Что лучше dalvik или art
Android изнутри: сравнение Dalvik и ART
Привет, Хабр! Около полугода назад я публиковал подробный «гайд» по JVM. Пост, в целом, зашел, а в комментариях спросили, не планируется ли “чего-то по андроиду”. Наконец, у меня дошли руки.
В этом посте поговорим о среде выполнения в Android. В частности, я постараюсь кратко, но емко изложить, чем отличается ART и Dalvik, и как со временем улучшились средства разработки в Android. Тема явно не новая, но, надеюсь, придется кстати тем, кто только начинает вникать. Кому интересно — добро пожаловать под кат.
Виртуальная машина
Сначала, давайте разберемся чем отличается JVM от DVM.
Java Virtual Machine — виртуальная машина, способная выполнять байт-код Java независимо от базовой платформы. Она опирается на принцип “Write once, run anywhere”. Байт-код Java может быть запущен на любой машине, способной поддерживать JVM.
Можно сказать, что Dalvik — это среда для выполнения компонентов операционной системы Android и пользовательских приложений. Каждый процесс выполняется в своём, изолированном адресном пространстве. Когда пользователь запускает приложение (либо операционная система запускает один из своих компонентов), ядро виртуальной машины Dalvik (Zygote Dalvik VM) создает отдельный, защищенный процесс в общей памяти, в котором непосредственно разворачивается VM, как среда для запуска приложения. Другими словами, изнутри Android выглядит как набор виртуальных машин Dalvik, в каждой из которых исполняется приложение.
Подробно об архитектуре DVM можно почитать тут.
Android Dexer
Изначально, class-файлы преобразовывались в dex-файлы с помощью встроенного DX-компилятора. Но начиная с Android Studio 3.1 и далее, компилятором по умолчанию стал D8. По сравнению с DX-компилятором, D8 компилирует быстрее и выводит dex-файлы меньшие по размеру, при этом обеспечивая более высокую производительность приложения во время исполнения. Полученный таким образом байт-код dex подвергается минификации с помощью open-source утилиты ProGuard. В итоге, мы получаем тот же dex-файл, но только меньше. Далее этот dex-файл используется для сборки apk и, наконец, для развертывания на устройстве Android.
Но следом за D8 в 2018 году пришел R8, который, по сути, является тем же D8, только с дополнениями.
При работе с Android Studio 3.4 и Android Gradle 3.4.0 plugin или выше, Proguard больше не используется для оптимизации кода во время компиляции. Вместо этого плагин работает по умолчанию с R8, который сам выполняет Code shrinking, Optimisation и Obfuscation. Хотя R8 предлагает только подмножество функций, предоставляемых Proguard, он позволяет совершить процесс преобразования Java байт-кода в dex-байт-код единоразово, что еще больше сокращает время сборки.
R8 и сокращение кода
Как правило, приложения используют сторонние библиотеки, такие как Jetpack, Gson, Google Play Services. Когда мы используем одну из этих библиотек, часто в приложении используется только малая часть каждой отдельной библиотеки. Без Code shrinking, весь код библиотеки сохраняется в вашем приложении.
Бывает так, что для улучшения читаемости и удобства поддержки приложения разработчики используют подробный код. Например, могут быть использованы значимые имена переменных и шаблон проектирования для того, чтобы другим было удобнее разобраться в коде. Но шаблоны, как правило, приводят к бОльшему объему кода, чем это необходимо.
В этом случае R8 приходит на помощь. Он позволяет существенно уменьшить размер приложения, оптимизируя размер даже того кода, который действительно используется приложением.
В качестве примера, ниже преведены цифры из доклада Shrinking Your App with R8, который был представлен на Android Dev Summit ’19:
А вот так выглядело сравнение эффективности R8 на этапе выпуска бета-версии (взято из источника Android Developers Blog):
Детальнее можно ознакомиться в оф документации и докладе.
ART vs DVM в Android
DVM была спроектирована именно для мобильных устройств и использовалась как виртуальная
машина для запуска андроид приложений вплоть до Android 4.4 Kitkat.
Начиная с этой версии, ART был представлен как среда выполнения, а в Android 5.0 (Lollipop) ART полностью заменил Dalvik.
Основное явное отличие ART от DVM состоит в том, что ART использует AOT компиляцию, а DVM — JIT компиляцию. Не так давно ART начал использовать гибрид AOT и JIT. Далее разберем это чуть подробнее.
И небольшая схема Dalvik vs ART:
JIT + AOT в ART
Среда выполнения Android (ART), начиная с Android 7, включает компилятор JIT с профилированием кода. JIT-компилятор дополняет AOT компилятор и повышает производительность во время выполнения, экономит место на диске и ускоряет обновления приложений и системы.
Происходит это по следующей схеме:
Вместо того, чтобы запускать AOT-компиляцию каждого приложения на этапе установки, он запускает приложение под управлением виртуальной машины, используя JIT-компилятор (почти так же, как в Android
ART идет на смену Dalvik
Хочу поделиться интересной новостью про новую функцию, появившуюся в Android 4.4, о которой на презентации и в появившихся после обзорах не было сказано — о новой среде выполнения приложений на мобильной ОС — ART, которая приходит на смену почтенному Dalvik. Потенциально это может сильно повысить производительность приложений, без необходимости в их перекомпиляции. Из минусов — большее время установки, больший занимаемый размер, возможно неработоспособность некоторых функций. Цель поста — донести до уважаемого сообщества доступные сведения и узнать про технологии больше.
Пока удалось найти такую информацию на сайте Youhtc.ru
»
Последние несколько лет важной частью работы создателей Android стала борьба с главной врожденной «болезнью» системы — лагами в анимации интерфейса. Первым серьезным шагом в эту сторону стал Project Butter, анонсированный вместе с Android 4.1 Jelly Bean и действительно «ускоривший» систему, но не решивший проблему в корне. В Google это осознают, поэтому готовят ART — замену виртуальной машине Dalvik.
Даже сейчас, в век многоядерных производительных процессоров, при определенном стечении обстоятельств можно заметить, что анимация в Android отрисовывается не идеально, а между некоторыми действиями есть видимые заминки. Проблема комплексная, потому для ее решения нужно было предпринять много шагов — в качестве одного из них решили сменить Dalvik на прекомпилятор ART.
Сейчас Android-код выполняется в Java-машине, созданной Google специально для мобильных устройств, при этом он «на ходу» преобразуется в аппаратный (Just-In-Time Compilation). Такой механизм позволяет разработчику приложения практически не привязываться к конкретной архитектуре или «железу», но наносит серьезный урон производительности, нагружая процессор во время компиляции. Конечно, после первого самого «тормозного» запуска программы часть полученного «нативного» кода сохраняется в кеше, однако полностью проблему лагов это не решает.
ART же представляет из себя AOT-компилятор (Ahead-Of-Time), который преобразует Java-код в «нативный» в процессе установки приложения. То есть пользователь запускает программу уже скомпилированной, что существенно ускоряет ее открытие и выполнение. Вдвойне интересно, что ART уже встроен в Android 4.4 KitKat и активировать его можно в меню разработчика. После переключения на libart.so (библиотека компилятора) устройство перезагружается и компилирует все уже установленные приложения. Ребята из Android Police, внимательно изучившие ART, утверждают, что на кастомных прошивках из AOSP этого делать пока не стоит — могут возникнуть проблемы с пакетом программ от Google.
Даже учитывая неокончательное состояние ART, переход на него существенно влияет на скорость выполнения ресурсоемких задач и плавность работы интерфейса, а также позволяет многоядерным процессорам чаще отключать неиспользуемые ядра, что дает выигрыш во времени автономной работы устройства. Существуют у новой системы компиляции минусы, хотя их сложно назвать значительными: более продолжительное время установки и увеличение финального размера программы на 10-20%. Правда, растет размер лишь кодовой части, которая часто занимает менее половины приложения — мультимедиа (картинки, звук, видео) и другие данные своего размера не меняют.
Оказывается, Google уже не первый год работают над ART и включение его в KitKat — абсолютно обдуманное решение, позволяющее создателям системы провести серьезное тестирование, а разработчикам приложений — подготовиться к грядущему «уходу» Dalvik. Пока не ясно, насколько на новый компилятор повлияли разработчики из FlexyCore, которых Google купили в октябре текущего года, но начинался проект внутри самого поискового гиганта.
В Google пока не говорят, как скоро ART заменит Dalvik, однако ничего не мешает корпорации сделать это уже в следующей версии системы. Интересно, что как и Project Butter, компилятор не требует трудозатрат от разработчиков приложений — они все так же будут писать код на хорошо знакомом языке, используя отработанные практики.
«
У меня нет устройства на Android 4.4 чтобы самому попробовать новую технологию, но уже доступен образ системы от Google, который можно «пощупать» в эмуляторе.
У меня остаются вопросы, будет ли эта функция доступна на других устройствах с Android 4.4 не от Google: Samsung, HTC и т.д. Все ли функции приложения будут корректно работать после перевода на новую платформу?
Информации крайне мало, пишите, пожалуйста, в комментариях, где ее можно почерпнуть в бОльшем размере.
Разбираемся в тонкостях программ Art и Dalvik
Версия Android 4.4 помимо расширенной функциональности, предлагает пользователям принципиально новый способ обработки данных. В предыдущих версиях компиляция файлов выполнялась в среде Dalvik. Это виртуальная машина Android, которая переводит зашифрованный файл в язык программирования, доступный считыванию процессором мобильного устройства. В новой версии СО для смартфонов, корпорацией Google используется среда выполнения ART, которая по уверению разработчиков обладает большей производительностью. ART или Dalvik? Попробуем разобраться в этой статье.
Что такое компиляция?
Любое приложение, которое вы скачиваете на телефон или компьютер, написано на компьютерном языке. Учитывая, что гаджеты работают на разных платформах, существует виртуальная среда исполнения, которая дешифрует программу. Таким образом, процессор телефона, может прочитать файл, который вы используете. По сути, это виртуальный дисковод, обеспечивающий безопасность и производительность устройства. Вот основные преимущества, которые даёт среда исполнения:
В чём преимущество новой среды ART?
Инструменты ART и Dalvik выполняют схожие функции, поэтому выявить преимущества новой виртуальной машины можно лишь путём сравнения. Рассмотрим достоинства и недостатки каждой среды выполнения.
Среда выполнения Dalvik устанавливается с 2008 года. По сути, этот инструмент является ровесником операционной системы. Этот инструмент использует способ компиляции файлов JUST IN TIME. Суть заключается в том, что преобразователь кода активируется вместе с запуском приложения. Недостаток такого способа компиляции заключается в повышенном потреблении ресурсов процессора при запуске программ. В результате некоторые используемые файлы откровенно тормозят или вылетают.
Частично решить проблему помогает кэширование декодированных данных. При каждом запуске файла, часть данных отправляется в кэш, что способствует повышению производительности.
Важно! При обновлении приложения кэш становится неактуальным, поэтому полностью избавиться от зависания приложений не получится!
ART в Android появился сравнительно недавно. В версии 4.4 новая среда проходила тестирование, а в Android 5.0 установлена по умолчанию. Разработчики учли ошибки предыдущей версии, поэтому работа новой среды выполнения заметно улучшилась. Например:
Среди выявленных недостатков выделяется следующее:
Как активировать ART
Чтобы включить среду выполнения на мобильном устройстве, потребуется выполнить такую последовательность действий:
ART vs Dalvik — так в чем же разница?
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.
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.
Комментариев 7
Интересная статья, вот главный косяк этой новой чудо art то что некоторые устройства начинают работать ужасно. Я переключал у себя на арт, ждал минут 20 и в конце концов закончилась оптимизация но! Прт первых же минутах все приложения отрубились с ошибкой а так же гас экран хорошо хоть смог вернуть обратно все. Я думаю что лучше эта среда для мощного железа нужна.
Переключился на АРТ. Стабильней. Sony Xperia M2 lte. Droid 4.4.4 cyanogenmod 11
После смены среды началась перезагрузка, и все время перезагружает и есть черный-серый фон и так и загружает рабочий фон, телефон M-HORSE прототип SUMSUNG
Переключаю туда и обратно,перезагрузка проходит как обычно быстро,все работает одинаково в обоиx вариантаx,не плюсов не минусов не вижу…
Good Day I Am So Happy I Found Your Website, I
Found You By Mistake, While I Was Searching On Aol For
Something Else, Anyhow I Am Here Now And Would Just Like To Say Many Thanks For
A Remarkable Post And An All Round Entertaining Blog
I Don’t Have Time To Read It, All At The Moment But I Have BookMarked It
And Also Added In Your RSS Feeds, So When I Have Time I Will Be Back To Read More,
Please Do Keep Up The Fantastic Job. You can also check; http://www.techinpost.com/fixed-windows-error-32-code-problem-permanently
У меня телефон HTC desire 526 g,я переключился на ART минут 15 ждал когда все перенастроится,и у меня все отлично работает,не лагает,все игры идут.и телефон быстрее начал работать.
ART и Dalvik: Как оно работает
Внутри последней итерации операционной системы Android нашлось место для многих изменений и усовершенствований. Большинство из них сразу же бросается в глаза даже рядовому пользователю данной системы. Это, конечно же, установка в качестве стандартного месседжера приложения Hangouts, переделанное меню набора номеров и добавление клавиатуры Emoji. Бывалые же приверженцы Android наверняка ощутят прилив производительности в сравнении с более старыми ее релизами. Однако не обошлось и без скрытых сторон, которые, согласно логике, должны представлять интерес лишь для разработчиков. Впрочем, значимость одного из подобных нововведений особенно велика. Кроме того, вскоре оно коснется каждого из нас, а потому умолчать о его подробностях было бы просто преступлением.
Наверное, многие из вас хотя бы краем уха слышали о том, что в Android KitKat появился особый режим. Суть его заключается в более быстром запуске приложений и в более стабильном и плавном их выполнении. Возможно, попытки разобраться в данном вопросе самостоятельно не были увенчаны успехом. Оно и неудивительно: слова «виртуальная машина» и «компиляция» способны испугать кого-угодно, особенно, если информация потребляется из англоязычного источника. Для решения данной проблемы мы решили разобраться в сути вопроса самостоятельно, изложив его в максимально доступном виде.
Немного базовых понятий
Прежде чем ознакомиться с сутью нововведения, необходимо получить представление о некоторых деталях. Первая из них — среда выполнения приложений. Говоря простым языком, пресловутое понятие является сборником инструкций, которые выполняются во время работы того или иного приложения. Инструкции, в свою очередь, осуществляют перевод программного кода в код, который в состоянии запустить система. Соответственно, абсолютно все компьютерные языки нуждаются в определенной среде выполнения ради запуска приложений, написанных на них.
В качестве среды выполнения в нашей любимой операционной системе Android используются виртуальные машины, первая из которых — Dalvik — заработала еще в далеком 2007 году. Именно ей мы и обязаны периодическими зависаниями интерфейса и порой медлительными запусками приложений. Впрочем, данная проблема уже скоро может стать частью истории.
Почему именно виртуальные машины?
Данный тип среды выполнения имеет два безоговорочных плюса, которые облегчают жизнь не только разработчикам, но и нам, пользователям. Первое достоинство — защита системы. Виртуальная машина неслучайно называется виртуальной: ее работа абсолютно изолирована от операционной системы. Соответственно, ошибка или банальное зависание никак не скажется на работоспособности вашего устройства.
Второй плюс — кросплатформенность. Виртуальная машина сможет запустить приложение, даже если оно создано на PC.
Преимущества и недостатки Dalvik
Dalvik, как и все в этом мире, неидеальна. Причиной периодических подергиваний интерфейса является тип преобразования кода приложения в аппаратный. Данная машина проделывает это в прямом эфире, а называется такой тип компиляции Just-In-Time. Соответственно, предугадать появление багов практически невозможно, поскольку подобное может произойти в любой момент. Особенно велика вероятность подобного во время первого запуска, когда часть преобразованного кода даже не сохранена в кеше.
Проблема медлительности первого запуска, кстати, вовсе не случайна. Подобное происходит из-за того, что системе необходимо собрать воедино все необходимые для запуска приложения файлы и загрузить ими оперативную память. В конкретном случае больше всего страдают устройства с малым количеством оперативной памяти, для которых процесс загрузки чреват если не вылетом приложения, то хотя бы заметными задержками его выполнения.
Компиляция «на ходу» значительно нагружает процессор, однако одновременно с этим позволяет разработчикам не заниматься оптимизацией кода для каждого отдельного процессора и прочих составляющих устройства.
Исправить вышесказанное призвана новая виртуальная машина, которая успела отметиться далеко не самым замысловатым названием — Android Runtime. Или же сокращенно — ART.
Преимущества и недостатки ART
Новая виртуальная машина обрела жизнь вместе с Android 4.4 KitKat, однако на презентации ей не уделили должного внимания. Причиной этого является то, что ART все еще находится на экспериментальной стадии. Впрочем, хотя и Dalvik используется в качестве машины по умолчанию, переключиться на Android Runtime можно уже сейчас.
Однако не спешите это делать. Сначала необходимо ознакомиться с особенностям новой версии.
Наиболее заметным преимуществом ART является новый тип компиляции, который получил название Ahead-Of-Time. Читатели, знающие английский язык, наверняка сразу же догадались, в чем дело. А дело в том, что процесс преобразования кода в новой версии осуществляется до запуска приложения — еще во время установки. Соответственно, сразу же вырисовываются несколько минусов, о которых, справедливости ради, стоит упомянуть. Это, во-первых, более длительный процесс установки, а во-вторых, больший объем конечного размера приложения. Еще один недостаток является следствием незрелости ART: виртуальная машина на данный момент работает далеко не со всеми приложениями.
Впрочем, список заслуг куда более значимый. Это, к примеру, более плавная работа интерфейса и более быстрая загрузка приложений. Кроме того, поскольку процесс компиляции осуществляется лишь единожды, он не будет в дальнейшем нагружать процессор, что станет причиной улучшенной автономности устройства.
Переключиться на виртуальную машину ART в меню разработчика могут владельцы устройств под управлением Android 4.4 с процессором Snapdragon.
Развитие данной технологии имеет огромный потенциал. На карте стоит развенчание мифа о медлительности и нестабильности Android, что не только порадует владельцев устройств под ее управлением, но и ликвидирует наиболее серьезный аргумент в спорах со стороны приверженцев iOS.
На данный момент представители компании Google не сообщают о сроках окончательного внедрения и замены Dalvik на ART. Хочется верить, что это произойдет уже очень скоро.