Среда art или dalvik: ART vs Dalvik — так в чем же разница?
ART vs Dalvik — так в чем же разница?
7 Просмотров 100134 ГлавноеВ 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.
Зачем вообще использовать среду выполнения приложений?Как известно, все это время в Android использовалась виртуальная машина Dalvik, с которой наверняка встречался каждый, кто хоть немного вникал в особенности ОС.
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.
- 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.
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.
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.
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.
Давайте кратко сравним две виртуальные машины
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.
Отзывы о новой технологии смешанные. Пользователи флагманов с четырехъядерными процессорами и 2 Гб оперативной памяти могут по-настоящему оценить прирост скорости при переключении на ART. Некоторые отмечают 50% прирост в скорости устройства и 30% — в автономности; другие утверждают, что это лишь эффект плацебо.
По правде сказать, нельзя точно оценить влияние ART до выхода виртуальной машины из стадии тестирования и попадания в массы, поэтому споры о пользе и вреде новой технологии пока лучше отложить. Сейчас ясно лишь одно: за ART будущее.
Google хочет использовать технологию AOT для борьбы с основным противником — iOS, и ART может серьезно улучшить Android. Неважно, насколько глупо называется виртуальная машина и как много приложений несовместимо с ней сегодня. Важно, что будет с ART завтра.
ART или Dalvik на Android — что это такое, в чем отличие, что лучше
  мобильные устройства
Google представила новую среду выполнения приложений как часть обновления Android 4.4 KitKat. Теперь, помимо виртуальной машины Dalvik, на современных устройствах с процессорами Snapdragon появилась возможность выбрать среду ART. (Если вы попали на эту статью с целью узнать, как включить ART на Android, пролистайте ее к окончанию, там дана эта информация).
Что такое среда выполнения приложений и причем тут виртуальные машины? В Android, для выполнения приложений, которые вы скачиваете в виде файлов APK (и которые не являются компилированным кодом) используется виртуальная машина Dalvik (по умолчанию, на данный момент времени) и задачи по компиляции ложатся именно на нее.
В виртуальной машине Dalvik для компиляции приложений используется подход Just-In-Time (JIT), подразумевающий компиляцию непосредственно при запуске или же при определенных действиях пользователя. Это может приводить к долгому времени ожидания при запуске приложения, «тормозам», более интенсивному использованию RAM.
Основное отличие среды ART
ART (Android RunTime) — новая, пока еще экспериментальная виртуальная машина, представленная в Android 4.4 и включить ее пока можно лишь в параметрах разработчика (ниже будет показано, как это сделать).
Главное отличие ART от Dalvik — подход AOT (Ahead-Of-Time) при выполнении приложений, что в общих чертах означает предварительную компиляцию устанавливаемых приложений: таким образом, первоначальная установка приложения будет занимать более продолжительное время, они будут занимать больше места в хранилище Android устройства, однако их последующий запуск будет происходить быстрее (оно уже скомпилированно), а меньшее использование процессора и оперативной памяти в связи с необходимостью повторной компиляции может, в теории, приводить к меньшему потреблению энергии.
Как на самом деле и что лучше, ART или Dalvik?
В Интернете есть уже множество различных сравнений работы Android устройств в двух средах и результаты разнятся. Один из самых масштабных и подробных таких тестов выложен на androidpolice.com (англ.):
Суммируя результаты, можно сказать, что очевидных преимуществ на данный момент времени (нужно учитывать, что работа над ART продолжается, эта среда пока только на экспериментальной стадии) у ART нет: в некоторых тестах работа с использованием этой среды показывает лучшие результаты (особенно в том, что касается производительности, но не во всех ее аспектах), а в некоторых других особых преимуществ незаметно или же Dalvik впереди. Например, если говорить о времени автономной работы, то вопреки ожиданиям, Dalvik показывает практически равные результаты с ART.
Общий вывод большинства тестов — очевидной разницы при работе что с ART, что с Dalvik нет. Однако, новая среда и используемый в ней подход выглядят многообещающе и, возможно в Android 4.
5 или Android 5 такая разница будет очевидна. (Более того, Google, возможно, сделает ART средой, используемой по умолчанию).
Еще пара моментов, на которые следует обратить внимание, если вы решите включить среду ART вместо Dalvik — некоторые приложения могут работать неправильно (или не работать вообще, например WhatsApp и Titanium Backup), а полная перезагрузка Android может занять 10-20 минут: то есть, если вы включили ART и после перезагрузки телефона или планшета он завис, ждите.
Как включить ART на Android
Для того, чтобы включить среду ART, вы должны иметь Android телефон или планшет с версией ОС 4.4.x и процессором Snapdragon, например, Nexus 5 или Nexus 7 2013.
Сначала необходимо включить режим разработчика на Android. Для этого, зайдите в настройки устройства, перейдите в пункт «О телефоне» (О планшете) и несколько раз тапните по полю «Номер сборки», пока не увидите сообщение о том, что стали разработчиком.
После этого в настройках появится пункт «Для разработчиков», а там — «Выберите среду», где и следует установить ART вместо Dalvik, если у вас есть такое желание.
remontka.pro в Телеграм | Другие способы подписки
А вдруг и это будет интересно:
сравнение Dalvik и ART / Хабр
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.
Компилятор Java преобразует .java файлы в class-файлы (байт-код). Байт-код передается JVM, который компилирует его в машинный код для исполнения непосредственно на CPU.
Особенности JVM:
- Имеет стековую архитектуру: в качестве структуры данных, куда помещаются и хранятся методы, используется стек. Он работает по схеме LIFO или “Last in — First Out” или “Последним вошел, первым вышел”.
- Может запускать только class-файлы.
- Использует JIT-компилятор.
Dalvik Virtual Machine
(DVM) — виртуальная Java машина, разработанная и написанная Дэном Борнштейном (англ. Dan Bornstein) и другими, как часть мобильной платформы Android.
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.
Особенности DVM:
- Использует архитектуру на основе регистров: структура данных, куда помещаются методы, основана на регистрах процессора. За счет отсутствия операций POP и PUSH, команды в регистровой виртуальной машине выполняются быстрее аналогичных команд стековой виртуальной машины.
- Исполняет байт-код собственного формата: Android dexer (о нем поговорим ниже) преобразует class-файлы в формат .dex, оптимизированные для выполнения на Dalvik VM. В отличие от class-файла, dex-файл содержит сразу несколько классов.
Подробно об архитектуре DVM можно почитать тут.
Android Dexer
Разработчики Android знают, что процесс преобразования Java байткода в .dex байткод для Android Runtime является ключевым шагом в создании APK. Компилятор dex в основном работает “под капотом” в повседневной разработке приложений, но он напрямую влияет на время сборки приложения, на размер файла .dex и производительность во время выполнения.
Как уже упоминалось, сам dex-файл содержит сразу несколько классов. Повторяющиеся строки и другие константы, используемые в нескольких файлах классов, включаются только для экономии места. Байт-код Java также преобразуется в альтернативный набор команд, используемый DVM. Несжатый dex-файл обычно на несколько процентов меньше по размеру, чем сжатый архив Java (JAR), полученный из тех же файлов .class.
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.
DVM
- Использует JIT компиляцию: всякий раз при запуске приложения,
- компилируется та часть кода, которая необходима для выполнения приложения. Остальная часть кода компилируется динамически. Это замедляет запуск и работу приложений, но уменьшает время установки.
- Ускоряет загрузку устройства, поскольку кеш приложения создается во время выполнения.
- Приложения, работающие на DVM, требуют меньше памяти, чем те, которые работают на ART.
- Уменьшает резерв батареи, увеличивая нагрузку на CPU.
- Dalvik является “устаревшим” и не используется на андроид версиях выше 4. 4.
4.ART
- Использует AOT компиляцию, то есть компилирует весь код во время установки приложения. Это ускоряет запуск и работу приложений, но требует большего времени установки.
- Замедляет загрузку устройства, так как кеш создается во время первой загрузки.
- Ввиду использования подхода AOT компиляции, требует больше памяти в сравнении с приложениями на DVM.
- Увеличивает резерв батареи, сокращая работу процессора из-за отсутствия компиляции при выполнении приложений.
- Улучшенная Garbage Collection или сборка мусора. Во времена использования Dalvik, сборщики мусора должны были осуществить 2 прохода по куче (heap), что и приводило к плохому UX. В случае с ART, такой ситуации нет: он чистит кучу один раз для консолидации памяти.
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 < 5.0), но следит за тем, какие участки кода приложения выполняются чаще всего. Затем эта информация используется для AOT-компиляции данных участков кода. Последняя операция выполняется только во время бездействия смартфона, находящегося на зарядке.
Говоря простыми словами, теперь два совершенно разных подхода работают сообща, что дает свои плюсы:
- более эффективная компиляция — при запуске приложения в реальном времени компилятор имеет возможность узнать о его работе гораздо больше, чем выполняя статический анализ, и, как следствие, применяются более подходящие методы оптимизации для каждой ситуации;
- сохранение оперативной и постоянной памяти — байт-код компактнее машинного кода, а если выполнять AOT-компиляцию только отдельных участков приложения и не выполнять компиляцию приложений, которыми юзер не пользуется, можно существенно сэкономить пространство NAND-памяти;
- резкое увеличение скорости установки и первой загрузки после обновления системы — нет AOT-компиляции, нет задержки.
О реализации JIT компилятора в ART подробнее
тут.
Заключение
В этой статье я постарался разобрать основные отличия Dalvik от ART, и в целом взглянуть на то, как с течением времени Android улучшал инструменты для разработки.
ART все еще находится в стадии разработки: добавляются новые фичи, чтобы улучшить опыт как для пользователей, так и для разработчиков.
Если было полезно — дайте знать в комментах.
Ускоряет ли переход на ART устройство Android KitKat?
Может ли изменение времени выполнения Android 4.4.2 KitKat выжать из вашего телефона дополнительную производительность, или лучше оставить ART в покое, пока Google не решит развернуть его в качестве рабочей замены для Dalvik?
Что такое Android Runtime?
Устройства Android поставляются со средой выполнения под названием Dalvik. Вашим приложениям нужен Dalvik для работы. Android Runtime, или ART, предлагает более быструю альтернативу; Dalvik оптимизирован для работы на старом оборудовании с ограниченным процессором и памятью, чего не требуется от современного оборудования Android.
С Dalvik приложения компилируются с использованием компилятора Just-In-Time (JIT), используя свободные системные ресурсы. ART отличается тем, что компилирует приложения на этапе установки с использованием Ahead-Of-Time (AOT) компиляции.
Переключение времени выполнения вашего Android-устройства возможно только на Android 4.4 KitKat (это Android 4.4.1 и 4.4.2), но переключиться легко. Предполагается, что ваши приложения и игры должны запускаться быстрее — неплохая вещь!
Переключение с Dalvik Runtime на ART
Чтобы переключить среду выполнения вашего Android 4.4.2 KitKat с Dalvik на ART, вам нужно найти меню параметров разработчика вашего устройства.
Это скрыто, но легко раскрывается. открыто Настройки> О телефоне и найти номер сборки — коснитесь этого 7 раз. Вы увидите всплывающее окно, информирующее вас о том, что для того, чтобы стать разработчиком, требуется больше нажатий, но вы можете игнорировать это, пока не закончите.
Нажмите назад к настройки меню и откройте новый Параметры разработчика меню.
Прежде чем приступить к изменению времени выполнения, подумайте о создании резервной копии вашего устройства.
в случае, если результаты не являются благоприятными (хотя это не обязательно).
Отсюда найти Выберите Runtime> Use ART. Нажмите Хорошо подтвердите и подождите, пока ваш телефон будет перезагружен и внесены необходимые изменения.
Появится сообщение «Android обновляется…», так как приложения оптимизированы для ART. Когда Android запустится, вы будете готовы воспользоваться улучшенной производительностью приложений … теоретически.
Причины против перехода на АРТ
Несмотря на возможность использования, в настоящее время ART не включен по умолчанию, поскольку он все еще находится на стадии тестирования. Это может быть полезным пасхальное яйцо от разработчиков Android, чтобы показать вам повышение производительности, которое можно ожидать в будущих выпусках.
Независимо от того, переключаетесь ли вы на ART или нет, это полностью ваш выбор. Время выполнения еще не оптимизировано, и, хотя оценки предполагают, что время запуска приложения может быть уменьшено вдвое, есть и недостатки. Приложения, скомпилированные в точке установки с использованием AOT, занимают больше места для хранения, а улучшенная скорость запуска приложений снижается за счет увеличения времени установки.
Еще одним недостатком ART на данном этапе является отсутствие поддержки определенных приложений. Хотя многие высококлассные приложения были обновлены для поддержки ART, нет гарантии, что приложения, на которые вы полагаетесь, будут работать во время выполнения Android. Это также не обязательно является краткосрочной проблемой — разработчикам не требуется обновлять старые приложения на этом этапе.
Наконец, обратите внимание, что переключение на ART лучше всего делать на стандартном ПЗУ. Большинство пользовательских ПЗУ
не предоставляют поддержку для переключения на среду выполнения Android.
Сравнительный анализ: ART против Dalvik
Чтобы оценить, действительно ли среда выполнения Android действительно будет влиять на скорость моих приложений, я провел несколько сравнительных тестов. К сожалению, я обнаружил, что любые улучшения были незначительными.
Под AnTuTu Benchmark:
- Оценка Далвика: 16719
- ART балл: 17431
Результат: ART на 0,95% быстрее.
Использование 3D Benchmark (Ice Storm)
- Оценка Далвика: 5638
- Оценка ART: 5616 (без звука)
Результат: Dalvik на 1% быстрее.
Наконец, я сравнил с Велламо (Металл)
- Оценка Далвика: 539
- Оценка ART: 540
Результат: АРТ на 1% быстрее.
Я также запустил три приложения: Chrome, Comics от Comixology и Doctor Who: Legacy и обнаружил, что разница в скорости едва заметна.
Определение приложений, которые не работают в ART
Как отмечалось выше, есть большая часть приложений, которые не работают в ART. Это может быть проблемой, особенно если вы заметили некоторые улучшения производительности.
К счастью, существуют различные веб-сайты, которые делятся информацией о приложениях, которые работают в ART, полагаясь на краудсорсинговые данные.
Возможно, лучшим списком является www.androidruntime.com/list, база данных с возможностью поиска, созданная специально для того, чтобы помочь вам найти приложения, совместимые с ART.
Если ART не работает для вас, можно вернуться обратно, вернувшись к Выберите время выполнения вариант, где вы должны выбрать Используйте Dalvik.
ИСКУССТВО: не совсем готов изменить ситуацию
Время выполнения Android, безусловно, выглядит так, как будто оно будет иметь значение, хотя на данном этапе трудно сказать.
Однако, как отмечалось выше, ART все еще оптимизируется, поэтому до тех пор, пока он не будет развернут в качестве полнофункционального компонента Android, мы не должны разочаровываться, если увеличение скорости будет не таким ожидаемым.
Последнее замечание Если вы используете ART и обнаружили, что приложение, которое вы хотите использовать, не работает, не стоит оставлять плохие отзывы в Play Store, что сделали некоторые разочарованные переключатели ART. Очевидно, что это не полезно для разработчиков или других пользователей, которые могут быть сбиты с толку или даже отговорены от использования приложения, которое в противном случае отлично работало бы на их телефоне с Dalvik.
Планируете попробовать Android Runtime, или вы бы предпочли подождать, пока он не станет широко доступным? Расскажите нам свои мысли в комментариях.
Лучшее изображение: Placeit.net
Image Credit: Разочарованный телефонный звонок через Shutterstock
Что такое dalvik и art
Google представила новую среду выполнения приложений как часть обновления Android 4.4 KitKat. Теперь, помимо виртуальной машины Dalvik, на современных устройствах с процессорами Snapdragon появилась возможность выбрать среду ART. (Если вы попали на эту статью с целью узнать, как включить ART на Android, пролистайте ее к окончанию, там дана эта информация).
Что такое среда выполнения приложений и причем тут виртуальные машины? В Android, для выполнения приложений, которые вы скачиваете в виде файлов APK (и которые не являются компилированным кодом) используется виртуальная машина Dalvik (по умолчанию, на данный момент времени) и задачи по компиляции ложатся именно на нее.
В виртуальной машине Dalvik для компиляции приложений используется подход Just-In-Time (JIT), подразумевающий компиляцию непосредственно при запуске или же при определенных действиях пользователя. Это может приводить к долгому времени ожидания при запуске приложения, «тормозам», более интенсивному использованию RAM.
Основное отличие среды ART
ART (Android RunTime) — новая, пока еще экспериментальная виртуальная машина, представленная в Android 4.4 и включить ее пока можно лишь в параметрах разработчика (ниже будет показано, как это сделать).
Главное отличие ART от Dalvik — подход AOT (Ahead-Of-Time) при выполнении приложений, что в общих чертах означает предварительную компиляцию устанавливаемых приложений: таким образом, первоначальная установка приложения будет занимать более продолжительное время, они будут занимать больше места в хранилище Android устройства, однако их последующий запуск будет происходить быстрее (оно уже скомпилированно), а меньшее использование процессора и оперативной памяти в связи с необходимостью повторной компиляции может, в теории, приводить к меньшему потреблению энергии.
Как на самом деле и что лучше, ART или Dalvik?
В Интернете есть уже множество различных сравнений работы Android устройств в двух средах и результаты разнятся. Один из самых масштабных и подробных таких тестов выложен на androidpolice.com (англ.):
Суммируя результаты, можно сказать, что очевидных преимуществ на данный момент времени (нужно учитывать, что работа над ART продолжается, эта среда пока только на экспериментальной стадии) у ART нет: в некоторых тестах работа с использованием этой среды показывает лучшие результаты (особенно в том, что касается производительности, но не во всех ее аспектах), а в некоторых других особых преимуществ незаметно или же Dalvik впереди. Например, если говорить о времени автономной работы, то вопреки ожиданиям, Dalvik показывает практически равные результаты с ART.
Общий вывод большинства тестов — очевидной разницы при работе что с ART, что с Dalvik нет. Однако, новая среда и используемый в ней подход выглядят многообещающе и, возможно в Android 4.5 или Android 5 такая разница будет очевидна. (Более того, Google, возможно, сделает ART средой, используемой по умолчанию).
Еще пара моментов, на которые следует обратить внимание, если вы решите включить среду ART вместо Dalvik — некоторые приложения могут работать неправильно (или не работать вообще, например WhatsApp и Titanium Backup), а полная перезагрузка Android может занять 10-20 минут: то есть, если вы включили ART и после перезагрузки телефона или планшета он завис, ждите.
Как включить ART на Andro >Для того, чтобы включить среду ART, вы должны иметь Android телефон или планшет с версией ОС 4.4.x и процессором Snapdragon, например, Nexus 5 или Nexus 7 2013.
Сначала необходимо включить режим разработчика на Android. Для этого, зайдите в настройки устройства, перейдите в пункт «О телефоне» (О планшете) и несколько раз тапните по полю «Номер сборки», пока не увидите сообщение о том, что стали разработчиком.
После этого в настройках появится пункт «Для разработчиков», а там — «Выберите среду», где и следует установить ART вместо Dalvik, если у вас есть такое желание.
А вдруг и это будет интересно:
Почему бы не подписаться?
Рассылка новых, иногда интересных и полезных, материалов сайта remontka.pro. Никакой рекламы и бесплатная компьютерная помощь подписчикам от автора. Другие способы подписки (ВК, Одноклассники, Телеграм, Facebook, Twitter, Youtube, Яндекс.Дзен)
24.12.2015 в 14:20
При переходе на ART перестали вылетать игры.
15.01.2016 в 18:58
Николай, сейчас под ART приложения оптимизируют
01.02.2016 в 01:06
как выйти с этого режима? включил ART андроид тв приставка перезагрузилась и надпись андроид зависла более 2х часов. выдёргивал питание, делал ресет, всё, хана ей?
01.02.2016 в 09:05
Здравствуйте. По хард-ресету точно должно отключаться. Как вариант — проблема в чем-то другом.
01.02.2016 в 15:20
Она отключается, а включаешь, висит на заставке андроид. Перепрошил с утра, так и висела на этой надписи до перепрошивки. Пока искал как починить попался такой же как и я решивший включить ART (описывает на 4пда сайте) Так что пусть остальной народ будет предупреждён, видимо не все процессоры поддерживают такое
10.02.2016 в 16:20
Лол, решил трайнуть АРТ на своем g3s, аппарат перезагрузился и начал оптимизировать приложения. Оптимизировал 84 из 130, потом выбило сообщение, мол что-то крашнулось и места на внутреннем хранилище недостаточно.
Еще раз перезагрузился, оптимизировал 34 приложения и вернулся обратно на Dalvik к счастью!
Я думал он сейчас зависнет так навеки и придется тереть до заводских.
21.02.2016 в 09:58
Попробовал переключить с далвик на арт fly 4413 ево чик 3 , перезагрузился тел как обычно быстро и ничего больше не происходило, через антуту протестил арт-19788 далвик-19928, по быстродействию ничего не изменилось кажется или я был недостаточно бдителен. По скорости разрядки не пробовал. Ктот еще на таком флае тестил?
15.04.2016 в 13:12
Htc one mini 2 Переключился на Арт случайно, методом тыка, телефон сразу же начал перезагружаться. после анимации включения картинка подвисла минуты на 3, пытался выключить, жал на все боковые кнопки и уже было собрался паниковать, как началась оптимизация приложений. Мои напряженные ягодицы ослабли, я начал ждать. Спустя минут 10-15 после оптимизации загрузился главный экран. Я Сразу начал тыркать пальцем куда не поподя пытаясь искать каких либо изменений. Телефон с первых секунд заметно подвисал, но после первых двух минут перестал. Короче разницы пока не вижу и не понимаю. Да и вообще не знаю зачем всё это написал, на самом деле мне просто извините, что зря потратил ваше время
16.04.2016 в 14:42
Включил Art, телефон перезагрузился.. Начал оптимизировать приложения.. 139 и все удачно… Как только произошла полная загрузка телефон начал адски троить.. Виснит и как будт минутное залипание включено, мало того, сам некоторые функции включал… Вобщем еле обратно включил на davlik
01.10.2016 в 10:59
переключил на ART убогую трубу fly iq4401.
Разницы в скорости не заметил, а вот разряжаться стал заметно быстрее.
01.10.2016 в 16:49
Не знаю, для чего вы на телефонах переходите на арт, на них все равно пока ни чего видно не будет, в лучшем случае, у меня на планшете Тесла неон 8 есть прогр для разработчиков, я перешел спокойно, так же как и обычно планшет перезагрузила в штатном режиме, все работает в норме, даже видны не большие отличия, при выходе в интернет, работа происходит не значительно, но быстрее, игры многие да, перестали вылетать , а в остальном, зарядку держит примерно так же.
24.12.2016 в 19:28
Начнем с того, что аппарат lenovo s850, сделал заказ на root, встали отлично, но с dav телефон стал тормозом номер один, перешел art, изменения есть, нет лагов в работе, ужасных подвисаний.
25.01.2017 в 15:57
как выйти с этого режима? включил ART андроид смартфоне перезагрузилась и надпись андроид зависла более 6ти часов. выдёргивал питание не получается помогите
16.02.2017 в 23:19
На самом деле поддерживается режим не только на Снепдрагоне, у меня проц МТК и переключение на АРТ каких супер изменений не дал. Так что остался на Далвике.
17.02.2017 в 09:26
Ну статья писалась миллион лет назад уже. Так что да, сейчас и на MTK можно.
Примечание: после отправки комментария он не появляется на странице сразу. Всё в порядке — ваше сообщение получено. Ответы на комментарии и их публикация выполняются ежедневно днём, иногда чаще. Возвращайтесь.
Google представила новую среду выполнения приложений как часть обновления Android 4.4 KitKat. Теперь, помимо виртуальной машины Dalvik, на современных устройствах с процессорами Snapdragon появилась возможность выбрать среду ART. (Если вы попали на эту статью с целью узнать, как включить ART на Android, пролистайте ее к окончанию, там дана эта информация).
Что такое среда выполнения приложений и причем тут виртуальные машины? В Android, для выполнения приложений, которые вы скачиваете в виде файлов APK (и которые не являются компилированным кодом) используется виртуальная машина Dalvik (по умолчанию, на данный момент времени) и задачи по компиляции ложатся именно на нее.
В виртуальной машине Dalvik для компиляции приложений используется подход Just-In-Time (JIT), подразумевающий компиляцию непосредственно при запуске или же при определенных действиях пользователя. Это может приводить к долгому времени ожидания при запуске приложения, «тормозам», более интенсивному использованию RAM.
Основное отличие среды ART
ART (Android RunTime) — новая, пока еще экспериментальная виртуальная машина, представленная в Android 4.4 и включить ее пока можно лишь в параметрах разработчика (ниже будет показано, как это сделать).
Главное отличие ART от Dalvik — подход AOT (Ahead-Of-Time) при выполнении приложений, что в общих чертах означает предварительную компиляцию устанавливаемых приложений: таким образом, первоначальная установка приложения будет занимать более продолжительное время, они будут занимать больше места в хранилище Android устройства, однако их последующий запуск будет происходить быстрее (оно уже скомпилированно), а меньшее использование процессора и оперативной памяти в связи с необходимостью повторной компиляции может, в теории, приводить к меньшему потреблению энергии.
Как на самом деле и что лучше, ART или Dalvik?
В Интернете есть уже множество различных сравнений работы Android устройств в двух средах и результаты разнятся. Один из самых масштабных и подробных таких тестов выложен на androidpolice.com (англ.):
Суммируя результаты, можно сказать, что очевидных преимуществ на данный момент времени (нужно учитывать, что работа над ART продолжается, эта среда пока только на экспериментальной стадии) у ART нет: в некоторых тестах работа с использованием этой среды показывает лучшие результаты (особенно в том, что касается производительности, но не во всех ее аспектах), а в некоторых других особых преимуществ незаметно или же Dalvik впереди. Например, если говорить о времени автономной работы, то вопреки ожиданиям, Dalvik показывает практически равные результаты с ART.
Общий вывод большинства тестов — очевидной разницы при работе что с ART, что с Dalvik нет. Однако, новая среда и используемый в ней подход выглядят многообещающе и, возможно в Android 4.5 или Android 5 такая разница будет очевидна. (Более того, Google, возможно, сделает ART средой, используемой по умолчанию).
Еще пара моментов, на которые следует обратить внимание, если вы решите включить среду ART вместо Dalvik — некоторые приложения могут работать неправильно (или не работать вообще, например WhatsApp и Titanium Backup), а полная перезагрузка Android может занять 10-20 минут: то есть, если вы включили ART и после перезагрузки телефона или планшета он завис, ждите.
Как включить ART на Andro >Для того, чтобы включить среду ART, вы должны иметь Android телефон или планшет с версией ОС 4.4.x и процессором Snapdragon, например, Nexus 5 или Nexus 7 2013.
Сначала необходимо включить режим разработчика на Android. Для этого, зайдите в настройки устройства, перейдите в пункт «О телефоне» (О планшете) и несколько раз тапните по полю «Номер сборки», пока не увидите сообщение о том, что стали разработчиком.
После этого в настройках появится пункт «Для разработчиков», а там — «Выберите среду», где и следует установить ART вместо Dalvik, если у вас есть такое желание.
А вдруг и это будет интересно:
Почему бы не подписаться?
Рассылка новых, иногда интересных и полезных, материалов сайта remontka.pro. Никакой рекламы и бесплатная компьютерная помощь подписчикам от автора. Другие способы подписки (ВК, Одноклассники, Телеграм, Facebook, Twitter, Youtube, Яндекс.Дзен)
24.12.2015 в 14:20
При переходе на ART перестали вылетать игры.
15.01.2016 в 18:58
Николай, сейчас под ART приложения оптимизируют
01.02.2016 в 01:06
как выйти с этого режима? включил ART андроид тв приставка перезагрузилась и надпись андроид зависла более 2х часов. выдёргивал питание, делал ресет, всё, хана ей?
01.02.2016 в 09:05
Здравствуйте. По хард-ресету точно должно отключаться. Как вариант — проблема в чем-то другом.
01.02.2016 в 15:20
Она отключается, а включаешь, висит на заставке андроид. Перепрошил с утра, так и висела на этой надписи до перепрошивки. Пока искал как починить попался такой же как и я решивший включить ART (описывает на 4пда сайте) Так что пусть остальной народ будет предупреждён, видимо не все процессоры поддерживают такое
10.02.2016 в 16:20
Лол, решил трайнуть АРТ на своем g3s, аппарат перезагрузился и начал оптимизировать приложения. Оптимизировал 84 из 130, потом выбило сообщение, мол что-то крашнулось и места на внутреннем хранилище недостаточно.
Еще раз перезагрузился, оптимизировал 34 приложения и вернулся обратно на Dalvik к счастью!
Я думал он сейчас зависнет так навеки и придется тереть до заводских.
21.02.2016 в 09:58
Попробовал переключить с далвик на арт fly 4413 ево чик 3 , перезагрузился тел как обычно быстро и ничего больше не происходило, через антуту протестил арт-19788 далвик-19928, по быстродействию ничего не изменилось кажется или я был недостаточно бдителен. По скорости разрядки не пробовал. Ктот еще на таком флае тестил?
15.04.2016 в 13:12
Htc one mini 2 Переключился на Арт случайно, методом тыка, телефон сразу же начал перезагружаться. после анимации включения картинка подвисла минуты на 3, пытался выключить, жал на все боковые кнопки и уже было собрался паниковать, как началась оптимизация приложений. Мои напряженные ягодицы ослабли, я начал ждать. Спустя минут 10-15 после оптимизации загрузился главный экран. Я Сразу начал тыркать пальцем куда не поподя пытаясь искать каких либо изменений. Телефон с первых секунд заметно подвисал, но после первых двух минут перестал. Короче разницы пока не вижу и не понимаю. Да и вообще не знаю зачем всё это написал, на самом деле мне просто извините, что зря потратил ваше время
16.04.2016 в 14:42
Включил Art, телефон перезагрузился.. Начал оптимизировать приложения.. 139 и все удачно… Как только произошла полная загрузка телефон начал адски троить.. Виснит и как будт минутное залипание включено, мало того, сам некоторые функции включал… Вобщем еле обратно включил на davlik
01.10.2016 в 10:59
переключил на ART убогую трубу fly iq4401.
Разницы в скорости не заметил, а вот разряжаться стал заметно быстрее.
01.10.2016 в 16:49
Не знаю, для чего вы на телефонах переходите на арт, на них все равно пока ни чего видно не будет, в лучшем случае, у меня на планшете Тесла неон 8 есть прогр для разработчиков, я перешел спокойно, так же как и обычно планшет перезагрузила в штатном режиме, все работает в норме, даже видны не большие отличия, при выходе в интернет, работа происходит не значительно, но быстрее, игры многие да, перестали вылетать , а в остальном, зарядку держит примерно так же.
24.12.2016 в 19:28
Начнем с того, что аппарат lenovo s850, сделал заказ на root, встали отлично, но с dav телефон стал тормозом номер один, перешел art, изменения есть, нет лагов в работе, ужасных подвисаний.
25.01.2017 в 15:57
как выйти с этого режима? включил ART андроид смартфоне перезагрузилась и надпись андроид зависла более 6ти часов. выдёргивал питание не получается помогите
16.02.2017 в 23:19
На самом деле поддерживается режим не только на Снепдрагоне, у меня проц МТК и переключение на АРТ каких супер изменений не дал. Так что остался на Далвике.
17.02.2017 в 09:26
Ну статья писалась миллион лет назад уже. Так что да, сейчас и на MTK можно.
Примечание: после отправки комментария он не появляется на странице сразу. Всё в порядке — ваше сообщение получено. Ответы на комментарии и их публикация выполняются ежедневно днём, иногда чаще. Возвращайтесь.
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:
- Открыть настройки и прокрутить список вниз (на некоторых гаджетах, возможно, придётся перейти на другую вкладку, например “все” или “общие”).
- Открыть раздел “Об устройстве” и семь раз нажать на пункт “Номер сборки”.
- После появления сообщения об успешном включении режима разработчика, вернуться в настройки и зайти в появившийся раздел.
- Выбрать пункт “Среда выполнения” и, тапнуть по пункту “Использовать ART”, после чего ещё раз подтвердить свои намерения во всплывающем окне.
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.
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.
Компилятор Java преобразует .java файлы в class-файлы (байт-код). Байт-код передается JVM, который компилирует его в машинный код для исполнения непосредственно на CPU.
Особенности JVM:
- Имеет стековую архитектуру: в качестве структуры данных, куда помещаются и хранятся методы, используется стек. Он работает по схеме LIFO или “Last in — First Out” или “Последним вошел, первым вышел”.
- Может запускать только class-файлы.
- Использует JIT-компилятор.
Dalvik Virtual Machine (DVM) — виртуальная Java машина, разработанная и написанная Дэном Борнштейном (англ. Dan Bornstein) и другими, как часть мобильной платформы Android.
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.
Особенности DVM:
- Использует архитектуру на основе регистров: структура данных, куда помещаются методы, основана на регистрах процессора. За счет отсутствия операций POP и PUSH, команды в регистровой виртуальной машине выполняются быстрее аналогичных команд стековой виртуальной машины.
- Исполняет байт-код собственного формата: Android dexer (о нем поговорим ниже) преобразует class-файлы в формат .dex, оптимизированные для выполнения на Dalvik VM. В отличие от class-файла, dex-файл содержит сразу несколько классов.
Подробно об архитектуре DVM можно почитать тут.
Android Dexer
Разработчики Android знают, что процесс преобразования Java байткода в .dex байткод для Android Runtime является ключевым шагом в создании APK. Компилятор dex в основном работает “под капотом” в повседневной разработке приложений, но он напрямую влияет на время сборки приложения, на размер файла .dex и производительность во время выполнения.
Как уже упоминалось, сам dex-файл содержит сразу несколько классов. Повторяющиеся строки и другие константы, используемые в нескольких файлах классов, включаются только для экономии места. Байт-код Java также преобразуется в альтернативный набор команд, используемый DVM. Несжатый dex-файл обычно на несколько процентов меньше по размеру, чем сжатый архив Java (JAR), полученный из тех же файлов .class.
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 подобный 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.
DVM
- Использует JIT компиляцию: всякий раз при запуске приложения,
- компилируется та часть кода, которая необходима для выполнения приложения. Остальная часть кода компилируется динамически. Это замедляет запуск и работу приложений, но уменьшает время установки.
- Ускоряет загрузку устройства, поскольку кеш приложения создается во время выполнения.
- Приложения, работающие на DVM, требуют меньше памяти, чем те, которые работают на ART.
- Уменьшает резерв батареи, увеличивая нагрузку на CPU.
- Dalvik является “устаревшим” и не используется на андроид версиях выше 4.4.
ART
- Использует AOT компиляцию, то есть компилирует весь код во время установки приложения. Это ускоряет запуск и работу приложений, но требует большего времени установки.
- Замедляет загрузку устройства, так как кеш создается во время первой загрузки.
- Ввиду использования подхода AOT компиляции, требует больше памяти в сравнении с приложениями на DVM.
- Увеличивает резерв батареи, сокращая работу процессора из-за отсутствия компиляции при выполнении приложений.
- Улучшенная Garbage Collection или сборка мусора. Во времена использования Dalvik, сборщики мусора должны были осуществить 2 прохода по куче (heap), что и приводило к плохому UX. В случае с ART, такой ситуации нет: он чистит кучу один раз для консолидации памяти.
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 < 5.0), но следит за тем, какие участки кода приложения выполняются чаще всего. Затем эта информация используется для AOT-компиляции данных участков кода. Последняя операция выполняется только во время бездействия смартфона, находящегося на зарядке.
Говоря простыми словами, теперь два совершенно разных подхода работают сообща, что дает свои плюсы:
- более эффективная компиляция — при запуске приложения в реальном времени компилятор имеет возможность узнать о его работе гораздо больше, чем выполняя статический анализ, и, как следствие, применяются более подходящие методы оптимизации для каждой ситуации;
- сохранение оперативной и постоянной памяти — байт-код компактнее машинного кода, а если выполнять AOT-компиляцию только отдельных участков приложения и не выполнять компиляцию приложений, которыми юзер не пользуется, можно существенно сэкономить пространство NAND-памяти;
- резкое увеличение скорости установки и первой загрузки после обновления системы — нет AOT-компиляции, нет задержки.
О релазации JIT компилятора в ART подробнее тут.
Заключение
В этой статье я постарался разобрать основные отличия Dalvik от ART, и в целом взглянуть на то, как с течением времени Android улучшал инструменты для разработки.
ART все еще находится в стадии разработки: добавляются новые фичи, чтобы улучшить опыт как для пользователей, так и для разработчиков.
Если было полезно — дайте знать в комментах.
Какие возможны проблемы совместимости при переходе со среды выполнения dalvik на art?
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
Более пристальный взгляд на среду выполнения Android: DVM против ART | Анкит Синхал | AndroidPub
Перед тем, как перейти непосредственно к Android Runtime, нам нужно понять, что такое среда выполнения, а также понять некоторые базовые вещи, например, функционирование JVM и Dalvik VM.
Проще говоря, это система, используемая операционной системой, которая заботится о преобразовании кода, который вы пишете на языке высокого уровня, таком как Java, в машинный код и понимаемый процессором / процессором.
Среда выполнения состоит из программных инструкций, которые выполняются во время работы вашей программы, даже если они, по сути, не являются частью кода этой части программного обеспечения.
ЦП или более общий термин: наши компьютеры понимают только машинный язык (двоичные коды), поэтому, чтобы он работал на ЦП, код должен быть преобразован в машинный код, что выполняется переводчиком.
Итак, следующее поколение транслятора в последовательности —
1. Ассемблеры:Он напрямую переводит коды сборки в машинные коды, поэтому это было очень быстро.
2. Компиляторы:Он переводит код в ассемблерные коды, а затем использует ассемблеры для перевода кода в двоичный.Использование этой компиляции было медленным, но выполнение было быстрым. Но самая большая проблема с компилятором заключается в том, что полученный машинный код зависит от платформы. Другими словами, код, работающий на одной машине, может не работать на другой машине.
3. Переводчики:Он переводит код во время его выполнения. Поскольку перевод происходит во время выполнения, выполнение было медленным.
Чтобы поддерживать независимость кода от платформы, JAVA разработала JVM i.е. Виртуальная машина Java. Он разработал JVM, специфичный для каждой платформы, что означает, что JVM зависит от платформы. Компилятор Java преобразует файлы .java в файлы .class, что называется байтовым кодом. Этот байт-код передается JVM, которая преобразует его в машинный код.
Это быстрее, чем интерпретация, но медленнее, чем компиляция C ++.
В Android классы Java преобразованы в байт-код DEX. Формат байт-кода DEX транслируется в машинный код через ART или среду выполнения Dalvik.Здесь байт-код DEX не зависит от архитектуры устройства.
Dalvik — это движок на основе JIT (Just in time) компиляции. У использования Dalvik были недостатки, поэтому с Android 4.4 (kitkat) ART был представлен как среда выполнения, а с Android 5.0 (Lollipop) он полностью заменил Dalvik. Android 7.0 добавляет JIT-компилятор с профилированием кода в среду выполнения Android (ART), который постоянно улучшает производительность приложений Android по мере их запуска.
Ключевой момент: Dalvik использовал компиляцию JIT (точно в срок), тогда как ART использует компиляцию AOT (опережая время).
Ниже приведен фрагмент кода, объясняющий разницу между виртуальной машиной Dalvik и виртуальной машиной Java.
С помощью JIT-компилятора Dalvik каждый раз при запуске приложения он динамически переводит часть байт-кода Dalvik в машинный код. По мере выполнения компилируется и кэшируется больше байт-кода. Поскольку JIT компилирует только часть кода, он занимает меньше памяти и использует меньше физического пространства на устройстве.
ART оснащен компилятором Ahead-of-Time.На этапе установки приложение статически преобразует байт-код DEX в машинный код и сохраняет его в памяти устройства. Это разовое событие, которое происходит, когда приложение установлено на устройстве. Без необходимости JIT-компиляции код выполняется намного быстрее.
Поскольку ART запускает машинный код приложения напрямую (собственное исполнение), он не так сильно нагружает процессор, как своевременная компиляция кода в Dalvik. Из-за меньшей загрузки ЦП происходит меньшая разрядка батареи.
ART также использует тот же байт-код DEX в качестве входного для Dalvik.Приложению, скомпилированному с использованием ART, требуется дополнительное время для компиляции, когда приложение установлено, и требуется немного больше места для хранения скомпилированного кода.
Android использует виртуальную машину в качестве среды выполнения для запуска файлов APK, составляющих приложение Android. Ниже приведены преимущества:
· Код приложения изолирован от основной ОС. Таким образом, даже если какой-либо код содержит вредоносный код, это не повлияет напрямую на системные файлы.Это делает ОС Android более стабильной и надежной.
· Обеспечивает кросс-совместимость или независимость от платформы. Это означает, что даже если приложение скомпилировано на платформе, такой как ПК, оно все равно может быть выполнено на мобильной платформе с помощью виртуальной машины.
· Приложения работают быстрее, поскольку преобразование байт-кода DEX выполняется во время установки.
· Сокращает время запуска приложений, поскольку собственный код выполняется напрямую.
· Повышает производительность батареи за счет экономии энергии, используемой для построчной интерпретации байтовых кодов.
· Улучшенный сборщик мусора.
· Улучшенный инструмент разработчика.
· Установка приложения занимает больше времени из-за преобразования байт-кода DEX в машинный код во время установки.
· Поскольку собственный машинный код, сгенерированный при установке, хранится во внутренней памяти, требуется больше внутренней памяти.
ART предназначен для запуска нескольких виртуальных машин на устройствах с низким объемом памяти путем выполнения файлов DEX, формата байт-кода, разработанного специально для Android и оптимизированного для минимального использования памяти.Это делает пользовательский интерфейс более отзывчивым. Это все с моей стороны. Более подробную информацию об ART и Dalvik вы можете найти в официальном документе Android.
Спасибо за чтение. Чтобы помочь другим, нажмите ❤, чтобы порекомендовать эту статью, если вы нашли ее полезной.
Посетите мою страницу блоггера, чтобы узнать больше о разработке программного обеспечения.
Вы также можете подписаться на меня в Twitter GitHub
ART и Dalvik. Среда выполнения Android (ART) — это сердце… | Прагати Сингх ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️
Среда выполнения Android (ART) — это сердце Android.Это быстрая, заранее скомпилированная среда выполнения с современной сборкой мусора, рассчитанная на масштабирование. Приложения Android компилируются в байт-код Dalvik и запускаются с ART. Этот раздел включает в себя подробную информацию, такую как спецификация формата исполняемого файла Dalvik, а также информацию о конструкции самой среды выполнения.
Среда выполнения Android (ART) — это среда выполнения по умолчанию для устройств под управлением Android 5.0 (уровень API 21) и выше. Эта среда выполнения предлагает ряд функций, повышающих производительность и плавность работы платформы и приложений Android.
- Устранение проблем со сборкой мусора (GC)
- Предотвращение проблем JNI
- Проверка кода JNI на предмет проблем со сборкой мусора
- Обработка ошибок
- Изменения модели объекта
- Предотвращение проблем с размером стека
- Устранение проблем компиляции AOT
- Проблемы с отчетами
ART использует предварительную компиляцию (AOT) и, начиная с Android 7.0 (Nougat или N), использует гибридную комбинацию AOT, JIT-компиляции и компиляции по профилю.Комбинация всех этих режимов компиляции настраивается и будет обсуждаться в этом разделе. Например, устройства Pixel настроены со следующим потоком компиляции:
- Приложение изначально устанавливается без какой-либо компиляции AOT. Первые несколько запусков приложения оно будет интерпретировано, а часто выполняемые методы будут JIT-компиляцией.
- Когда устройство находится в режиме ожидания и заряжается, демон компиляции запускается для AOT-компиляции часто используемого кода на основе профиля, созданного во время первых запусков.
- При следующем перезапуске приложения будет использоваться код, управляемый профилем, и не будет выполняться JIT-компиляция во время выполнения для уже скомпилированных методов. Методы, которые получают JIT-компиляцию во время новых запусков, будут добавлены в профиль, который затем будет выбран демоном компиляции.
ART включает компилятор (инструмент dex2oat) и среду выполнения (libart.so), загружаемую для запуска Zygote. Инструмент dex2oat принимает файл APK и генерирует один или несколько файлов артефактов компиляции, которые загружает среда выполнения.Количество файлов, их расширения и имена могут изменяться в зависимости от выпуска, но в версии Android O создаются следующие файлы:
1 .vdex: содержит несжатый код DEX APK с некоторыми дополнительными метаданными. для ускорения проверки.
2 .odex: содержит код, скомпилированный AOT для методов в APK.
3 .art (необязательно): содержит внутренние представления ART некоторых строк и классов, перечисленных в APK, используемых для ускорения запуска приложения.
В чем разница между Dalvik и ART?
Наш компьютер понимает только язык машинного уровня, но мы пишем код на каком-то языке высокого уровня.То же самое и с Android, в Android ваши классы Java будут преобразованы в байт-код DEX, и этот формат байт-кода DEX преобразуется в машинный код с помощью среды выполнения ART или Dalvik. После этого Android запустит машинный код. Но здесь возникает вопрос: что это за среда выполнения?
Итак, вы можете думать о среде выполнения как о программном обеспечении, которое используется для преобразования языка высокого уровня в код машинного уровня, то есть в Android, если вы пишете код Android на Java или Kotlin, тогда эта среда выполнения будет использоваться для преобразования Код Java или Kotlin в код машинного уровня, и система Android использует этот машинный код.Android использует два типа среды выполнения: Dalvik и ART. Так. давайте посмотрим на этих двоих.
Что такое Далвик?
Dalvik — это JIT-компилятор. Под термином JIT мы подразумеваем, что всякий раз, когда вы запускаете свое приложение на мобильном устройстве, та часть вашего кода, которая необходима для выполнения вашего приложения, будет скомпилирована только в этот момент, а остальная часть кода будет скомпилирована в будущее, когда это необходимо. JIT или Just In Time компилирует только часть вашего кода и занимает меньше места в памяти, и из-за этого он использует очень меньше физического пространства на вашем устройстве.
Далее показан поток выполнения DVM:
Что такое АРТ?
ART или Android Runtime — это среда выполнения Android, которая использует Ahead Of Time (AOT). Используя AOT, он преобразует или компилирует весь код языка высокого уровня в код машинного уровня и во время установки приложения, а не динамически, когда приложение работает (как в случае с Dalvik). Компиляция всего кода во время установки не приводит к задержкам, которые мы видим при запуске нашего приложения на нашем устройстве.Благодаря этому компиляция становится намного быстрее. Ниже приведены некоторые слова об ART с веб-сайта разработчиков Android:
ART — это новая среда выполнения Android, экспериментально представленная в версии 4.4 KitKat. Это предварительный просмотр незавершенной работы в KitKat. Он доступен для получения отзывов от разработчиков и партнеров на раннем этапе.
Далее показан поток выполнения ART:
Разница между ART и Dalvik
- Подход: ART использует подход AOT (Ahead Of Time) и компилирует весь код во время установки, но Dalvik использует подход JIT (Just In Time) и соответствует только части кода во время установки и остальной код будет компилироваться динамически.
- Время загрузки: По сравнению с Dalvik, ART требует больше времени для перезагрузки, поскольку кеш создается впервые. Итак, загрузка идет медленно.
- Пространство: Поскольку ART использует подход AOT, ему требуется больше места во время установки. В то время как Dalvik использует подход JIT, поэтому для мобильных телефонов с меньшим объемом памяти можно использовать Dalvik.
- Аккумулятор: ART в значительной степени увеличивает производительность аккумулятора благодаря подходу AOT. В то время как Dalvik использует подход JIT, и это приводит к большему использованию батареи.
- Сборка мусора: У ART лучше сборка мусора, чем у Dalvik.
Итак, DVM использует JIT и имеет множество недостатков, которые были заменены ART. Итак, начиная с Android 4.4 (Kitkat) ART была представлена как среда выполнения и, наконец, с Android 5.0 (Lollipop), Dalvik был полностью заменен ART на Android.
Преимущества использования ART по сравнению с Dalvik
- Приложение будет работать быстрее, поскольку компиляция выполняется только во время установки.
- Производительность батареи будет увеличена при использовании ART.
- Также улучшена сборка мусора.
- Поскольку собственный код выполняется напрямую, ART сокращает время запуска приложений.
Недостатки ART
- Поскольку компиляция кода выполняется один раз, ART требует больше места или памяти во время установки.
- Время загрузки больше по сравнению с Dalvik, потому что он использует концепцию AOT.
Заключение
Если вы используете ART, то вы, должно быть, почувствовали разницу при использовании приложения i.е. Используя ART, вы увидите огромное улучшение скорости и плавности работы вашего Android-приложения. ART все еще находится в стадии разработки, и в ART добавляется много новых функций, чтобы пользователи и разработчики Android могли лучше взаимодействовать с Android.
Это все для этого блога. Вы можете прочитать еще несколько блогов по Android, посетив наш сайт блога MindOrks.
Продолжайте учиться 🙂
Команда MindOrks!
Android Runtime — как работают Dalvik и ART? | Автор: Паулина Садовска
Этот пост был создан вместе с видео, которое я разместил на моем канале YouTube. 🎥
Android Runtime — один из основных строительных блоков в экосистеме Android.Большинство из вас, вероятно, слышали термины: Dalvik, ART, JIT и AOT. Если вы когда-нибудь задумывались, , что именно означают эти термины и , как работает среда выполнения Android , чтобы наши приложения были максимально быстрыми — y , вы узнаете все это в этой статье 🚀.
Итак, приступим к делу!
Когда мы создаем наше приложение и генерируем APK, частью этого APK являются файлов .dex . Эти файлы содержат исходный код нашего приложения, включая все библиотеки, которые мы использовали в низкоуровневом коде, разработанном для программного интерпретатора — байт-код .
Когда пользователь запускает наше приложение, байт-код, записанный в файлах .dex, переводится средой выполнения Android в машинный код — набор инструкций, которые могут быть непосредственно поняты машиной и обрабатываются процессором.
Android Runtime также управляет памятью и сборкой мусора , но, чтобы не делать эту статью слишком длинной , я сосредоточусь здесь только на компиляции .
Компиляция байт-кода в машинный код может выполняться с использованием различных стратегий, и все эти стратегии имеют свои компромиссы.И чтобы понять, как работает Android Runtime сегодня, нам нужно вернуться на пару лет назад и сначала узнать о Dalvik.
В первые дни Android смартфоны были не такими мощными, как сейчас. У большинства телефонов одновременно очень мало оперативной памяти, некоторые из них даже 200 МБ.
Неудивительно, что первая среда выполнения Android, известная как Dalvik, , была реализована для оптимизации именно этого одного параметра: использования ОЗУ .
Таким образом, вместо компиляции всего приложения в машинный код перед его запуском оно использовало стратегию под названием Just In Time compilation , короче JIT.
В этой стратегии компилятор работает как интерпретатор. Он компилирует небольшие фрагменты кода во время выполнения приложения — во время выполнения .
И поскольку Dalvik компилирует только тот код, который ему нужен, и выполняет это во время выполнения, это позволяет экономить много оперативной памяти .
Но у этой стратегии есть один серьезный недостаток — поскольку все это происходит во время выполнения, очевидно, что отрицательно сказывается на производительности во время выполнения.
В конце концов, были внесены некоторые оптимизации, чтобы сделать Dalvik более производительным.Некоторые из часто используемых скомпилированных фрагментов кода были кэшированы и больше не перекомпилировались. Но это было очень ограничено из-за того, что в то время было мало оперативной памяти.
Это работало нормально пару лет, но тем временем телефоны становились все более производительными и получали все больше и больше оперативной памяти. А поскольку приложения становились все больше, влияние JIT на производительность становилось все более серьезной проблемой.
Вот почему в Android L была представлена новая среда выполнения Android: ART.
Способ работы ART в Android L на 180 градусов отличался от того, что мы знали от Dalvik.ART вместо использования компиляции Just in Time, как это было сделано в Dalvik, использовал стратегию под названием Ahead of Time compilation .
В ART вместо интерпретации кода во время выполнения код был скомпилирован перед запуском приложения, а когда приложение было запущено, машинный код уже был подготовлен.
Этот подход значительно повысил производительность среды выполнения, так как запуск машинного кода в машинном коде выполняется даже в 20 раз быстрее, чем при простой компиляции во времени.
Недостатки:ART в Android L использовал намного больше оперативной памяти, чем Dalvik.
Еще одним недостатком является то, что потребовалось больше времени для установки приложения , поскольку после загрузки APK все приложение нужно было преобразовать в машинный код, а также потребовалось больше времени для выполнения обновления системы , потому что все приложения должны быть повторно оптимизированным.
Для часто запускаемых частей приложения очевидно окупается его предварительная компиляция, но на самом деле большая часть приложения открывается пользователями очень и очень редко, и почти никогда не окупается, если предварительно скомпилировать все приложение целиком.
И именно поэтому в Android N компиляция Just In Time была возвращена в среду выполнения Android вместе с так называемой компиляцией с указанием профиля .
Компиляция под управлением профиля — это стратегия, которая позволяет постоянно улучшать производительность приложений Android по мере их запуска. По умолчанию приложение компилируется с использованием стратегии Just in Time compilation , но когда ART определяет, что некоторые методы являются «горячими», что означает, что они выполняются часто, ART может выполнить предварительную компиляцию и кэширование этих методов для достижения наилучшей производительности.
Эта стратегия позволяет обеспечить максимальную производительность для ключевых частей приложения при одновременном сокращении использования оперативной памяти. Поскольку, как оказалось, для большинства приложений часто используется от 10% до 20% кода.
После этого изменение ART больше не повлияло на скорость установки приложений и обновлений системы. Предварительная компиляция ключевых частей приложения происходила только тогда, когда устройство находилось в режиме ожидания и заряжалось, чтобы минимизировать влияние на аккумулятор устройства.
Единственным недостатком этого подхода является то, что для получения данных профиля и предварительной компиляции часто используемых методов и классов пользователь должен фактически использовать приложение. Это означает, что несколько первых использований приложения могут быть довольно медленными. , потому что в этом случае будет использоваться только компиляция Just in Time.
Вот почему для улучшения первоначального взаимодействия с пользователем в Android P, Google представил профилей в облаке .
Основная идея профилей в облаке заключается в том, что большинство людей используют приложение примерно одинаково. Итак, чтобы повысить производительность сразу после установки, мы можем собирать данные профилей людей, которые уже использовали это приложение.Эти агрегированные данные профиля используются для создания файла, который называется общим основным профилем для приложения.
Итак, когда новый пользователь устанавливает приложение, этот файл загружается вместе с приложением. ART использует его для предварительной компиляции классов и методов, которые часто используются большинством пользователей. Таким образом, новых пользователей получают лучшую производительность сразу после загрузки приложения.
Это не означает, что старая стратегия больше не используется. После того, как пользователь запустит приложение, ART соберет данные профиля конкретного пользователя и перекомпилирует код, который часто используется этим конкретным пользователем, когда устройство находится в режиме ожидания.
И самое приятное во всем этом то, что нам, разработчикам, создающим приложения, не нужно ничего делать, чтобы включить эту функцию. Все это происходит за кулисами Android Runtime.
Android Runtime отвечает за компиляцию байт-кода, который является частью APK, в машинный код для конкретного устройства, который может быть понят непосредственно ЦП.
Первая реализация Android Runtime называлась Dalvik , в которой использовалась компиляция Just in Time для оптимизации использования оперативной памяти, которой в то время было очень мало.
Чтобы повысить производительность в Android L, была представлена ART , в которой использовалась компиляция Ahead of time. Это позволило достичь лучшей производительности во время выполнения, но привело к увеличению времени установки и увеличению использования оперативной памяти.
Вот почему в Android N JIT был возвращен в ART, а компиляция по профилю позволила добиться лучшей производительности для часто выполняемых частей кода.
Чтобы пользователи могли получить максимальную производительность сразу после установки приложения в Android P, Google представил профили в облаке , который дополняет предыдущие оптимизации, добавляя файл общего профиля , который загружается с APK и позволяет ART предварительно компилировать части кода, которые чаще всего запускаются предыдущими пользователями приложения.
Все эти оптимизации позволяют Android Runtime делать наши приложения максимально производительными 🚀.
Android: Dalvik vs ART. Основные сведения о Dalvik VM, ART и… | Андрей Сущевич
В этой статье мы поговорим о среде выполнения Android. Примечательно, что мы обещаем быть краткими и кратко объяснить различия ART и Dalvik (DVM) в Android.
Давайте сначала проясним разницу между JVM и DVM.
Виртуальная машина Java — это виртуальная машина, способная выполнять байт-код Java независимо от базовой платформы.Он основан на принципе «Пиши один раз, беги где угодно». Байт-код Java может работать на любой машине, поддерживающей JVM.
Компилятор Java преобразует файлы .java в файлы .class (байт-код). Байт-код передается JVM, которая компилирует его в машинный код для выполнения непосредственно на ЦП.
Функции JVM:
- Архитектура стека. Стек используется как структура данных, в которой размещаются и хранятся методы. Работает по схеме LIFO или «Последним пришел — первым ушел».”
- Запускает только файлы .class .
- Использует JIT-компилятор.
Виртуальная машина Dalvik (DVM) — это виртуальная машина Java, разработанная и написанная Дэном Борнштейном и другими как часть мобильной платформы Android.
Можно сказать, что Dalvik — это среда выполнения для компонентов операционной системы Android и пользовательских приложений. Каждый процесс выполняется в своем изолированном домене. Когда пользователь запускает приложение (или операционная система запускает один из его компонентов), ядро виртуальной машины Dalvik (Zygote Dalvik VM) создает отдельный безопасный процесс в общей памяти, где виртуальная машина развертывается непосредственно в качестве среды для запуска приложения. .Короче говоря, Android внутри выглядит как набор виртуальных машин Dalvik, на каждой из которых выполняется приложение.
Характеристики DVM:
- Архитектура на основе регистров. Структура данных с размещенными там методами основана на регистрах процессора. Из-за отсутствия POP и PUSH инструкции в регистровой ВМ выполняются быстрее, чем аналогичные в стековой ВМ.
- Выполняет байт-код своего формата. Android dexer (мы поговорим об этом позже) конвертирует файлы .class в файлы .Формат dex оптимизирован для исполнения DVM. В отличие от файла .class , файл .dex содержит сразу несколько классов.
Если вам интересно, вы можете узнать больше об архитектуре DVM здесь.
Решающим шагом в создании APK является преобразование байт-кода Java в байт-код .dex , чтобы разработчики Android Runtime и Android знали об этом. Компилятор dex в основном работает «под прикрытием» при разработке обычных приложений, но он напрямую влияет на время сборки приложения, .dex и производительность во время выполнения.
Как уже упоминалось, расширение. dex Сам файл содержит сразу несколько классов. Повторяющиеся строки и другие константы, используемые в нескольких файлах .class , включены только для экономии места. Байт-код Java также преобразуется в альтернативный набор команд, используемый DVM. Несжатый файл .dex обычно на несколько процентов меньше, чем сжатый архив Java (JAR) из тех же файлов .class .
Первоначально .Файлы класса были преобразованы в .dex с помощью встроенного компилятора DX. Но начиная с Android Studio 3.1 и далее компилятором по умолчанию был D8. По сравнению с компилятором DX, D8 компилирует быстрее и выводит файлы .dex меньшего размера, обеспечивая высокую производительность приложений во время выполнения. Полученный байт-код минимизируется с помощью утилиты ProGuard с открытым исходным кодом. В итоге получаем тот же файл .dex , но меньшего размера. Затем этот файл используется для создания APK и, наконец, для его развертывания на устройстве Android.
После D8 в 2018 году появился R8, который по сути является тем же D8, но обновленным.
При работе с Android Studio 3.4 и Android Gradle 3.4.0 плагином или выше Proguard больше не используется для оптимизации кода во время компиляции. Плагин по умолчанию работает с R8, который сам выполняет сжатие, оптимизацию и обфускацию кода. Хотя R8 предлагает только подмножество функций, предоставляемых Proguard, он позволяет выполнить преобразование байт-кода Java в байт-код dex один раз, что еще больше сокращает время сборки.
Все мы знаем, что большинство приложений используют сторонние библиотеки, такие как Guava, Jetpack, Gson, Google Play Services. Когда мы используем одну из этих библиотек, часто в приложении используется только небольшая часть каждой библиотеки. Без сжатия кода весь код библиотеки сохраняется в вашем приложении.
Это происходит, когда разработчики используют подробный код для улучшения читаемости и удобства сопровождения. Например, можно использовать осмысленные имена переменных и шаблон построения, чтобы другим было легче понять ваш код.Но такие шаблоны обычно приводят к большему количеству кода, чем необходимо.
В этом случае на помощь приходит R8. Это позволяет значительно уменьшить размер приложения за счет оптимизации объема кода, фактически используемого приложением.
В качестве примера я приведу цифры из отчета Shrinking Your App with R8, представленного на Android Dev Summit ’19:
И ниже вы можете увидеть эффективность R8, когда была представлена бета-версия (взято из блога разработчиков Android источник):
Для получения подробной информации проверьте официальную документацию и отчет, упомянутый выше.
DVM был специально разработан для мобильных устройств и использовался как виртуальная машина для запуска приложений Android вплоть до Android 4.4 Kitkat.
Начиная с этой версии ART была представлена как среда выполнения, а в Android 5.0 (Lollipop) ART полностью заменил Dalvik.
Основное видимое различие между ART и DVM состоит в том, что ART использует компиляцию AOT, а DVM — компиляцию JIT. Не так давно в ART начали использовать гибрид AOT и JIT. Мы рассмотрим это немного подробнее.
DVM
- Использует JIT-компиляцию: всякий раз, когда вы запускаете приложение, часть кода, необходимая для выполнения приложения, компилируется. Остальной код компилируется динамически. Это замедляет запуск и работу приложения, но сокращает время установки.
- Ускоряет запуск устройства, поскольку кеш приложения создается во время выполнения.
- Приложения DVM требуют меньше памяти, чем работающие в ART.
- Снижает производительность батареи за счет увеличения нагрузки на ЦП.
- Dalvik является «устаревшим» и не используется в версиях Android выше 4.4.
ART
- Использует компиляцию AOT, то есть компилирует весь код во время установки приложения. Это ускоряет запуск и работу приложений, но требует больше времени на установку.
- Замедляет запуск устройства, так как кеш создается во время первой загрузки.
- Из-за подхода к компиляции AOT требует больше памяти по сравнению с приложениями DVM.
- Повышает производительность батареи за счет снижения нагрузки на ЦП из-за отсутствия компиляции при запущенных приложениях.
- Улучшенная сборка мусора. При использовании Dalvik сборщикам мусора приходилось выполнять два прохода кучи, что приводило к плохому UX. В случае ART это не так: он очищает кучу один раз для консолидации памяти.
Начиная с Android 7, среда выполнения Android включает JIT-компилятор с профилированием кода. Компилятор JIT дополняет компилятор AOT, улучшает производительность во время выполнения, экономит дисковое пространство и ускоряет обновление приложений и системы.
Выполняется по следующей схеме:
Вместо того, чтобы запускать AOT-компиляцию каждого приложения во время установки, он запускает приложение под виртуальной машиной с помощью JIT-компилятора (почти так же, как в Android <5.0), но отслеживая наиболее часто выполняемые фрагменты кода приложения. Эта информация после используется для AOT-компиляции этих фрагментов кода. Последняя операция выполняется только тогда, когда смартфон находится в неактивном состоянии, который находится на зарядке.
Проще говоря, теперь два разных подхода работают вместе, что дает свои преимущества:
- Более эффективная компиляция — когда вы запускаете приложение, компилятор может узнать о его работе гораздо больше, чем при выполнении статического анализа, и, как результат , для каждой ситуации применяются более подходящие методы оптимизации.
- Сохранение ОЗУ и постоянной памяти — байт-код более компактен, чем машинный код. Когда мы выполняем AOT-компиляцию только отдельных частей приложения и не компилируем приложения, которые пользователь не использует, мы можем значительно сэкономить. Пространство NAND-памяти;
- Резкое увеличение скорости установки и первой загрузки после обновления системы — без компиляции AOT, без задержки.
Более подробную информацию о реализации JIT-компилятора в ART можно найти здесь.
В этой статье мы проанализировали основные различия между DVM и ART и в целом рассмотрели, как Android со временем улучшал свои инструменты разработки.
ART все еще находится в разработке: добавляются новые функции, улучшающие работу как пользователей, так и разработчиков.
Надеемся, эта статья будет полезна тем, кто только начинает работать с Android.
Разница между Dalvik и ART в Android
Среда выполнения Android (ART ) — это управляемая среда выполнения, используемая приложениями и некоторыми системными службами на Android. ART и его предшественник Dalvik изначально создавались специально для проекта Android.ART и Dalvik — это совместимые среды выполнения с байт-кодом Dex, поэтому приложения, разработанные для Dalvik, должны работать при работе с ART.
DalvikВиртуальная машина Dalvik или DVM — это виртуальная машина на основе регистров, разработанная и написанная Дэном Борнштейном. Виртуальная машина Dalvik была названа Борнштейном в честь рыбацкой деревни «Далвик» в Эйяфьордуре, Исландия, где раньше жили некоторые из его предков. Dalvik — это виртуальная машина (ВМ) с прекращенной поддержкой процессов в ОС Android, которая выполняет приложения, написанные для Android.Формат байт-кода Dalvik по-прежнему используется в качестве формата распространения, но больше не во время выполнения в новых версиях Android. Сам Android — это система Linux, на которой стоит Dalvik. DVM берет приложение для Android, превращает его из кода Java в байт-код, который может запускать система Linux. По сути, простой java-код компилируется в JIT-компиляторе в байт-код во время выполнения для запуска на машине. Это может привести к замедлению, поскольку компиляция во время выполнения, особенно во время выполнения, занимает много времени. Следовательно, производители и OEM-производители иногда выставляют свои приложения как odexed.Существует 2 типа файлов:
- .dex (исполняемый файл Dalvik). файл — это файл скомпилированного кода Android. Затем эти файлы .dex архивируются в один файл .apk.
- .odex файл создается операционной системой Android для экономии места и увеличения скорости загрузки приложения Android (файл .apk).
dexopt используется для оптимизации DEX в ODEX (оптимизированный DEX), который содержит оптимизированный байт-код. Таким образом, весь процесс в DVM можно резюмировать как:
Исходный код JAVA (.java) -> Байт-код (.dex) -> DVM
DVM лучше подходит для устройств с небольшим объемом памяти. Но это медленнее, так как компиляция выполняется после установки.
ART
В более новой версии Android, в частности, начиная с версии 4.4 KitKat, существует концепция ART в качестве альтернативы DVM. ART (Android Run Time) является преемником DVM, который использует те же файлы байт-кода и .dex (но не файлы .odex), при этом преемственность направлена на повышение производительности, прозрачное для конечных пользователей.Android 5.0 «Lollipop» — первая версия, в которой ART — это , только включенная среда выполнения. Теперь то, что делает ART, — это приложения, которые полностью скомпилированы при установке на устройство. Следовательно, более высокая производительность, поскольку нет необходимости преобразовывать код в байт-код, а затем компилировать. Но недостатком является то, что вам нужно больше места для хранения и немного больше времени для установки из-за компиляции во время установки, что означает, что он должен постоянно находиться на устройстве. Следовательно, вместо относительно небольшого java-кода у нас есть более крупный байт-код / машинный код.Возможно, вы слышали термины odexed и deodexed . В этом случае вы берете небольшую часть приложения, а затем предварительно компилируете ее, они могут продолжить и оптимизировать часть своего приложения для работы на своем устройстве, поэтому они предварительно скомпилировали этот раздел приложения и остальная часть компилируется во время выполнения. Это делает его немного быстрее и производительнее, чем в Dalvik. Но этот подход требует немного больше места для хранения.
Пример: Samsung с TouchWiz .. TouchWiz основан на многих вещах, предварительно скомпилированных, и, следовательно, когда они деодексированы, вы можете изменить их шаблон или изменить вид, потеряв при этом некоторые преимущества в производительности.
Прежде чем читать дальше, помните, что dex2oat используется для оптимизации и компиляции .dex в файл .oat, который может содержать машинный код в формате ELF. ART компилирует приложения с помощью находящегося на устройстве инструмента dex2oat. Эта утилита принимает файлы DEX в качестве входных данных и генерирует скомпилированный исполняемый файл приложения для целевого устройства. Когда приложение установлено, Android автоматически оптимизирует данные приложения и создает соответствующий файл OAT.Файл OAT создается операционной системой Android для ускорения времени загрузки приложения Android (файл .APK). Android использует этот файл для более быстрой загрузки приложения и повышения удобства работы пользователей.
Разница между DVM и ART
ВИРТУАЛЬНАЯ МАШИНА DALVIK C | ВРЕМЯ ЗАПУСКА ANDROID | |
|---|---|---|
| Кэш создается во время первой загрузки | ||
| Занимает меньше места из-за JIT | Занимает много места внутри хранилища из-за AOT | |
| Лучше всего подходит для небольших устройств хранения | Лучше всего подходит для больших устройств хранения | |
| Стабильная и протестированная виртуальная машина | Экспериментальная и новая — сравнительно небольшая поддержка приложений | |
| Более длительное время загрузки приложения | Чрезвычайно быстрее и плавнее Время загрузки приложений и меньше загрузки процессора | |
| Использует компилятор JIT ( JIT: Just-In-Time) Таким образом, потребление дискового пространства | Использует компилятор AOT (с опережением времени), тем самым компилируя приложения при установке. сравнительно ниже, поскольку компиляция выполняется позже | Время установки приложения больше, поскольку компиляция выполняется во время установки |
| DVM конвертирует байт-код каждый раз, когда вы запускаете определенное приложение. | ART преобразует его только один раз во время установки приложения. Это упрощает выполнение CPU. Увеличенное время автономной работы за счет более быстрого выполнения. |
Это зависит от устройства, вашего собственного устройства и предпочтений: в долгосрочной перспективе ART лучше, но приложения действительно становятся больше, требуя большого дискового пространства со временем, в отличие от flappy bird, который занимал всего 1 МБ и требовал меньше места. Следовательно, устройства в будущем нуждаются в расширении хранилища, если ART собирается доминировать на рынке в ближайшие несколько лет.В Android Lolipop DVM был заменен на ART. Потому что DVM конвертирует байт-код каждый раз, когда вы запускаете определенное приложение. Но ART конвертирует его только один раз во время установки приложения. Это упрощает выполнение CPU. ARM — это архитектура. Подобно MIPS, x86 и т. Д. DVM / ART работает поверх ARM. Оба они не могут заменить друг друга.
Хотите более динамичную и конкурентную среду для изучения основ Android?
Щелкните здесь, чтобы перейти к уникальному руководству, составленному нашими экспертами с целью мгновенно подготовить вашу отрасль! Анализ производительностиAndroid Runtime с использованием New Relic: ART vs.Дальвик
В этом году на Google I / O мы увидели ряд впечатляющих улучшений производительности от команды Android Runtime (ART). Если вы пропустили введение во время выступления, вы можете посмотреть подробное выступление здесь. Хотя сама ART не стала большим сюрпризом и с Android 4.4 скрывается глубоко в меню разработчика, самым важным объявлением было то, что Android L (следующий крупный выпуск ОС) по умолчанию переключится на ART. Давайте кратко рассмотрим некоторые из новых функций, включенных в ART, чтобы увидеть, как они сочетаются с Dalvik, текущей средой выполнения.
В, пожалуй, наиболее важном улучшении, теперь ART компилирует ваше приложение в собственный машинный код при установке на пользовательское устройство. Известная как предварительная компиляция, вы можете ожидать значительного увеличения производительности, поскольку компиляторы настроены для определенных архитектур (таких как ARM, x86 или MIPS). Это устраняет необходимость своевременной компиляции при каждом запуске приложения. Таким образом, установка вашего приложения займет немного больше времени, но при запуске оно будет загружаться быстрее, поскольку многие задачи, выполняемые во время выполнения на виртуальной машине Dalvik, такие как проверка классов и методов, уже выполнены.
Затем команда ART работала над оптимизацией сборщика мусора (GC). Вместо двух пауз общей продолжительностью около 10 мс для каждого сборщика мусора в Dalvik вы увидите только одну, обычно менее 2 мс. Они также распараллелили части запусков сборщика мусора и оптимизировали стратегии сбора данных, чтобы знать о состояниях устройств. Например, полный сборщик мусора будет запускаться только тогда, когда телефон заблокирован и скорость реакции пользователя больше не важна. Это огромное улучшение для приложений, чувствительных к пропущенным кадрам. Кроме того, будущие версии ART будут включать сборщик сжатия, который будет перемещать фрагменты выделенной памяти в непрерывные блоки, чтобы уменьшить фрагментацию и необходимость убивать старые приложения для выделения больших областей памяти.
Наконец, ART использует совершенно новый распределитель памяти, называемый Rosalloc (распределитель запусков слотов). Большинство современных систем используют распределители, основанные на дизайне Дуга Ли, который имеет единственную глобальную блокировку памяти. В многопоточной объектно-ориентированной среде это мешает сборщику мусора и другим операциям с памятью. В Rosalloc более мелкие объекты, распространенные в Java, размещаются в локальной области потока без блокировки, а более крупные объекты имеют свои собственные блокировки. Таким образом, когда ваше приложение пытается выделить память для нового объекта, ему не нужно ждать, пока сборщик мусора освободит несвязанную область памяти.
Излишне говорить, что все эти улучшения сделали чудеса для производительности приложений и времени автономной работы. Во время основного выступления I / O этот слайд выскочил и привлек мое внимание:
Использование New Relic для сравнения ART и Dalvik
Это довольно серьезные претензии! Поскольку мы в New Relic дорожим производительностью приложений, я решил взглянуть на производительность Dalvik и ART с помощью нашего агента для Android.
Во-первых, мне нужно было небольшое приложение, которое продемонстрировало бы проблему с производительностью.Что может быть лучше для поиска ресурсоемкого кода, чем игра Great Computer Language Benchmarks Game? Я остановился на демонстрации спектральной нормы и поместил код в базовое приложение для Android. После добавления нескольких аннотаций @Trace, чтобы сообщить агенту New Relic о необходимости инструментария некоторых методов подъема тяжелых грузов, я запустил два изображения Genymotion, одно с включенным ART и одно с Dalvik. Через несколько минут я уже видел впечатляющие результаты:
В этом простом случае ART более чем в три раза быстрее, чем тот же код, работающий на виртуальной машине Dalvik.Фактически, мне пришлось запустить тест 10 раз, чтобы цифры были осязаемыми. Вот индивидуальный след на Dalvik VM:
А вот такой же тест на АРТ:
В Dalvik каждая итерация теста (выполняемая синхронно в собственном потоке) занимает около 1400 миллисекунд. На ART этот же тест занимает всего около 400 миллисекунд. Вы также можете видеть, что версия ART использовала примерно на 2 МБ меньше памяти (в данном случае на 20%).
Хотя мой быстрый и грязный тест ограничен операциями, интенсивно использующими процессор, результаты уже очень обнадеживают.Если вы хотите узнать больше об АРТ, обязательно ознакомьтесь с этим замечательным введением. Если вы хотите протестировать свое приложение на ART, вам обязательно нужно ознакомиться с этим руководством. Есть похожая история исполнения ART? Обязательно дайте нам знать.