content: /**
   * Copyright 2020 Alexander Herzog
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   */
  package simcore.eventcache;
  
  import java.lang.reflect.Constructor;
  import java.util.Arrays;
  import java.util.IdentityHashMap;
  import java.util.Map;
  
  import org.apache.commons.math3.util.FastMath;
  
  import simcore.Event;
  
  /**
   * Die <code>AssociativeEventCache</code>-Klasse implementiert das <code>EventCache</code>-Interfaces.
   * Per <code>put</code> bergebene Ereignisse werden nach Klassentypen getrennt gespeichert und per
   * <code>get</code> wird vorzugsweise ein Ereignis aus dem Cache geliefert. Der Cache nutzt dabei eine
   * eigene assoziative Struktur zur zeiteffizienten Ablage der Objekte. Existiert im Cache kein
   * Ereignis des gewnschten Typs, so wird ein neues Ereignis angelegt.<br><br>
   * Es werden maximal 2.000 verschiedene Klassentypen erfasst und pro Klasse per Vorgabe
   * bis zu 1.000.000 Ereignisse.
   * @author Alexander Herzog
   * @version 1.6
   */
  public final class AssociativeEventCache implements EventCache {
  	/** Anzahl der Teillisten auf der ersten Ebene */
  	private static final int SUB_LISTS=100;
  	/** Anzahl der Teillisten auf der zweiten Ebene */
  	private static final int TYPES_PER_SUB_LIST=20;
  	/** Kapazitt an Ereignissen pro Klasse im Cache (sofern im Konstruktor nichts anderes angegeben) */
  	private static final int EVENTS_PER_CLASS=1_000_000;
  
  	/** Konstruktoren fr neue Ereignisse */
  	private final Map<Class<? extends Event>,Constructor<Event>> cacheConstructors;
  
  	/** Kapazitt an Ereignissen pro Klasse im Cache */
  	private final int capacityPerType;
  	/** Anzahl an Verwendeten Eintrgen auf der zweiten Ebene */
  	private final int[] level2used;
  	/** Anzahl an Verwendeten Eintrgen auf der dritten Ebene */
  	private final int[][] level3used;
  	/** Typen an Ereignissen auf der dritten Ebene */
  	private final Class<? extends Event>[][] listTypes;
  	/** Cache-Listen pro Typ (dritte Ebene) */
  	private final Event[][][] listEvents;
  
  	/**
  	 * Zhlung der Cache-Treffer
  	 * @see #getInfo()
  	 */
  	private long hit;
  	/**
  	 * Zhlung wie hufig ein neues Ereignis angelegt werden musste
  	 * @see #getInfo()
  	 */
  	private long miss;
  
  	/**
  	 * Konstruktor der Klasse
  	 * @param capacityPerType	Kapazitt an Ereignissen pro Klasse im Cache
  	 */
  	@SuppressWarnings("unchecked")
  	public AssociativeEventCache(int capacityPerType) {
  		this.capacityPerType=capacityPerType;
  		listTypes=new Class[SUB_LISTS][];
  		listEvents=new Event[SUB_LISTS][][];
  		level2used=new int[SUB_LISTS];
  		level3used=new int[SUB_LISTS][];
  		for (int i=0;i<SUB_LISTS;i++) {
  			listTypes[i]=new Class[TYPES_PER_SUB_LIST];
  			listEvents[i]=new Event[TYPES_PER_SUB_LIST][];
  			level3used[i]=new int[TYPES_PER_SUB_LIST];
  		}
  		cacheConstructors=new IdentityHashMap<>();
  
  		hit=0;
  		miss=0;
  	}
  
  	/**
  	 * Konstruktor der Klasse<br>
  	 * Es wird eine Kapazitt an Ereignissen pro Klasse im Cache von 1.000.000 Stck angenommen
  	 */
  	public AssociativeEventCache() {
  		this(EVENTS_PER_CLASS);
  	}
  
  	@Override
  	public void put(final Event event) {
  		if (event.cacheClass==null) {
  			event.cacheClass=event.getClass();
  			event.cacheClassHash=event.cacheClass.hashCode()%1_000_000_000;
  		}
  
  		final Class<? extends Event> eventClass=event.cacheClass;
  
  		int level1=event.cacheClassHash;
  		if (level1<0) level1=-level1;
  		level1=level1%SUB_LISTS;
  		int level2=-1;
  		final int used=level2used[level1];
  		final Class<? extends Event>[] sub=listTypes[level1];
  		for (int i=0;i<used;i++) if (sub[i]==eventClass) {level2=i; break;}
  
  		if (level2==-1) {
  			level2=level2used[level1];
  			if (level2==TYPES_PER_SUB_LIST) return;
  			level2used[level1]++;
  			listTypes[level1][level2]=eventClass;
  			listEvents[level1][level2]=new Event[capacityPerType];
  		}
  
  		int level3=level3used[level1][level2];
  		if (level3==capacityPerType) return;
  		listEvents[level1][level2][level3]=event;
  		level3used[level1][level2]++;
  	}
  
  	@SuppressWarnings("unchecked")
  	@Override
  	public Event get(Class<? extends Event> eventClass) {
  		Event event=getOrNull(eventClass);
  		if (event!=null) {hit++; return event;}
  		miss++;
  
  		try {
  			Constructor<Event> constructor=cacheConstructors.get(eventClass);
  			if (constructor==null) {
  				constructor=(Constructor<Event>)eventClass.getConstructor();
  				cacheConstructors.put(eventClass,constructor);
  			}
  			return constructor.newInstance();
  		} catch (Exception e) {return null;}
  	}
  
  	/**
  	 * Liefert Informationen zur Wirksamkeit des Caches als Text
  	 * @return	Informationen zur Wirksamkeit des Caches
  	 */
  	public String getInfo() {
  		final StringBuilder sb=new StringBuilder();
  		sb.append("Cache hit/miss: "+hit+"/"+miss+"\n");
  		for (int i=0;i<SUB_LISTS;i++) {
  			if (level2used[i]==0) continue;
  			sb.append("List "+i+": ");
  			for (int j=0;j<level2used[i];j++) sb.append(""+level3used[i][j]+" ");
  			sb.append("\n");
  		}
  		return sb.toString();
  	}
  
  	@Override
  	public void clear() {
  		/* System.out.println(getInfo()); */
  
  		Arrays.fill(level2used,0);
  		for (int i=0;i<SUB_LISTS;i++) Arrays.fill(level3used[i],0);
  
  		hit=0;
  		miss=0;
  	}
  
  	@Override
  	public Event getOrNull(Class<? extends Event> eventClass) {
  		int level1=FastMath.max(0,Math.abs(eventClass.hashCode()%1_000_000_000))%SUB_LISTS;
  		int level2=-1;
  		final int used2=level2used[level1];
  		final Class<? extends Event>[] types=listTypes[level1];
  		for (int i=0;i<used2;i++) if (types[i]==eventClass) {level2=i; break;}
  
  		if (level2>=0) {
  			int level3=level3used[level1][level2];
  			if (level3>0) {
  				level3used[level1][level2]--;
  				return listEvents[level1][level2][level3-1];
  			}
  		}
  
  		return null;
  	}
  }
  