Главная
Компьютерная грамотность
Что использовать art или dalvik. Почему именно виртуальные машины? Зачем Google меняет среду выполнения

Что использовать art или dalvik. Почему именно виртуальные машины? Зачем Google меняет среду выполнения

07.04.2019

У Dalvik в KitKat появился конкурент в виде ART. Итак, что это такое, и какие преимущества ждут Android пользователей в скором времени.

ART (аббревиатура термина "Android Runtime") - это новая среда выполнения приложений, написанная на C/C++, которая отличается от существующей в Android виртуальной машины Dalvik тем, что все приложения в системе уже скомпилированы, а значит, потребность в JIT-компиляторе отпадает. Таким образом, ART позволяет запускать приложения на разном железе (wiz. ARM,x86) без предварительной адаптации со стороны разработчиков. Помимо этого на запуск приложений в новых условиях уходит в два раза меньше времени. Не обошлось и без недостатков, один из которых связан с принципом работы в условиях ART. Данная среда приводит к тому, что вся необходимая информацию переводится в машинно-ориентированный язык еще во время установки приложений (AOT компиляция), а это требует дополнительного времени, из-за чего весь процесс установки очень сильно растягивается, а приложения занимают больше места, так как все время скомпилированы. Хоть ART и присутствует в Android 4.4 KitKat, но по умолчанию по-прежнему используется виртуальная машина Dalvik. ART же все еще находится на стадии разработки, но каждый желающий уже может активировать новую технологию: Settings -> Developer options -> Select runtime.

Если вы такие решили протестить новую среду, то не стоит забывать, что первая загрузка может продлиться до 20 минут, а то и больше: системе потребуется много времени, чтобы перейти к новым принципам работы. Библиотека libdvm.so будут заменена на libart.so, а файлы ODEX на OAT. Отметьте себе, что переходить на ART в случае с кастомными ROM’ами не рекомендуется, так как может возникнуть проблема несочетания с текущей версией Gapps приложений, что приведет к ошибкам, вылетам системы и сделает работу на устройстве невозможной. Так как в Android 4.4 KitKat мы имеем дело лишь с прототипом новой среда выполнения приложений, то делать выводы, исходя из теперешних практических результатов, слишком рано. ART еще абсолютно не оптимизирована, но уже можно говорить о том, что в новых условиях приложения будут шустрее, анимация станет более плавной, а реакция на прикосновение к тачскрину улучшится. Помимо этого ART сможет сократить нагрузку на процессор: для работы большинства процессов необходимо будет задействовать лишь часть ядер. Это приведет к более эффективному использованию ARM архитектуры big.LITTLE, а значит, энергопотребление Android устройств удастся сократить, а время работы - увеличить. Фактически ART включает в себя два бекенд компилятора. Как первый, так и второй - это AOT (Ahead-of-Time) компиляторы, причем один из них используется для распознавания машинного кода и работы с GCC, cl.exe (LLVM компилятор).

Как ни странно, но на создание приложений переход на ART не должен отразиться. Специфика новой среды такова, что ART читает байт-код для Dalvik, а значит, новые знания и умения добывать не придется. Работа будет осуществляться все с тем же Java байт-кодом. С другой стороны у AOT компиляции есть один недостаток: ошибки, возникающие на разном железе. В связи с этим разработчикам придется тестировать свои приложения на большем количестве Android устройств. При этом прекомпиляция позволит сократить возможный объем работы, а создавать приложения с ART можно будет на любом языке с LLVM фронтэндом. Отдельно стоит отметить доступ к машинному коду: у разработчиков будет больше возможностей, но в случае ошибки готовый продукт может нанести вред Android устройству. Последний важный момент связан с использованием JNI - стандартного механизма для запуска кода под управлением виртуальной машины Java, с которым связано обеспечение двоичной совместимости.

Заключение Переход на ART приведет к тому, что производительность Android устройств возрастет, а количество лагов уменьшится.. Основные недостатки Dalvik по сравнению с ART Dalvik более медленная, как и другие виртуальные машины. JIT компилятор - это дополнительный код, а значит, дополнительная головная боль для некоторых разработчиков. Основные недостатки ART по сравнению с Dalvik Увеличение объема приложений. Увеличение времени установки

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.

Cреда выполнения ART, с помощью которой вы сможете повысить производительность смартфона

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:

Код программы читается и открывается изолированно, не затрагивая платформу мобильного устройства. Поэтому вероятность «зацепить» вместе с файлом вредоносное ПО минимизируется.
Приложения и программы, написанные для Android, компилируются непосредственно перед установкой. Такой подход облегчает жизнь программистам и пользователям. Разработчик не «затачивает» файл под определённый чипсет, соответственно приложения становятся универсальными.

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:

Изменился процесс компиляции. Виртуальное устройство работает по принципу AHEAD OF TIME. Расшифровка файлового кода происходит не в момент запуска, а в процессе установки. Это снижает потребление ресурсов оперативной памяти.
Стали поддерживаться 64-х битные ОС.
Виртуальная машина быстрее удаляет информационный мусор, соответственно зависания системы сведены к минимуму.

Среди выявленных недостатков выделяется следующее:

Приложения дольше устанавливаются.
Виртуальный инструмент занимает больше оперативной памяти.

Как активировать ART

Чтобы включить среду выполнения на мобильном устройстве, потребуется выполнить такую последовательность действий:

Переходим в меню настройки. На мобильных устройствах этот раздел изображён в виде иконки с шестерёнкой.

Рис.1 Перейдите в раздел "Настройки "

Прокручиваем список вниз.
Заходим в раздел «О телефоне», находим графу «Номер сборки» и нажимаем несколько раз. Это откроет доступ к возможностям разработчика, и в меню настройки появится соответствующий пункт.

Рис.2 Несколько раз нажмите на графу «Номер сборки»

Переходим в раздел для разработчиков и нажимаем пункт «Среда выполнения». Здесь отмечаете использование ART.

Рис.3 В пункте «Среда выполнения» отмечаете использование ART

Важно: описанная процедура актуальна для Android 4.4 и старше. Если вы используете старую версию, то смартфон по умолчанию использует Delvik, соответственно пункт меню «Среда выполнения» отсутствует.

После активации виртуальной машины, мобильное устройство перезагрузится. Время перезагрузки напрямую зависит от количества установленных программ. Новая среда выполнения будет «перебивать» все коды приложений.

Что выбрать?

Учитывая, что среда Dalvik и ART практически идентичны, то отдать предпочтение одной из них довольно сложно. Наверное, всё зависит от мобильного устройства, которое вы используете.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Если позволяет объём памяти, лучше выбирать ART. Этот инструмент не перегружает процессор и быстрее работает с приложениями. Кроме того, это новая система, которая будет дорабатываться, и обрастать новыми возможностями.

В новой версии Android появилось одно важное, хотя и не очень заметное, на первый взгляд, нововведение — появилась новая виртуальная машина ART. О том, что такое ART, виртуальная машина и почему она новая, рассказывается в англоязычном блоге Атиф Хана (Aatif Khan), запись из которого мы и решили перевести для вас. Отдельную благодарность за помощь выражаем Анжелу Божинову .

В современном мире технологий и аббревиатур уже никто не удивляется новым названиям и сокращениям. Однако существует проблема: обычные пользователи не всегда полностью осознают, чему же научился их гаджет после обновления. Разработчики редко радуют нас подробными описаниями нововведений и новых технологий, а найти какое-то понятное объяснение на официальном сайте удается крайне редко — в лучшем случае, пользователь обнаружит лишь краткое описание с еще большим количеством непонятных выражений.

Мы всегда стараемся помочь пользователям разобраться в новых устройствах и технологиях, поэтому было принято решение рассказать вам, нашим читателям, о технологии ART более подробно,а также провести ее небольшое сравнение с привычной виртуальной машиной Dalvik.

Что такое среда выполнения приложений (виртуальная машина)?

Обсуждение Dalvik и ART невозможно без понимания азов, поэтому сначала поговорим о виртуальной машине как таковой. Среда выполнения приложений — это набор инструкций, выполняемых для перевода кода приложения в код, понятный компьютеру. Виртуальная машина задействуется, даже не являясь частью основной программы. В целом, все «управляемые» компьютерные языки (Java в Android, С# в Windows Phone, ECMAScript в браузерах) требуют такую среду для понимания языка, на котором написано приложение.

Android использует виртуальную машину для выполнения DEX-файлов (аналог EXE в Windows), которые содержатся в APK-архиве Android-приложения. Существует сразу два преимущества такого решения. Во-первых, каждое приложение выполняется в системе, изолированной от ядра ОС, так что последнее чувствует себя более-менее в безопасности. Во-вторых, использование виртуальной машины открывает дорогу кросс-платформенным приложениями, то есть приложение может работать на ARM-смартфоне, MIPS-планшете или x86-компьютере.

Как известно, все это время в Android использовалась виртуальная машина Dalvik, с которой наверняка встречался каждый, кто хоть немного вникал в особенности ОС.

Зачем вообще использовать среду выполнения приложений?

На этот вопрос мы уже ответили выше. Бесспорно, использование виртуальной машины замедляет выполнение приложений, однако у нее есть несколько плюсов, которые склоняют выбор в ее пользу.

Виртуальная машина выполняет код стороннего приложения в изолированной среде. Следовательно, код, который может навредить ядру ОС, не сможет на прямую взаимодействовать с системными файлами, что защитит систему. Огромный плюс использования виртуальной машины — это более стабильная и надежная работа основной системы.

Через Google Play Store и другие источники разработчик распространяет APK-файл своей программы, который содержит нескомпилированные инструкции, которые перед выполнением «соберет» уже виртуальная машина. Такое решение обеспечивает большую совместимость; в противном случае, код, скомпилированный для устройств на базе Snapdragon, не сможет работать на Atom-аппаратах. Следовательно, виртуальная машина решает проблему с адресатом компиляции.

Что же такое Dalvik и в чем его проблема?

Вот и главный вопрос. Dalvik используется в Android с первой версии ОС, с 2007 года, а серьезное изменение за все это время было практически одно — появление в Froyo «компиляции на ходу», более известной как JIT. Главная ее особенность — приложение полностью компилируется при открытии или запуске пользователем соответствующих инструкций. Это очень полезное исправление, так как до 2.2 все приложения компилировались шаг за шагом, что уменьшало скорость работы; единственный минус такого решения — при старте программы на процессор идет серьезная нагрузка.

Во избежание дополнительной работы при повторном запуске программы, система собирает вместе все скомпилированные за время использования приложения инструкции и отправляет их в кэш, который хранится в файловой системе с расширением *.ODEX (Optimized Dalvik EXecutable). Как только вы во второй раз запустите приложение, Dalvik уже не будет заниматься компиляцией, а загрузит уже оптимизированные под ваше устройство данные в память. Однако вызов функции приложения, не использовавшейся ранее, приведет к новому компилированию инструкций. Если в этот момент система проводит стороннюю работу (например, прослушивание музыки или обновление приложений), то из-за перегрузки процессора и подсистем ввода/вывода у памяти можно пронаблюдать ощутимые рывки и тормоза. Вот тут и появляется ART.

Что такое ART и как он спасет мир?

ART, или Android RunTime (весьма кривое название) — это новая виртуальная машина, которую представила Google в Android 4.4, как один из инструментов разработчика (по умолчанию используется Dalvik). Главное отличие новой среды выполнения приложений — использование технология Ahead-Of-Time (AOT, «впереди времени»). ART компилирует все инструкции приложения еще до его запуска, в процессе установки. Возрастает время последней, а также объем постоянной памяти, занимаемый программой, однако виртуальная машина больше не занимается компилированием текущего приложения во время его исполнения, благодаря чему повышается комфорт при активном использовании многозадачности. Впрочем, желательно иметь большее количество оперативной памяти, так как ART загрузит в неё даже те инструкции приложения, которыми вы можете никогда и не воспользоваться.

Dalvik vs. ART

Давайте кратко сравним две виртуальные машины

ART пока эксперимент

Безусловно, в данный момент ART лишь тестируется и доступен только для устройств на версии Android 4.4 и чипсетах от Qualcomm. Однако вы можете уже сейчас переключиться с Dalvik на ART через скрытые инструменты разработчиков (меню открывается после нескольких тапов по номеру сборки в информации об устройстве). Заметим, что не все приложения смогут работать в ART без дополнительных обновлений; кстати, первый запуск в режиме ART может занять до 30 минут.

Google сделал ART доступным для разработчиков сейчас, создавая основу для последующего полного перехода на эту виртуальную машину в будущем. Это не значит, что ART стабилен уже сейчас. Это эксперимент и новая виртуальная машина может быть не готова для повседневного использования.

Пока удалось найти такую информацию на сайте Youhtc.ru
"
Последние несколько лет важной частью работы создателей Android стала борьба с главной врожденной «болезнью» системы - лагами в анимации интерфейса. Первым серьезным шагом в эту сторону стал Project Butter, анонсированный вместе с Android 4.1 Jelly Bean и действительно «ускоривший» систему, но не решивший проблему в корне. В Google это осознают, поэтому готовят ART - замену виртуальной машине Dalvik.

Даже сейчас, в век многоядерных производительных процессоров, при определенном стечении обстоятельств можно заметить, что анимация в Android отрисовывается не идеально, а между некоторыми действиями есть видимые заминки. Проблема комплексная, потому для ее решения нужно было предпринять много шагов - в качестве одного из них решили сменить Dalvik на прекомпилятор ART.

Сейчас Android-код выполняется в Java-машине, созданной Google специально для мобильных устройств, при этом он «на ходу» преобразуется в аппаратный (Just-In-Time Compilation). Такой механизм позволяет разработчику приложения практически не привязываться к конкретной архитектуре или «железу», но наносит серьезный урон производительности, нагружая процессор во время компиляции. Конечно, после первого самого «тормозного» запуска программы часть полученного «нативного» кода сохраняется в кеше, однако полностью проблему лагов это не решает.

ART же представляет из себя AOT-компилятор (Ahead-Of-Time), который преобразует Java-код в «нативный» в процессе установки приложения. То есть пользователь запускает программу уже скомпилированной, что существенно ускоряет ее открытие и выполнение. Вдвойне интересно, что ART уже встроен в Android 4.4 KitKat и активировать его можно в меню разработчика. После переключения на libart.so (библиотека компилятора) устройство перезагружается и компилирует все уже установленные приложения. Ребята из Android Police, внимательно изучившие ART, утверждают, что на кастомных прошивках из AOSP этого делать пока не стоит - могут возникнуть проблемы с пакетом программ от Google.

Даже учитывая неокончательное состояние ART, переход на него существенно влияет на скорость выполнения ресурсоемких задач и плавность работы интерфейса, а также позволяет многоядерным процессорам чаще отключать неиспользуемые ядра, что дает выигрыш во времени автономной работы устройства. Существуют у новой системы компиляции минусы, хотя их сложно назвать значительными: более продолжительное время установки и увеличение финального размера программы на 10-20%. Правда, растет размер лишь кодовой части, которая часто занимает менее половины приложения - мультимедиа (картинки, звук, видео) и другие данные своего размера не меняют.

Оказывается, Google уже не первый год работают над ART и включение его в KitKat - абсолютно обдуманное решение, позволяющее создателям системы провести серьезное тестирование, а разработчикам приложений - подготовиться к грядущему «уходу» Dalvik. Пока не ясно, насколько на новый компилятор повлияли разработчики из FlexyCore, которых Google купили в октябре текущего года, но начинался проект внутри самого поискового гиганта.

В Google пока не говорят, как скоро ART заменит Dalvik, однако ничего не мешает корпорации сделать это уже в следующей версии системы. Интересно, что как и Project Butter, компилятор не требует трудозатрат от разработчиков приложений - они все так же будут писать код на хорошо знакомом языке, используя отработанные практики.
"

У меня нет устройства на Android 4.4 чтобы самому попробовать новую технологию, но уже доступен образ системы от Google, который можно «пощупать» в эмуляторе.

У меня остаются вопросы, будет ли эта функция доступна на других устройствах с Android 4.4 не от Google: Samsung, HTC и т.д. Все ли функции приложения будут корректно работать после перевода на новую платформу?

Информации крайне мало, пишите, пожалуйста, в комментариях, где ее можно почерпнуть в бОльшем размере.