Читать онлайн «Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework». Страница 25

Удаление JIT-компилированного кода является серьезным шагом, ибо часть этого кода придется JIT-компилировать повторно, но эта мера может оказаться весьма эффективной, если значительная часть ранее JIT-компилированного кода больше не потребуется для выполнения приложения. Это часто имеет место в тех случаях, когда заметная доля кода приходится на "начальный" код, используемый лишь для настройки последующего выполнения, или когда приложение разделяется на логические блоки, которые не обязательно должны выполняться все одновременно. Состояние памяти приложения вскоре после того, как отброшен весь возможный JIT-компилированный код, показано на рис. 3.9. Последующее размещение новых объектов и повторная JIT-компиляция кода методов осуществляются по мере необходимости.

Рис. 3.8. Удаление ранее JIT-компилированного кода и освобождение памяти, которая ранее была занята JIT-компилированным кодом методов

Рис. 3.9. Методы подвергаются повторной JIT-компиляции по мере их вызова, новые объекты размещаются в памяти, а отбрасываемые объекты становятся "мусором"

Производительность может резко снизиться, если приложение продолжает размещать в памяти все новые и новые объекты, не освобождая ее от старых. Такая ситуация будет приводить к возникновению условий, при которых единственное, что удается удерживать в памяти, — это активные объекты и код, непосредственно указанные в стеке приложения (или стеках, если речь идет о многопоточном выполнении). В этом случае обычный код должен непрерывно подвергаться JIT-компиляции и освобождать память, когда необходимость в нем отпадает, поскольку для хранения JIT- компилированного кода доступна лишь небольшая часть памяти системы. Таким образом, системе приходится выполнять много лишней работы, то есть она, как принято говорить, "молотит впустую", поскольку и приложение, и среда времени выполнения работают на полную мощность с низкой эффективностью лишь для того, чтобы поддерживать возможность выполнения кода небольшими порциями. По мере асимптотического приближения приложения к этому состоянию его производительность резко падает. Возникновения таких состояний следует избегать! Пример приложения, оказавшегося в подобном состоянии, проиллюстрирован на рис. 3.10.

Рис. 3.10. Чрезмерно интенсивная загрузка памяти. Активные объекты занимают всю доступную память даже после того, как она максимально освобождена от JIT-компилированного кода

.NET Compact Framework представляет собой богатую своими возможностями среду времени выполнения управляемого кода для мобильных устройств, пригодную для создания самых различных приложений, компонентов и каркасов приложений. Она с самого начала предназначалась для использования на устройствах, характеризующихся ограниченными ресурсами, но с самого начала проектировалась как совместимое на уровне двоичного кода подмножество платформы .NET Framework, ориентированной на настольные компьютеры и серверы. Подобно другим средам выполнения управляемого кода .NET Compact Framework включает в себя механизм выполнения собственных кодов и набор библиотек классов выполняющегося поверх него управляемого кода. Были применены стратегии проектирования, специально предназначенные для мобильных и встроенных устройств, что позволило обеспечить предоставление широкого подмножества функциональности платформы NET Framework и одновременно учесть специфику требований мобильных устройств в отношении размеров и производительности приложений.

Библиотеки классов, поставляемые в составе .NET Compact Framework версии 1.1, могут быть условно разбиты на пять логических блоков: 1) пользовательский интерфейс и поддержка графики, 2) поддержка XML, 3) поддержка клиентов Web-служб, 4) поддержка доступа к данным и всей связанной с этим функциональности, и 5) библиотеки базовых классов. Библиотеки базовых классов проектировались таким образом, чтобы разработчики приложений для настольных компьютеров чувствовали себя комфортно и уверенно при написании кодов для устройств; они должны найти здесь все средства, наличие которых могли ожидать. Сочетание указанных библиотек предоставляет разработчикам богатую палитру функциональных возможностей, которые позволяют создавать приложения коммерческого, производственного, научного и развлекательного характера. По всей видимости, в будущих версиях .NET Compact Framework будет добавлена поддержка моделей, обеспечивающих безопасность доступа кода, а также поддержка мультимедийных средств.

При создании приложений, предназначенных для выполнения в управляемых средах, особенно на мобильных устройствах, полезно иметь общее концептуальное представление о том, каким образом в таких средах осуществляется управление памятью и выполнением приложения. В .NET Compact Framework предлагается JIT-компиляция кода, а также освобождение памяти, используемой приложением, от "мусора". При нормальном выполнении приложения в очистке от "мусора" и периодическом уплотнении нуждается лишь память, занимаемая объектами. Если же необходимость в свободном пространстве возникает в условиях интенсивной загрузки памяти, то операции освобождения памяти и сборки мусора могут применяться также по отношению к JIT-компилированному коду. Аналогично тому, как в случае приложений, основанных на собственных кодах, возможно исчерпание памяти, серьезные проблемы, связанные с перерасходом памяти, могут возникать и в управляемых средах. Это происходит тогда, когда приложение исчерпывает всю доступную память в процессе размещения объектов. В подобных случаях производительность приложения резко падает, поскольку сборщик мусора постоянно пытается освобождать для вновь возникающих нужд память, острая нехватка которой становится все ощутимее. Если необходимую память распределить не удается, приложение завершается аварийно. Ситуаций, в которых возникает острая нехватка памяти, следует избегать, и в последующих главах книги значительная доля внимания будет уделена обсуждению того, как проектировать алгоритмы и создавать приложения, способные эффективно работать с такими ресурсами устройств, как память, освобождаемая в результате сборки мусора.

Такие среды времени выполнения управляемого кода, как .NET Compact Framework, предоставляют разработчикам большие преимущества при создании приложений для мобильных устройств. Производительность и надежность управляемых сред времени выполнения, а также богатые библиотеки классов и компоненты, обеспечивающие повторное использование кода, никого не оставят равнодушным. Однако чтобы в полной мере воспользоваться всеми достижениями, реализованные в рамках платформы для мобильных приложений, разработчики должны хорошо понимать на концептуальном уровне, каким образом осуществляется управление памятью и выполнением приложений. Владение этими знаниями в сочетании с учетом специфики устройств позволит вам после приобретения соответствующих технических навыков создавать замечательные мобильные приложения.

Эта глава посвящена отдельному рассмотрению методологии разработки программного обеспечения, используемой в процессе проектирования и построения мобильных приложений.

Можно выделить два рода проблем, с которыми приходится сталкиваться разработчикам приложений, специалистам по архитектуре систем и руководителям при разработке программного обеспечения. С одной стороны, это трудности, действительно присущие разработке программного обеспечения как таковой, с другой — трудности временного характера, отражающие несовершенство инструментальных средств разработки и технологий, доступных на данном этапе.

Что касается разработки приложений для настольных компьютеров и серверов, то за последние 10–15 лет в разрешении "временных" проблем в этой области был достигнут огромный прогресс.

Современные средства разработки несравненно более производительны по сравнению с теми, которые использовались какой-нибудь десяток лет тому назад. Это особенно справедливо по отношению к проектированию и отладке пользовательских интерфейсов. Аналогичные преобразования в настоящее время происходят и в области разработки программного обеспечения для мобильных устройств. Многие усовершенствования, касающиеся проектирования и отладки программ для настольных компьютеров и серверов, сейчас доступны и для мобильных устройств, что значительно упрощает выполнение этих видов работ и делает их доступными для более широкого круга разработчиков, чем несколько лет тому назад. Темпы разработки программ резко возросли. В результате этого значительно увеличилось число проектов, которые могут быть реально осуществлены (за некоторые из них при других условиях не имело бы смысла даже и браться). Благодаря достижениям в области средств и технологий программирования сейчас вполне осуществимы такие проекты мобильного программного обеспечения, реализация которых еще несколько лет тому назад была невозможной из-за их высокой сложности и стоимости.