Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework
Шрифт:
Даже задержки, обусловленные необходимостью выполнения обязательных задач, могут вызывать у пользователя раздражение. В некоторых случаях заставки, курсоры ожидания или индикаторы выполнения позволяют несколько сгладить ситуацию, но не более того. 30-секундный запуск всегда остается 30-секундным запуском, и пользователей мобильных устройств, которым надо поработать всего 20 секунд, а затем вернуть устройство обратно в карман, это раздражает. Как выше уже отмечалось, вы должны явно устанавливать максимальные интервалы задержек, которые еще можно считать допустимыми с точки зрения пользователя в подобных ситуациях. Если ваше приложение превышает эти допуски, в проект необходимо ввести соответствующие изменения. Действительно ли вы загружаете лишь минимальный объем данных, требуемых при запуске приложения? Могут ли данные запуска кэшироваться или сохраняться в формате, в котором они будут быстрее загружаться? Если при запуске требуются сетевые данные, то могут ли они сохраняться в локальной кэш-памяти? Могут
Накладные расходы по обработке исключений
Современные среды времени выполнения предоставляют структурную обработку исключений, позволяющую коду надежно справляться с разрешением исключительных ситуаций. Программисты могут перехватывать исключения, возбуждаемые низкоуровневым кодом среды выполнения, но могут возбуждать и перехватывать также собственные исключения. Структурная обработка исключений является чрезвычайно надежным средством, позволяющим средам выполнения управляемого кода, компонентам и приложениям восстанавливать работоспособность после непредвиденных сбоев и возобновлять нормальный режим функционирования. При возбуждении исключения среда выполнения принимает управление на себя и просматривает стек в поиске соответствующего обработчика, который будет использоваться для перехвата исключения. При этом гораздо важнее то, чтобы стек был развернут корректно, а не то, чтобы обработка исключения была осуществлена столь же быстро, как и выполнение обычного кода. Как следствие, издержки на возбуждение и обработку исключений могут приводить к некоторому ухудшению производительности.
Чтобы сохранить производительность на высоком уровне, следует избегать создания предпосылок для частого возбуждения исключений при нормальном выполнении приложения. В коде алгоритмов вашего мобильного приложения должны быть предусмотрены специальные меры, позволяющие избегать возбуждения и перехвата исключений в условиях нормального выполнения. Проектируйте собственные алгоритмы таким образом, чтобы исключения возбуждались лишь в действительно исключительных ситуациях. В обычных условиях ваше приложение должно выполняться так, чтобы не было сгенерировано ни одного исключения.
Если обнаруживается, что в условиях нормального выполнения приложения ему приходится обрабатывать исключения, возбуждаемые средой времени выполнения, или собственные исключения, проанализируйте код и измените его таким образом, чтобы избежать создания подобных исключительных ситуаций.
Структурная обработка исключений является мощным средством объектно-ориентированного программирования, но ее применение требует осмотрительности. Умелое использование структурной обработки исключений при размещении объектов в памяти и освобождении памяти от объектов, необходимость в которых отпала, способно упростить процесс программирования и сделать его более надежным, однако при применении этого средства неопытными программистами производительность приложения может резко ухудшиться.
Пример сравнения эквивалентных алгоритмов, в которых возбуждение исключений соответственно используется или не используется
В листинге 7.4 представлен пример приложения, в котором сравниваются два алгоритма, решающие одну и ту же задачу, но значительно различающиеся между собой показателями производительности. Один алгоритм осуществляет сложение двух чисел и возвращает их сумму, а также булевское значение, которое указывает на знак результата — положительный или отрицательный. Другой алгоритм также складывает два числа и возвращает результат, но если результат является отрицательным числом, возбуждается исключение. Как и следовало ожидать, алгоритм, в котором в процессе нормального выполнения приложения используется возбуждение исключений, по своей производительности разительно отличается в худшую сторону от алгоритма, в котором исключения не используются. Хотя в абсолютном смысле оба алгоритма paботают довольно быстро и выполняют 10000 итераций менее чем за 2,5 секунды, один из них работает более чем в 350 раз быстрее по сравнению с другим; в случае вычислений, в которых интенсивно используются циклы, это различие может иметь критическое значение.
Результаты выполнения тестовых вычислений на физическом устройстве Pocket PC без подключения отладчика представлены в табл. 7.1. Как следует из приведенных в этой таблице данных, алгоритм, в котором возбуждение и перехват исключений не используются, работает в несколько сотен раз быстрее. В нашем примере применяются очень простые алгоритмы и простой механизм возбуждения и перехвата исключений; процесс обработки исключений требует осуществления средой выполнения сравнительно небольшого объема операций по освобождению памяти и разворачиванию стека. Чрезвычайная простота выполняемых вычислений позволяет более отчетливо выявить влияние обработки исключений на производительность приложения. В зависимости от сложности алгоритма и объема работы, необходимой
для обработки возбужденных исключений, мы будем получать различные результаты, но можно сделать один совершенно очевидный вывод накладные расходы на обработку часто возбуждаемых исключений могут оказаться значительными, так что использования исключений в условиях нормального выполнения кода следует избегать, если только на то нет особой необходимости.Таблица 7.1. Сравнительные показатели производительности простого алгоритма, выполняемого с возбуждением исключений и без такового
| Количество итераций | Время выполнения с возбуждением исключений (с) | Время выполнения без возбуждения исключений (с) | Во сколько раз быстрее работает алгоритм без возбуждения исключений |
|---|---|---|---|
| 10000 | 0,006 | 2,202 | 367 |
| 10000 | 0,006 | 2,201 | 367 |
| 100000 | 0,061 | 22,716 | 372 |
| 100000 | 0,055 | 22,834 | 415 |
| 100000 | 0,055 | 22,995 | 418 |
Выполнение используемого в качестве примера приложения на эмуляторе Pocket PC иллюстрирует рис. 7.2.
Рис. 7.2. Пример выполнения приложения, позволяющего оценить влияние обработки исключений на показатели производительности
Следует отметить, что поскольку обработка исключений входит в состав базовых средств времени выполнения и отладки .NET Compact Framework и Visual Studio .NET, то производительность приложения может в заметной степени меняться в зависимости от двух обстоятельств
1. Производительность кода, генерирующего исключения, может значительно ухудшаться, если программа выполняется с подключенным отладчиком. Это объясняется тем, что в этом случае среда уведомляется о возбуждении исключений, даже если они перехватываются кодом приложения. Это означает, что алгоритмы, выполнение которых сопровождается возбуждением многочисленных исключений, при подключенном отладчике будут работать очень медленно! Вы не должны забывать об этом на стадиях проектирования и разработки приложения; возбуждение множества исключений может замедлить разработку. Обычно поведение среды разработки не должно вынуждать вас к изменению способа написания кода, но в данном случае вы должны включить в документ проекта дополнительный пункт, в соответствии с которым следует избегать многократного возбуждения исключений в часто выполняемых циклах.
2. Различия в производительности кода, использующего обработку исключений, при его выполнении на эмуляторах и физических устройствах весьма заметны. Чтобы получить наиболее точные данные о том, каким образом возбуждение и обработка исключений влияют на производительность вашего приложения, соответствующие тесты должны выполняться на физических устройствах при отключенном отладчике.
Представленный в листинге 7.4 код следует включить в форму проекта для Pocket PC. Для сборки и запуска приложения необходимо выполнить следующие действия:
1. Запустите Visual Studio .NET (2003 или более позднюю версию) и создайте приложение C# Smart Device Application.
2. Выберите в качестве целевой платформы Pocket PC. (Для вас будет автоматически сгенерирован проект, и на экране появится конструктор форм Pocket PC.)
3. Добавьте в форму перечисленные ниже элементы управления. Возможная схема расположения элементов управления на форме показана на рис. 7.2.
• TextBox; переименуйте его в textBoxNumberAttempts.
• Button; переименуйте его в buttonRunNoExceptionCode.
• Button; переименуйте его в buttonRunExceptionCode.
• ListBox; оставьте в качестве его имени listBox1.
4. Выполните по отношению к каждой из кнопок следующие действия. Дважды щелкните на кнопке в конструкторе формы. В автоматически сгенерированной и подключенной функции обработчика событий введите один из приведенных ниже кодов с соответствующим именем button<ИмяКнопки>_Click.
5. Введите оставшуюся часть приведенного ниже кода.
6. Установите для свойства MinimizeBox значение FALSE. Это приведет к тому, что во время выполнения приложения в правом верхнем углу формы появится кнопка OK, используя которую легко завершить выполнение приложения; эта возможность оказывается особенно удобной при многократном тестировании формы.
7. Добавьте в проект новый класс, назовите его PerformanceSampling и, предварительно удалив его текущее содержимое, введите в него код, показанный в листинге 7.1.