Java-paintComponent самый эффективный способ рисования миллионов квадратов из массива

Question

Я написал программу, основанную на некоторых примерах, для имитации игры жизни Конвей. Каждая ячейка в игре либо живая, либо мертвая, и они хранятся в массиве целых чисел int[][], этот массив всегда не менее 1000 * 1000, а это значит, что есть миллионы ячеек.

Итерации через массив, чтобы найти применение всех различных правил, являются точными и не особенно интенсивны в ЦП. Тем не менее, метод, используемый для рисования этих прямоугольников на JFrame, может привести к 90% использования процессора на моем Xeon E3 1246 V3 (I7 4770). При размерах массива 2000^2 это может привести к жесткой блокировке Windows 10 полностью.

@Override 
    protected void paintComponent(Graphics g) { 
     liveCells = 0; 
     super.paintComponent(g); 
     Color gColor = g.getColor(); 
     if(!backgroundWork || isPaused) { 
      for (int row = 0; row < grid.length; row++) { 
       for (int column = 0; column < grid[row].length; column++) { 
        //Checking if the cell is alive. 
        if (grid[row][column] == 1) { 
         liveCells++; 
         g.setColor(Color.red); 
         g.fillRect(column * UIScale, row * UIScale, UIScale, UIScale); 

        } 
       } 
      } 
     } 

     g.setColor(gColor); 
     if (isPaused) { 
      g.drawString("The game is paused", 0, 30); 
      g.drawString("Generation: " + generationCounter, 0, 10); 
      g.drawString("Living cells: " + liveCells, 150, 10); 
     } else { //If the game is running 
      g.drawString("Generation: " + generationCounter++, 0, 10); 
      g.drawString("Living cells: " + liveCells, 100, 10); 
     } 
     g.setColor(gColor); 
     try { 
      /* Sleep for some microseconds. */ 
      TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(sleepTimer); 
     } catch (InterruptedException ex) { 
      System.err.println("An InterruptedException was caught: " + ex.getMessage()); 
     } 
    } 

я вижу совершенно ясно, что рисунок клеток является проблемой, с тем чтобы позволить программе работать быстрее, я уже добавил способ изменить переменную backgroundWork, которая отключает обновляет сетку прямоугольники. Включение или выключение этого параметра приводит к различиям до 80% при загрузке процессора диспетчера задач.

С помощью текущего метода рисования сетки я не вижу способа сделать это намного быстрее, поскольку все ячейки независимы друг от друга, и обычно их не будет больше 3, в любом случае, так что нет причин для реализации способа рисования нескольких одновременно.

Может кто-нибудь предложить способ ускорить текущий процесс или другой способ рисования квадратов. Спасибо за любую помощь.

Answer 1

Этот метод, предложенный Судно на воздушной подушке Full Of Угри (хорошее название, кстати) гораздо быстрее, чем то, что я использовал previously-

@Override 
protected void paintComponent(Graphics g) { 
    liveCells = 0; 

    BufferedImage BI = new BufferedImage(UIDimensions, UIDimensions, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); 

    super.paintComponent(g); 
    Color gColor = g.getColor(); 
    if(!backgroundWork || isPaused) { 
     for (int row = 0; row < grid.length; row++) { 
      for (int column = 0; column < grid[row].length; column++) { 
       //Checking if the cell is alive. 
       if (grid[row][column] == 1) { 
        liveCells++; 
        if(UIScale != 1) { 
         //TODO- Draw squares larger than one pixel 
        } else { 
         BI.setRGB(column, row, 16711680); 
        } 

        //The old code is commented out below 

        //g.setColor(Color.red); 
        //Drawing the colour in a 4x4 pixel square. With a window of 1000x1000, there are 250x250 organisms, hence the /4 everywhere 
        //g.fillRect(column * UIScale, row * UIScale, UIScale, UIScale); 
        //The way that this works is that it draws rectangles at the coordinates of the grid. 
        //The graphics on the screen aren't a grid themselves, they are just lots of squares 
       } else { 
        BI.setRGB(column, row, 16777215); 
       } 
      } 
     } 
     g.drawImage(BI, 0, 0, null); 
    } 

    g.setColor(gColor); 

    if (isPaused) { //If the game is paused (isPaused is true) 
     g.drawString("The game is paused", 0, 30); 
     g.drawString("Generation: " + generationCounter, 0, 10); 
     g.drawString("Living cells: " + liveCells, 150, 10); 
    } else { //If the game is running 
     g.drawString("Generation: " + generationCounter++, 0, 10); 
     g.drawString("Living cells: " + liveCells, 100, 10); 
    } 
    g.setColor(gColor); 
    try { 
     /* Sleep for some seconds. */ 
     TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(sleepTimer); 
    } catch (InterruptedException ex) { 
     System.err.println("An InterruptedException was caught: " + ex.getMessage()); 
    } 
}