Dalvik vs art android

ART или Dalvik на Android — что это такое, что лучше, как включить

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.

Источник

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.

• 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.

• 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.

• 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.

• 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

Источник

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.

Новости, статьи и анонсы публикаций

Свободное общение и обсуждение материалов

На днях стало известно, что Google собирается отключить обновление приложений на своих старых Android-устройствах. Устройства продолжат работать, но со временем превратятся в простую звонилку. Это затронет пользователей Android 4.0.3 и 4.0.4. Резонный вопрос — мол, кто пользуется Android 4 в 2021 году?

Карты MicroSD уже много лет выручают пользователей по всему миру — достаточно лишь установить ее в устройство и сразу же появляется дополнительный объем памяти. Несколько лет назад я пытался снимать собственный блог, и мне пришлось использовать MicroSD, ведь в экшн-камере Sony не было собственной памяти. Вообще, после пары неприятных случаев я перестал использовать карточки памяти. Почему стоит перестать их использовать?

Все знают, что Android – это неоспоримый лидер рынка смартфонов, с которым не может тягаться даже iOS. Если изучить разбивку по операционным системам, то станет ясно, что более 2/3 рынка занимает Google, а остальным довольствуется Apple. Впрочем, это не мешает этим компаниям править бал на своей территории. Apple всячески ограничивает разработчиков и стремится не стать такой же, как Google, а Google навязывает производителям смартфонов свои правила. Иногда даже более странные, чем у Apple.

ART может и перспективный, но со стабильностью у него явные проблемы. Если телефон или планшет имеют deodex прошивку и кастомное recovery — лучше для улучшения производительности не ART включать, а поставить dalvic bionic patch.

во! в кои века нормальным языком описанная функция
правда теории больше чем практики, с какими популярными программами ART работает быстрее чем прошлый вариант?

Источник