Иво Салмре - Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework

В настольных компьютерах ОЗУ и долговременная память разделены. В то же время, в устройствах ОЗУ часто используются и как рабочая память приложений, и как промежуточная или долговременная память. В качестве долговременных хранилищ данных все чаще используется флэш-память, обычно в виде съемных карт памяти. 

Объем ОЗУ современных многофункциональных мобильных устройств достигает 64 Мбайт. ОЗУ такого объема часто разделяются на программное ОЗУ и виртуальную файловую систему. Предположим, что 32 Мбайт такого ОЗУ приходится на файловую систему, предназначенную для хранения всех долговременных данных, с которыми вы работаете (такими данными могут быть фотографии, документы, музыка или другая информация). При этом в совместном распоряжении операционной системы и приложений остается 32 Мбайт. Допустим, что одновременно выполняются пять приложений (не столь уж редкая ситуация), каждое из которых использует примерно одинаковый объем ОЗУ, а сама операционная система использует те же ресурсы, что и отдельное приложение. В результате этого на каждое приложение приходится примерно 5-6 Мбайт ОЗУ. Хотя этот объем памяти и значителен, он далеко не бесконечен. Несколько крупных цифровых фотографий, перенесенных в память, израсходуют большую часть ОЗУ. Многие мобильные устройства располагают значительно меньшими рабочими объемами ОЗУ, а количество одновременно запускаемых приложений в реальных случаях может превышать то, которое мы использовали выше в качестве примера. Доступный на устройстве объем ОЗУ устанавливает абсолютный предел, превышение которого невозможно ни при каких обстоятельствах. Если имеющаяся физическая память устройства истощена, объекты не будут перемещаться в страничный файл, как это было бы в случае настольных компьютеров. Вероятнее всего, приложение израсходует всю доступную память и закончится аварийно.

Несколько мегабайт доступного рабочего пространства — это не так уж плохо при условии их эффективного использования, аналогично тому, как однокомнатная квартира на Манхэттене способна предоставить довольно много свободного места, если не забивать ее разным хламом. Стоит только перестать контролировать заполнение квартиры вещами, как очень быстро будет достигнуто критическое состояние, при котором в комнату больше ничего нельзя будет внести, и в ней останется ровно столько места, чтобы его едва хватало для перемещения в пределах квартиры. Будучи набитой лишними вещами, ваша комната станет бесполезной. Аналогичные соображения применимы и в случае мобильных устройств.

Мобильные устройства существенно отличаются от настольных компьютеров и лэптопов. По этой причине между приложениями для мобильных устройств и приложениями для настольных компьютеров имеется множество различий. На настольных компьютерах работа с приложениями обычно осуществляется в виде длительных рабочих сеансов, и приложение считается удовлетворительным, если оно в состоянии предложить пользователю удобную среду для исследования информации, с которой ведется работа. Работа с приложениями для мобильных устройств обычно происходит во время нерегулярных, часто повторяющихся, но кратковременных рабочих сеансов. В силу этого хорошее мобильное приложение должно предлагать не универсальную среду исследовательского характера, а эффективную рабочую среду, сфокусированную на выполнении специализированных задач.

Малое время запуска, способность к быстрому отклику и целевая ориентация — вот отличительные признаки качественно спроектированного мобильного приложения. Будучи вместе взятые, эти факторы формируют в процессе использования мобильных устройств высокопроизводительную пользовательскую среду. Всегда помните об этом, когда проектируете создаете и тестируете свои приложения для мобильных устройств.

С точки зрения компьютерной архитектуры мобильные устройства отличаются от настольных компьютеров и лэптопов тем, что в своем большинстве они не оборудуются жесткими дисками и их ОЗУ используются как для выполнения программ, так и для хранения файлов. В настоящее время появляется все больше устройств, в которых для долговременного хранения файлов может использоваться флэш-память. Флэш-память обеспечивает неплохие возможности для организации долговременного хранения данных, но обычно она не может быть использована для расширения программного ОЗУ, как это делается в настольных компьютерах, в которых для расширения виртуальной памяти используются страничные файлы на дисках. Отсюда следует, что в случае мобильных устройств эффективное управление памятью имеет гораздо большее значение, чем в случае настольных компьютеров, в силу значительной ограниченности объема ОЗУ, используемого для выполнения программ.

В отношении требований надежности мобильные устройства более близки к серверам, чем к настольным компьютерам. Точно так же как и в случае серверов, общая производительность системы определяется объемом установленного на устройстве ОЗУ, а сами устройства часто непрерывно работают без перезагрузки на протяжении недель или даже месяцев, если только пользователь не обнаружит, что режим работы устройства начинает резко отличаться от нормального. От того, насколько удачно вам удастся организовать управление ресурсами приложения, и, в частности, исключить возможность утечки памяти, будет в значительной мере зависеть общая производительность устройства и степень удовлетворения запросов конечного пользователя. Большую помощь в этом могут оказать среды выполнения управляемых кодов.

При обсуждении настольных компьютеров удобной метафорой является сравнение их с усадьбами в сельской местности, в которых имеется много свободного места для хранения различной утвари. Мобильные устройства аналогичны меньшим по размеру, но эффективно используемым городским квартирам. Оба типа жилья могут обеспечивать комфортные условия проживания, но для того, чтобы создать такие условия, необходимо приспосабливаться к реальным физическим размерам имеющегося в вашем распоряжении пространства.

В этой главе предлагается концептуальное объяснение принципов функционирования .NET Compact Framework и других сред времени выполнения управляемого кода. Благодаря этому разработчики, создающие приложения для мобильных устройств на основе управляемого кода, будут хорошо представлять себе, каким образом их приложения работают в средах с управляемым кодом. Тем, кто создает приложения с использованием собственных кодов, знание стратегий проектирования, применяемых в средах времени выполнения управляемого кода, поможет создавать приложения для мобильных устройств, отличающиеся высоким быстродействием и экономным расходованием памяти.

Вообще говоря, программное обеспечение, созданием которого занято большинство разработчиков, можно разделить на три категории: 

■ Приложения. Приложение (application) представляет собой компьютерную программу, с которой взаимодействует конечный пользователь. Эта программа либо запускается для обслуживания конкретных запросов конечного пользователя, либо предоставляет услуги конечным пользователям. Проектные решения принимаются исходя из того, насколько полезными они будут для конечного пользователя. В данной книге под "приложениями" будут пониматься графические приложения с развитым пользовательским интерфейсом. 

■ Повторно используемые компоненты. Повторно используемые компоненты (reusable components) представляют собой модульные фрагменты кода, которые разработчики могут использовать для ускорения процесса создания приложений. При создании компонентов проектные решения принимаются исходя из того, чтобы облегчить их повторное использование разработчиками, создающими приложения. С точки зрения технической, в отношении проектного формализма компоненты занимают промежуточную позицию между приложениями и каркасами приложений. Повторно используемые компоненты могут быть либо графическими, либо "безликими", в том смысле, что в них отсутствует код пользовательского интерфейса. Типичные компоненты содержат несколько крупных основных классов, для поддержки которых предусматриваются меньшие классы. Хорошим примером повторно используемых компонентов может служить модуль построения графических диаграмм. Один и тот же хорошо спроектированный модуль может использоваться одновременно несколькими различными приложениями. В таком модуле может иметься один "диаграммный" класс и несколько меньших вспомогательных классов, представляющих такие характеристики диаграмм, как отображаемые данные, информация об осях и цветовые параметры линий диаграмм.