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

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

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

Что такое среда выполнения приложений (виртуальная машина)?

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

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

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

Зачем вообще использовать среду выполнения приложений?

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

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

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

Что же такое Dalvik и в чем его проблема?

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

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

Что такое ART и как он спасет мир?

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

Dalvik vs. ART

Давайте кратко сравним две виртуальные машины

ART пока эксперимент

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

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

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.