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ART:新的Android运行时库

| 作者 Barry Burd 关注 0 他的粉丝 ,译者 曹知渊 关注 1 他的粉丝 发布于 2014年7月10日. 估计阅读时间: 4 分钟 | QCon上海2018 关注大数据平台技术选型、搭建、系统迁移和优化的经验。

2014年的Google I/O大会上,演讲者Brian Carlstrom、Anwar Ghuloum和Ian Rogers(都来自于Google)讨论了ART(Android RunTime的缩写)。在下一代Android版本中,ART会取代Dalvik成为默认的平台。(下一代Android版本,叫做Android L,已经有一个预览版提供给开发人员下载了。Android L会在秋天的某一时间发布。)

Dalvik诞生于2000年代中期,那个时候移动设备的处理器速度相对较慢,内存也很有限。因此,Dalvik无法充分利用如今这些移动硬件,更快的CPU和GPU、更大的内存以及高分辨率屏幕。相反,新的ART平台就是专了发挥多核架构和64位指令集的优势而设计的。

Dalvik使用JIT编译技术:这种方案使应用程序的部分指令在运行的时候得到转换。JIT的优势是,应用程序没有运行的时候,它占用的内存相对较小。劣势是一边运行一边转换会使应用程序的性能变差。新的ART平台牺牲了内存来换取性能,它用的是ahead-of-time(AOT)编译技术。在ART中,一个应用程序的所有指令在运行前就编译好了。

ART的另一个重大改进是垃圾回收算法。Dalvik的垃圾回收分为两个阶段。第一个阶段,Dalvik暂停所有的线程来分析堆的使用情况。第二个阶段,Dalvik暂停所有线程来清理堆。因此,Dalvik中一次典型的垃圾回收耗时约10毫秒——这已经足够导致应用在性能上的“卡顿”(这里的术语“卡顿”指的是界面元素在屏幕上断断续续地移动。通常,糟糕的性能会导致应用在动画上丢帧。丢帧是卡顿的重要原因。)

ART改进后的垃圾回收算法只暂停线程一次。典型的停顿时间从10毫秒降到了3毫秒。除此以外,ART的内存分配程序(称为rosalloc)比Dalvik中的分配器更少使用锁。这样就减少了很多运行中由于分配内存导致的停顿。

跟Dalvik不一样,ART支持64位处理器。Play Store上大约85%的应用程序本来就兼容64位,因为他们不含有任何的原生(NDK)代码。

在很多场景下,支持64位的主要原因是越来越大的内存。对Android来说这不是个问题,因为市面上还没有任何移动设备的内存超过4GB。但是当ART运行在64位模式下的时候,它会运用一些32位处理器上没有的指令。这些64位的指令比它们对应的32位版本更快。

最重要的是在ART上运行的应用程序要比在Dalvik上运行快。快多少?在Google I/O大会的对话中,我看到这个数字从10%到300%都有。很多性能基准程序测试下来,快30%到80%比较常见。但是,在一场由Big Android BBQ(译者注:一项为Android开发者、黑客举办的科技聚会,详见官网)的人赞助的非正式聚会上,我看到他们同时在三台设备上运行同一应用程序。在其他条件都相同的前提下,一台设备跑Dalvik,第二台跑32位的ART,第三台跑64位的ART。在Dalvik的上,那个应用程序的性能简直无法忍受。在32位的ART上,动画变得流畅一些了,但还是有点“卡顿”,在64位的ART上,动画相当流畅,任何物体的移动都感觉不到停顿。

参考原文链接:http://www.infoq.com/news/2014/07/art-runtime

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