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

Добавочная память стоит денег, увеличивает тепловыделение, потребляет электроэнергию и занимает в устройстве дополнительное место. Со временем ситуация в отношении каждого из этих факторов будет только улучшаться, но с ними всегда надо будет считаться. В соответствии с законом Мура, согласно которому каждое очередное поколение вычислительных устройств будет предоставлять нам все более широкие возможности при меньшей стоимости, для мобильных устройств всегда будет характерна ярко выраженная тенденция к снижению стоимости, уменьшению размеров и увеличению продолжительности непрерывной работы после однократной зарядки батарей.

Большинство современных мобильных устройств уже располагают вполне приличными объемами памяти, обеспечивающими решение широкого круга задач, но этой памятью необходимо распоряжаться благоразумно. Очень часто плохие привычки, приобретенные в процессе проектирования приложений для настольных компьютеров, переносятся и на работу с мобильными устройствами. Это приводит к отсутствию строгого подхода к распределению памяти в алгоритмах и неэффективному управлению памятью, допускающему хранение в памяти ресурсов, которые больше не используются.

Ранее в этой книге мы уже использовали аналогию, в которой позволили себе сравнить современные настольные компьютеры с большими особняками в сельской местности, а мобильные устройства — с шикарно выглядящими, но небольшими городскими квартирами. Очень важно, чтобы вы никогда не забывали об этом образном примере, иллюстрирующем суть "размерных ограничений". Вы можете реализовать на мобильном устройстве почти все, что хотите, но вам не удастся сделать это сразу или немедленно завладеть всей памятью. Вы должны располагать набором определенных правил, регламентирующих то, какие вещи должны находиться в квартире, а какие должны быть вынесены из нее.

Последующие поколения мобильных устройств будут гораздо мощнее, и будут располагать большими объемами памяти, но от них все равно будет требоваться еще большее. Продуманные стратегии управления памятью будут по-прежнему оставаться ключевым фактором создания отличных мобильных приложений.

Хранить в памяти неиспользуемые объекты слишком расточительно, поскольку они занимают место, которое можно было бы использовать с большей эффективностью для активных составляющих вашего приложения. С другой стороны, было бы слишком легкомысленно освобождать память от объектов сразу же после того, как непосредственная необходимость в них исчезла.

Обратимся к метафоре. Предположим, что вы живете в небольшой квартире и для скрепления бумажных листов вам потребовался скоросшиватель, который вы должны купить, сходив для этого в магазин. Это займет у вас время и ресурсы — не очень много, но вполне достаточно, чтобы вы это ощутили. Выбросив скоросшиватель сразу же после того, как он будет использован, вы освободите в квартире немного места (фактически это произойдет лишь после того, как вы избавитесь от мусора в ведре, в которое выбросили скоросшиватель), но останетесь без скоросшивателя. Если впоследствии вам вновь понадобится что-либо скрепить, вы должны будете опять потратить время на посещение магазина и понести расходы, покупая новый скоросшиватель. Если бы все происходило именно так, то ваши действия следовало бы рассматривать как опрометчивые; зная, что на протяжении ближайшего года-двух скоросшиватель вам вновь может понадобиться, его лучше было бы держать где-то поблизости. Однако если вы абсолютно уверены в том, что необходимость в скоросшивателе повторно никогда не возникнет (возможно, с этого момента вы решили пользоваться только зажимами), то вы должны выбросить его, как бы мало места он ни занимал. Кому охота загромождать квартиру бесполезными вещами?

Во всем должен существовать определенный баланс, который вам предстоит определить. Поскольку скоросшиватель — вещь довольно полезная, по своим размерам не очень габаритная и время от времени может использоваться, то его следует оставить под рукой. А что можно сказать по поводу большого парового пылесоса для чистки ковров? Опять-таки, вы могли бы сходить в магазин, купить пылесос, затратив на это значительные денежные и временные ресурсы, и держать его где-то в квартире; в то же время, если вы живете в небольшой квартирке и чистите свои ковры сравнительно редко, то такое решение было бы не самым разумным. Вместо этого вам следовало бы взять пылесос напрокат, сделать все, что надо, а затем отнести его обратно в пункт проката. Вы всегда должны планировать, какие вещи лучше держать при себе, а от каких лучше избавляться, когда они сделали свое дело.

Сложнее всего принимать решения относительно объектов, которые попадают в промежуточную категорию. Сами по себе эти объекты не отличаются большими размерами или высокой стоимостью, каждый из них занимает сравнительно немного места и они могут оказаться потенциально полезными в не столь отдаленном будущем. Эти объекты можно уподобить одежде, которую вы почти никогда не носите. Ее можно было бы и выбросить, но также неплохо оставить у себя на тот случай, если вы измените свое мнение. Если такие объекты немногочисленны, то держать их поблизости не составляет труда, но в эту категорию попадает так много объектов, что легко заполнить ими все имеющиеся помещения, что не оставит вам места для тех вещей, которыми вы пользуетесь наиболее часто. Может так оказаться, что вся ваша квартира будет забита одеждой, которую вы редко носите, и ящиками с барахлом, которое вы почти никогда не используете. Если у вас громадный дом с множеством помещений, то ничего ужасного в этом нет, но если вы живете в квартире, то она окажется забитой вещами до потолка. Настольный компьютер — суть "большой дом". Мобильное устройство — суть "квартира".

Очевидно, что должны существовать какие-то правила, регламентирующие, что следует держать под рукой, а от чего необходимо избавляться. Действительно, такие правила существуют но, к счастью, они основываются на здравом смысле, и главное заключается в том, чтобы их систематически применять. Именно в том и состоит на значение явной модели использования памяти приложения, чтобы гарантировать последовательное применение основанных на здравом смысле соображений, обеспечивающих эффективное выполнение мобильного приложения.

Как и все другие проблемы технического характера, эта проблема также должна решаться на основе достижения определенного компромисса. Нежелание отказываться от хранения объектов, необходимость в которых впоследствии вновь может возникнуть, должно сопоставляться с теми преимуществами в отношении производительности приложения, которые обеспечиваются наличием свободной памяти.

Информация какого типа должна охватываться вашей макромоделью памяти? Полезно рассортировать данные и ресурсы приложения, с которыми вы работаете, на две разновидности: 1) объекты и ресурсы, которые необходимы приложению для эффективного выполнения, и 2) фактическая пользовательская информация, с которой работает приложение.

1. Необходимые служебные данные приложения. В эту разновидность входят ресурсы, необходимые приложению для поддержания пользовательского интерфейса и других аспектов выполнения приложения. В качестве примера можно привести открытые соединения с базами данных, открытые файлы, потоки выполнения, графические объекты, а также такие объекты пользовательского интерфейса, как кисти, перья, элементы управления форм и формы как таковые. Все эти объекты не имеют непосредственного отношения к данным, с которыми фактически работает пользователь, но жизненно необходимы для фактического взаимодействия приложения с пользователем или с внешними источниками информации.

2. Пользовательские данные. К этой разновидности относятся фактические данные, в работе с которыми заинтересован пользователь. Под этими данными подразумевается та часть данных, которая удерживается в памяти, а не хранится в базе данных или файле на устройстве или вне его. Например, если мобильное приложение предназначено для того, чтобы облегчить пользователю проезд по улицам Лондона, то пользовательскими данными является информация о расположении улиц, которая в данный момент загружена в память. Если приложение предназначено для ведения инвентарного учета, то пользовательскими данными являются загруженные инвентаризационные данные. Если приложение представляет собой игру в шахматы, то пользовательскими данными является представление состояния шахматной доски в памяти машины.

И здесь вам вновь могут пригодиться конечные автоматы. Предусмотрите для своего приложения два высокоуровневых конечных автомата, каждый из которых предназначен для управления одной из двух вышеупомянутых разновидностей данных. Служебные данные приложения и пользовательские данные целесообразно разделить и предусмотреть для управления каждой из этих разновидностей данных свой конечный автомат.