методы, управляемые конструктором интерфейса, выделяются в отдельный файл, чтобы не загромождать автоматически генерируемым кодом файл, непосредственно редактируемый программистом.

В Java каждый файл может содержать только один общедоступный (public) класс, причём Java требует, чтобы имя файла совпадало  с именем этого класса, что исключает  путаницу в именах файлов и классов. Более того, согласно рекомендуемому Sun соглашению об оформлении кода, размер файла исходного кода не должен превышать 2000 строк кода, поскольку в файле  большего размера труднее разбираться. Большой размер файла также считается  признаком плохого проектирования.

Исключения:

Оба языка  поддерживают механизм обработки исключений, синтаксически оформленный совершенно одинаково: в языке имеется оператор генерации исключения throw и блок обработки исключений try{}catch(){}finally{}, обеспечивающий перехват возникших  внутри блока исключений, их обработку, а также гарантированное выполнение завершающих действий.

Java поддерживает  проверяемые (checked) исключения: программист  должен явно указать для каждого  метода типы исключений, которые  метод может выбросить, эти  типы перечисляют в объявлении  метода после ключевого слова  throws. Если метод использует методы, выбрасывающие проверяемые исключения, он должен либо явно перехватывать  все эти исключения, либо содержать  их в собственном описании. Таким  образом, код явно содержит  перечень исключений, которые могут  быть выброшены каждым методом.  Иерархия типов исключений содержит  также два типа (RuntimeException и Error), наследники которых не являются  проверяемыми и не должны описываться. Они выделены для исключений времени выполнения, которые могут возникнуть в любом месте, либо обычно не могут быть обработаны программистом (например, ошибки среды исполнения), и не должны указываться в объявлении throws.

C# проверяемые  исключения не поддерживает. Их  отсутствие является сознательным  выбором разработчиков. Андерс  Хейлсберг, главный архитектор C#, считает, что в Java они были  в какой-то степени экспериментом и себя не оправдали .

Вопрос  о пользе проверяемых исключений дискуссионный.

Параллельное программирование:

В целом  механизмы параллельного программирования в C# аналогичны тем, что предоставляет Java, различие состоит в деталях  реализации. В обоих случаях имеется  библиотечный класс Thread, реализующий  понятие «потока». Java предоставляет  два способа создания собственных  потоков: либо путём расширения класса Thread, либо путём реализации интерфейса Runnable. В обоих случаях программист  должен определить наследуемый (входящий в интерфейс) метод run(), содержащий тело потока — код, который будет в  нём выполняться. C# вместо этого  использует механизм делегатов: для  создания потока создаётся экземпляр  стандартного класса Thread, которому передаётся в виде параметра конструктора делегат, содержащий метод — тело потока.

В обоих  языках есть возможность создать  синхронно исполняемый блок кода; в Java это делается с помощью оператора synchronized(), в C# — оператором lock(). В Java имеется также возможность объявлять  синхронные методы, используя модификатор synchronized в заголовке описания метода. Такие методы при исполнении блокируют  свой объект-хозяин (таким образом, из синхронизированных методов класса, для одного и того же экземпляра, одновременно может выполняться  только один, остальные будут ждать). Аналогичная возможность в .NET реализуется с помощью атрибута реализации метода MethodImplAttribute MethodImplOptions.Synhronized, но, в отличие от Java, эта возможность формально не является частью языка C#.

В обоих  языках доступны также идентичные средства синхронизации, основанные на отправке и ожидании сигнала от одного потока к другому (другим). В Java это методы notify(), notifyAll() и wait(), в C# — методы Pulse(), PulseAll(), Wait() (тройки методов функционально  попарно аналогичны). Различие состоит  лишь в том, что в Java эти методы (и, соответственно, функциональность монитора) реализуется в классе Object, поэтому для синхронизации не требуется никаких дополнительных библиотек, а в C# эти методы реализованы  как статические в отдельном  библиотечном классе Monitor. В C# стандартная  библиотека содержит также несколько  дополнительных примитивов синхронизации  параллельного исполнения потоков: мьютексы, семафоры, синхронизирующие таймеры. С версии 1.5 в JDK SE включены пакеты java.util.concurrent, java.util.concurrent.atomic и java.util.concurrent.locks содержащие исчерпывающий набор  средств для реализации параллельных вычислений.

Исходя  из всего вышеперечисленного для  программирования приложений под windows мною был выбран язык C#. Я считаю, что он наиболее подходит для реализации поставленных задач.

1.8 JSON. Передача объектов

JSON изначально разрабатывался для удобной передачи объектов. В моем клиенте он для этого и используется. Т.к. в .NET все представлено объектами, то чтобы не писать свой парсер принимаемых данных, задача по сериализации\десериализации объектов переложена на JSON.

JSON (JavaScript Object Notation) - простой формат обмена данными, удобный для чтения и написания как человеком, так и компьютером. Он основан на подмножестве языка программирования JavaScript, определенного в стандарте ECMA-262 3rd Edition - December 1999. JSON - текстовый формат, полностью независимый от языка реализации, но он использует соглашения, знакомые программистам C-подобных языков, таких как C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python и многих других. Эти свойства делают JSON идеальным языком обмена данными.

Коллекция пар ключ/значение. В разных языках, эта концепция реализована как объект, запись, структура, словарь, хэш, именованный список или ассоциативный массив.