среда выполнения dalvik или art что лучше
ART и Dalvik: Как оно работает
Внутри последней итерации операционной системы Android нашлось место для многих изменений и усовершенствований. Большинство из них сразу же бросается в глаза даже рядовому пользователю данной системы. Это, конечно же, установка в качестве стандартного месседжера приложения Hangouts, переделанное меню набора номеров и добавление клавиатуры Emoji. Бывалые же приверженцы Android наверняка ощутят прилив производительности в сравнении с более старыми ее релизами. Однако не обошлось и без скрытых сторон, которые, согласно логике, должны представлять интерес лишь для разработчиков. Впрочем, значимость одного из подобных нововведений особенно велика. Кроме того, вскоре оно коснется каждого из нас, а потому умолчать о его подробностях было бы просто преступлением.
Наверное, многие из вас хотя бы краем уха слышали о том, что в Android KitKat появился особый режим. Суть его заключается в более быстром запуске приложений и в более стабильном и плавном их выполнении. Возможно, попытки разобраться в данном вопросе самостоятельно не были увенчаны успехом. Оно и неудивительно: слова «виртуальная машина» и «компиляция» способны испугать кого-угодно, особенно, если информация потребляется из англоязычного источника. Для решения данной проблемы мы решили разобраться в сути вопроса самостоятельно, изложив его в максимально доступном виде.
Немного базовых понятий
Прежде чем ознакомиться с сутью нововведения, необходимо получить представление о некоторых деталях. Первая из них — среда выполнения приложений. Говоря простым языком, пресловутое понятие является сборником инструкций, которые выполняются во время работы того или иного приложения. Инструкции, в свою очередь, осуществляют перевод программного кода в код, который в состоянии запустить система. Соответственно, абсолютно все компьютерные языки нуждаются в определенной среде выполнения ради запуска приложений, написанных на них.
В качестве среды выполнения в нашей любимой операционной системе Android используются виртуальные машины, первая из которых — Dalvik — заработала еще в далеком 2007 году. Именно ей мы и обязаны периодическими зависаниями интерфейса и порой медлительными запусками приложений. Впрочем, данная проблема уже скоро может стать частью истории.
Почему именно виртуальные машины?
Данный тип среды выполнения имеет два безоговорочных плюса, которые облегчают жизнь не только разработчикам, но и нам, пользователям. Первое достоинство — защита системы. Виртуальная машина неслучайно называется виртуальной: ее работа абсолютно изолирована от операционной системы. Соответственно, ошибка или банальное зависание никак не скажется на работоспособности вашего устройства.
Второй плюс — кросплатформенность. Виртуальная машина сможет запустить приложение, даже если оно создано на PC.
Преимущества и недостатки Dalvik
Dalvik, как и все в этом мире, неидеальна. Причиной периодических подергиваний интерфейса является тип преобразования кода приложения в аппаратный. Данная машина проделывает это в прямом эфире, а называется такой тип компиляции Just-In-Time. Соответственно, предугадать появление багов практически невозможно, поскольку подобное может произойти в любой момент. Особенно велика вероятность подобного во время первого запуска, когда часть преобразованного кода даже не сохранена в кеше.
Проблема медлительности первого запуска, кстати, вовсе не случайна. Подобное происходит из-за того, что системе необходимо собрать воедино все необходимые для запуска приложения файлы и загрузить ими оперативную память. В конкретном случае больше всего страдают устройства с малым количеством оперативной памяти, для которых процесс загрузки чреват если не вылетом приложения, то хотя бы заметными задержками его выполнения.
Компиляция «на ходу» значительно нагружает процессор, однако одновременно с этим позволяет разработчикам не заниматься оптимизацией кода для каждого отдельного процессора и прочих составляющих устройства.
Исправить вышесказанное призвана новая виртуальная машина, которая успела отметиться далеко не самым замысловатым названием — Android Runtime. Или же сокращенно — ART.
Преимущества и недостатки ART
Новая виртуальная машина обрела жизнь вместе с Android 4.4 KitKat, однако на презентации ей не уделили должного внимания. Причиной этого является то, что ART все еще находится на экспериментальной стадии. Впрочем, хотя и Dalvik используется в качестве машины по умолчанию, переключиться на Android Runtime можно уже сейчас.
Однако не спешите это делать. Сначала необходимо ознакомиться с особенностям новой версии.
Наиболее заметным преимуществом ART является новый тип компиляции, который получил название Ahead-Of-Time. Читатели, знающие английский язык, наверняка сразу же догадались, в чем дело. А дело в том, что процесс преобразования кода в новой версии осуществляется до запуска приложения — еще во время установки. Соответственно, сразу же вырисовываются несколько минусов, о которых, справедливости ради, стоит упомянуть. Это, во-первых, более длительный процесс установки, а во-вторых, больший объем конечного размера приложения. Еще один недостаток является следствием незрелости ART: виртуальная машина на данный момент работает далеко не со всеми приложениями.
Впрочем, список заслуг куда более значимый. Это, к примеру, более плавная работа интерфейса и более быстрая загрузка приложений. Кроме того, поскольку процесс компиляции осуществляется лишь единожды, он не будет в дальнейшем нагружать процессор, что станет причиной улучшенной автономности устройства.
Переключиться на виртуальную машину ART в меню разработчика могут владельцы устройств под управлением Android 4.4 с процессором Snapdragon.
Развитие данной технологии имеет огромный потенциал. На карте стоит развенчание мифа о медлительности и нестабильности Android, что не только порадует владельцев устройств под ее управлением, но и ликвидирует наиболее серьезный аргумент в спорах со стороны приверженцев iOS.
На данный момент представители компании Google не сообщают о сроках окончательного внедрения и замены Dalvik на ART. Хочется верить, что это произойдет уже очень скоро.
Среда выполнения Art: ее проблемы, преимущества и недостатки
Среда выполнения Art была добавлена еще в Android 4.4 KitKat в качестве теста. Она начала работать рядом с виртуальной машиной Dalvik и включалась/выключалась вручную, чтобы пользователи могли почувствовать разницу между Art и Dalvik.
Главное отличие между ними — это подход в запуске приложений. То ест ь п риложения на Андроиде хранятся в apk-файлах. Когда мы нажимаем на иконку приложения, то запускается именно этот вид файла. Такие файлы можно обрабатывать несколькими способами, среда выполнения Art и виртуальная машина Dalvik использовали совершенно разные подходы:
виртуальная машина Dalvik для компиляции приложений применяла подход JIT, что подразумевает компиляцию приложения непосредственно при его запуске, очень часто такой подход характеризуется весьма долгим временем ожидания;
среда выполнения Art для компиляции приложений использует подход АОТ, что подразумевает предварительную компиляцию приложений еще на стадии их инсталляции на устройство.
Среда выполнения Art
Изначально, когда среда выполнения Art была внедрена в Андроид в качестве теста, пользователи активно сравнивали между собой два подхода для запуска приложений — Art и Dalvik — на производительность, энергопотребление, скорость загрузки и установки приложений и т. д. В разных видах тестировани я р азны е подходы показывали лучшие результаты. То ест ь в глобальном смысле обе эти виртуальные машины были на равных позициях, поэтому смотреть только в сторону Art или Dalvik не несло в себе смысла. Например, если у пользователя было устройство с ограниченным хранилищем, но он польз овался большим количеством приложений, то ему сподручней было использовать Dalvik, так как при таком подход е п риложения занимали меньше места на устройстве. Если ограничений с памятью не было, то можно было применять Art и наслаждаться более быстрым запуском и работой приложений. Но это было на Android 4.4, на которой еще можно было выбирать среду выполнения.
Сравниваем D a lvik и Art
Виртуальная машина D a lvik несла в себе следующие особенности:
использование JIT-подхода для компиляции приложений;
при компиляции компилировался не весь код, а лишь тот, который был необходим дл я работы приложения, а весь остальной ко д при необходимости компилировался динамически;
само устройство быстро загружалось, потому что не было необходимости сразу загружать к э ш приложений;
эта виртуальная машина больше расходовала батаре ю з а счет большей нагрузки процессора устройства.
Среда выполнения Art несет в себе следующие особенности:
применяет АОТ-подход при компиляции приложений, что ускоряет их запуск и работу;
устройств а загружаются дольш е з а счет того, что должен загрузится к э ш всех установленных приложений;
такой подход уменьшает нагрузку на батарею и процессор устройства;
требует большей памяти хранилища самого устройств а из-за того, что приложения при их инсталляции сразу компилируются и занимают много места.
Но главным отличием Art от D a lvik считается отказ от JIT и использование АОТ. Однако так было до Android 7.0. Потому что в этой версии Андроида было решено возродить JIT, что и было сделано.
Современная среда выполнения Art — это AOT и JIT вместе
Современные версии Andro i d используют среду выполнения Art, в которой сочетаются дв а к азавшихся несовместимым и п одхода для компиляции приложений: JIT и AOT. Вроде б ы и значально разработчики бежали от «долгого» JIT, но со временем пришло понимание, что этот подход по-своему хорош, поэтому его внедрили в Art.
Такая совместная реализация принесла свои особенности, например:
компиляция приложений происходит с большей эффективностью, потому что при таком смешанном подходе компилятор о приложении «узнает» намного больше, чем при раздельной ко мпиляции;
ускорена первая загрузка операционной системы приложений на устройство, потому что не применяется «чистый» АОТ-подход.
Заключение
Среда выполнения Art плотно занимала свои позиции в Андроидах верси й 5.0-7.0 и показала свои преимущества. Однак о с тарый JIT-подход не собирался сдаваться, поэтому «вернулся» в Андроид 7.0, создав отличный тандем JIT+AOT, который работает на современных версиях Android.
Мы будем очень благодарны
если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.
Разбираемся в тонкостях программ Art и Dalvik
Версия Android 4.4 помимо расширенной функциональности, предлагает пользователям принципиально новый способ обработки данных. В предыдущих версиях компиляция файлов выполнялась в среде Dalvik. Это виртуальная машина Android, которая переводит зашифрованный файл в язык программирования, доступный считыванию процессором мобильного устройства. В новой версии СО для смартфонов, корпорацией Google используется среда выполнения ART, которая по уверению разработчиков обладает большей производительностью. ART или Dalvik? Попробуем разобраться в этой статье.
Что такое компиляция?
Любое приложение, которое вы скачиваете на телефон или компьютер, написано на компьютерном языке. Учитывая, что гаджеты работают на разных платформах, существует виртуальная среда исполнения, которая дешифрует программу. Таким образом, процессор телефона, может прочитать файл, который вы используете. По сути, это виртуальный дисковод, обеспечивающий безопасность и производительность устройства. Вот основные преимущества, которые даёт среда исполнения:
В чём преимущество новой среды ART?
Инструменты ART и Dalvik выполняют схожие функции, поэтому выявить преимущества новой виртуальной машины можно лишь путём сравнения. Рассмотрим достоинства и недостатки каждой среды выполнения.
Среда выполнения Dalvik устанавливается с 2008 года. По сути, этот инструмент является ровесником операционной системы. Этот инструмент использует способ компиляции файлов JUST IN TIME. Суть заключается в том, что преобразователь кода активируется вместе с запуском приложения. Недостаток такого способа компиляции заключается в повышенном потреблении ресурсов процессора при запуске программ. В результате некоторые используемые файлы откровенно тормозят или вылетают.
Частично решить проблему помогает кэширование декодированных данных. При каждом запуске файла, часть данных отправляется в кэш, что способствует повышению производительности.
Важно! При обновлении приложения кэш становится неактуальным, поэтому полностью избавиться от зависания приложений не получится!
ART в Android появился сравнительно недавно. В версии 4.4 новая среда проходила тестирование, а в Android 5.0 установлена по умолчанию. Разработчики учли ошибки предыдущей версии, поэтому работа новой среды выполнения заметно улучшилась. Например:
Среди выявленных недостатков выделяется следующее:
Как активировать ART
Чтобы включить среду выполнения на мобильном устройстве, потребуется выполнить такую последовательность действий:
Android изнутри: сравнение Dalvik и ART
Привет, Хабр! Около полугода назад я публиковал подробный «гайд» по JVM. Пост, в целом, зашел, а в комментариях спросили, не планируется ли “чего-то по андроиду”. Наконец, у меня дошли руки.
В этом посте поговорим о среде выполнения в Android. В частности, я постараюсь кратко, но емко изложить, чем отличается ART и Dalvik, и как со временем улучшились средства разработки в Android. Тема явно не новая, но, надеюсь, придется кстати тем, кто только начинает вникать. Кому интересно — добро пожаловать под кат.
Виртуальная машина
Сначала, давайте разберемся чем отличается JVM от DVM.
Java Virtual Machine — виртуальная машина, способная выполнять байт-код Java независимо от базовой платформы. Она опирается на принцип “Write once, run anywhere”. Байт-код Java может быть запущен на любой машине, способной поддерживать JVM.
Можно сказать, что Dalvik — это среда для выполнения компонентов операционной системы Android и пользовательских приложений. Каждый процесс выполняется в своём, изолированном адресном пространстве. Когда пользователь запускает приложение (либо операционная система запускает один из своих компонентов), ядро виртуальной машины Dalvik (Zygote Dalvik VM) создает отдельный, защищенный процесс в общей памяти, в котором непосредственно разворачивается VM, как среда для запуска приложения. Другими словами, изнутри Android выглядит как набор виртуальных машин Dalvik, в каждой из которых исполняется приложение.
Подробно об архитектуре DVM можно почитать тут.
Android Dexer
Изначально, class-файлы преобразовывались в dex-файлы с помощью встроенного DX-компилятора. Но начиная с Android Studio 3.1 и далее, компилятором по умолчанию стал D8. По сравнению с DX-компилятором, D8 компилирует быстрее и выводит dex-файлы меньшие по размеру, при этом обеспечивая более высокую производительность приложения во время исполнения. Полученный таким образом байт-код dex подвергается минификации с помощью open-source утилиты ProGuard. В итоге, мы получаем тот же dex-файл, но только меньше. Далее этот dex-файл используется для сборки apk и, наконец, для развертывания на устройстве Android.
Но следом за D8 в 2018 году пришел R8, который, по сути, является тем же D8, только с дополнениями.
При работе с Android Studio 3.4 и Android Gradle 3.4.0 plugin или выше, Proguard больше не используется для оптимизации кода во время компиляции. Вместо этого плагин работает по умолчанию с R8, который сам выполняет Code shrinking, Optimisation и Obfuscation. Хотя R8 предлагает только подмножество функций, предоставляемых Proguard, он позволяет совершить процесс преобразования Java байт-кода в dex-байт-код единоразово, что еще больше сокращает время сборки.
R8 и сокращение кода
Как правило, приложения используют сторонние библиотеки, такие как Jetpack, Gson, Google Play Services. Когда мы используем одну из этих библиотек, часто в приложении используется только малая часть каждой отдельной библиотеки. Без Code shrinking, весь код библиотеки сохраняется в вашем приложении.
Бывает так, что для улучшения читаемости и удобства поддержки приложения разработчики используют подробный код. Например, могут быть использованы значимые имена переменных и шаблон проектирования для того, чтобы другим было удобнее разобраться в коде. Но шаблоны, как правило, приводят к бОльшему объему кода, чем это необходимо.
В этом случае R8 приходит на помощь. Он позволяет существенно уменьшить размер приложения, оптимизируя размер даже того кода, который действительно используется приложением.
В качестве примера, ниже преведены цифры из доклада Shrinking Your App with R8, который был представлен на Android Dev Summit ’19:
А вот так выглядело сравнение эффективности R8 на этапе выпуска бета-версии (взято из источника Android Developers Blog):
Детальнее можно ознакомиться в оф документации и докладе.
ART vs DVM в Android
DVM была спроектирована именно для мобильных устройств и использовалась как виртуальная
машина для запуска андроид приложений вплоть до Android 4.4 Kitkat.
Начиная с этой версии, ART был представлен как среда выполнения, а в Android 5.0 (Lollipop) ART полностью заменил Dalvik.
Основное явное отличие ART от DVM состоит в том, что ART использует AOT компиляцию, а DVM — JIT компиляцию. Не так давно ART начал использовать гибрид AOT и JIT. Далее разберем это чуть подробнее.
И небольшая схема Dalvik vs ART:
JIT + AOT в ART
Среда выполнения Android (ART), начиная с Android 7, включает компилятор JIT с профилированием кода. JIT-компилятор дополняет AOT компилятор и повышает производительность во время выполнения, экономит место на диске и ускоряет обновления приложений и системы.
Происходит это по следующей схеме:
Вместо того, чтобы запускать AOT-компиляцию каждого приложения на этапе установки, он запускает приложение под управлением виртуальной машины, используя JIT-компилятор (почти так же, как в Android
Как включить ART на Android вместо Dalvik?
Уровень сложности: для продвинутых. В будущей версии Android, бета-версия которой сейчас выпущена для разработчиков под кодовым названием Android L, компания Google собирается окончательно сменить среду выполнения Android-приложений с Dalvik на ART. Главная разница между ними заключается в том, что в среде Dalvik программный код приложения преобразуется в пригодные для выполнения процессором команды (компилируется) каждый раз при запуске, а в среде ART компиляция происходит только один раз — при установке программы. Несмотря на то, что второй способ запуска программ требует немного больше памяти на внутреннем накопителе гаджета и замедляет процесс установки, в дальнейшем, несёт значительные преимущества для пользователя — приложения в среде ART запускаются и работают значительно быстрее, чем в среде Dalvik.
Другим преимуществом среды ART является возможность её использования вместе с 64-битными процессорами и приложениями, в то время как Dalvik поддерживает только 32-битные процессоры, что и сделало отказ от него неизбежным. Но довольно о теории. Несмотря на то, что полный переход на ART произойдёт только в Android L, попробовать возможности новой среды запуска приложений можно уже сейчас на смартфонах с установленным Android 4.4 KitKat, хотя и не всем об этом известно.
В версии Android 4.4 решение о поддержке ART принимает разработчик прошивки, поэтому, даже если ваше устройство работает на последней версии мобильной операционки от Google, инструкция, приведённая ниже, может и не сработать. Тем не менее, ART гарантированно можно включить на таких смартфонах, как Samsung Galaxy S5, HTC M8, LG G3, а также большинстве устройств с официальными или сторонними прошивками на базе AOSP.
Итак, чтобы активировать ART на вашем устройстве, необходимо:
После выполнения описанных действий ваше устройство перезагрузится, причём эта перезагрузка, в зависимости от количества установленных программ, может занять 10-20 минут, поскольку устройству потребуется перекомпилировать все приложения. Рекомендуем на это время подключить смартфон или планшет к зарядному устройству.
Когда смартфон полностью загрузится до экрана блокировки, можно смело брать гаджет в руки и наслаждаться возросшей скоростью запуска программ, что особо заметно на маломощных устройствах. Ну а если ART по каким-либо причинам вас не устроил (а в функциях для разработчиков могут иногда встречаться баги), то вы в любой момент можете вернуться на Dalvik по этой же инструкции.