■ В некоторых случаях результаты оптимизации для физического мобильного устройства могут превосходить результаты для эмулятора, выполняющегося на гораздо более мощной машине. В рассмотренном выше примере, в котором память распределялась для строк, прирост производительности в результате полной оптимизации для физического устройства Pocket PC был больше, чем в случае выполнения эмулятора на моем лэптопе. Однако при использовании объектов StringBuilder наблюдается обратная ситуация. В отношении абсолютной производительности метод использование объектов StringBuilder демонстрирует явное превосходство над методом, использующим распределение памяти для строк. В качестве грубого ориентира при сопоставлении алгоритмов можно руководствоваться тем, что тот алгоритм, который на эмуляторе, установленном на персональном компьютере, выполняется быстрее, окажется более быстрым и на мобильном устройстве; в то же время, если требуется более точная оценка, целесообразно всегда проводить тестирование производительности на физическом мобильном оборудовании.

Разрабатывая схему управления памятью в приложении, важно анализировать, что происходит как на "макроскопическом" уровне приложения, так и на "микроскопическом" уровне алгоритма. Нa макроскопическом уровне важно иметь модель памяти, которая обеспечивает экономное потребление памяти устройства, но при этом позволяет вам держать под рукой данные и ресурсы, которые в вашем приложении используются наиболее часто. При решении этой задачи для ресурсов приложения вам может очень пригодиться подход, основанный на использовании конечного автомата. Что касается пользовательских данных приложения, то в этом случае целесообразно создать класс, предназначенный для управления объемом данных приложения, которые должны храниться в памяти в каждый момент времени. Этот класс будет играть роль инкапсулированного конечного автомата, которому известно, каким образом воспользоваться новыми данными, когда в этом возникает необходимость, или избавиться от устаревших данных, которые только напрасно занимают память. Обязательно вызывайте метод Dispose, когда заканчиваете работу с объектами, для которых он предусмотрен; эта мера обеспечит принудительное освобождение неуправляемых ресурсов, удерживаемых объектом, и увеличит общую пропускную способность системы.

На уровне алгоритма важно не только выбрать наиболее подходящий алгоритм обработки данных, но и эффективно реализовать его. При реализации алгоритма вы должны стремиться к тому, чтобы объем памяти, распределяемой для объектов, был как можно меньшим; для кода, выполняющегося в цикле, это приобретает еще большее значение. Особого внимания заслуживают строки, чрезвычайная широта применения которых повышает вероятность того, что часть памяти, связанная с распределением и освобождением строк, будет расходоваться понапрасну. В случае строковых алгоритмов наибольший интерес представляют два подхода: 1) использование индексов для ссылки на содержащиеся в строке данные, а не извлечение подстрок в виде отдельных строк, и 2) создание строк с помощью класса StringBuilder (или его эквивалентов в случае других сред выполнения). В процессе написания своих алгоритмов проявляйте особую осмотрительность при создании и освобождении объектов, поскольку распределение памяти для объектов и их инициализация требуют определенного времени, а объекты в конечном счете превращаются в "мусор", от которого среда выполнения должна избавляться. Создание мусора означает необходимость выполнения лишней работы по очистке системы от него, что снижает общую производительность приложения. Концепция объектов необычайно плодотворна, однако их неправильное использование влечет за собой дополнительные накладные расходы; в процессе проектирования алгоритмов эти соображения необходимо всегда учитывать.

Среда выполнения вашего мобильного приложения во многом может быть уподоблена небольшой квартире- Пока такая квартира не слишком забита вещами, проживание в ней может доставлять одно удовольствие. Стоит, однако, вещам загромоздить ее, как вам станет трудно перемещаться по ней и вообще что-либо делать. Если в процессе вашей ежедневной деятельности создается много мусора, то вам приходится часто выносить мусорное ведро и тратить время на наведение порядка вместо того, чтобы заниматься полезной работой. На макроуровне в обыденной жизни следует стремиться к тому, чтобы жилье было опрятным и просторным, а все необходимые вещи были всегда под рукой. Что касается микроуровня, то следует просто не мусорить!

Поскольку устройства используются на протяжении частых, но коротких рабочих сеансов, пользователи требуют, чтобы мобильное программное обеспечение реагировало на их запросы с минимальными задержками. Проще говоря, пользователи не желают понапрасну тратить время на ожидание ответной реакции устройства. Применение фоновых потоков позволяет добиться того, чтобы функции, обеспечивающие интерактивное взаимодействия пользователя с приложением, всегда выполнялись на переднем плане. Создание и использование фоновых потоков значительно расширяет возможности разработки сложных мобильных приложений. Однако это означает для вас как хорошие, так и плохие новости.

Как водится, сначала — плохие новости. За некоторыми исключениями, от введения дополнительных потоков ваш код работать быстрее не будет. Более того, в абсолютном смысле дополнительные потоки почти всегда лишь замедляют выполнение кода. Это происходит потому, что вы предоставляете операционной системе еще один поток, который ей приходится обслуживать, временами переключаясь на него. Переключение системы между различными потоками отрицательно сказывается на производительности.

Далее — опять плохие новости. Введение дополнительных потоков значительно увеличивает сложность кода вашего приложения и повышает вероятность появления в нем ошибок, связанных с синхронизацией выполнения потоков. Обнаруживать ошибки синхронизации чрезвычайно трудно. Если вы только начинаете экспериментировать с потоками, то вам легко будет впасть в соблазн увидеть в них ответы на все вопросы, с какими бы фактическими нуждами приложения это ни было связано. Стоит разработчику научиться работать с потоками, как они его "очаровывают", и он ищет малейший повод для их создания и применения. Тенденция к злоупотреблению фоновыми потоками становится еще более заметной при групповой разработке проектов; перед каждым членом группы стоит своя задача, для которой ему хотелось бы выделить независимый поток, чтобы нужная работа могла выполняться независимо от выполнения какого-либо другого кода. Поначалу такая идея действительно может казаться вполне разумной, но это до тех пор, пока все части кода не начнут работать вместе и приложению не придется выполнять одновременно, скажем, семь потоков, делая чрезвычайно красивые, но совершенно ненужные вещи. Дополнительные потоки, в которых нет крайней необходимости, лишь замедляют работу приложения и существенно усложняют его. Чтобы поддержать производительность приложения на высоком уровне, разработчики группового проекта должны продумать способ, позволяющий эффективно распределять задачи между конечным числом потоков или устанавливать очередность их выполнения.

А теперь — хорошие новости. Фоновые потоки могут быть весьма полезными. Благодаря фоновым потокам вы можете организовать в одном приложении несколько потоков выполнения команд приложения. Микропроцессор предоставляет каждому потоку квант времени для выполнения, и еще некоторое время тратится на переключение между потоками. Несмотря на то что общее количество инструкций программы, выполненных несколькими параллельными потоками, всегда будет меньше, чем в случае их выполнения единственным потоком, которому предоставлены все кванты времени, два потока могут решать параллельно разные задачи. Иногда такая возможность оказывается весьма ценной.

Дополнительные один-два потока могут улучшить способность вашего приложения к отклику за счет того, что задачи можно выполнять в фоновом режиме, а высокоприоритетный поток переднего плана оставить для обеспечения обратной связи приложения с пользователем. В качестве аналогии рассмотрим пример гостиницы. Чтобы гостиница функционировала эффективно, за стойкой портье всегда должен находиться человек. Посетители могут подойти к стойке со своими просьбами или вопросами в любое время дня и ночи, и один сотрудник гостиницы должен быть всегда свободен, чтобы незамедлительно обслужить посетителя. Портье можно сравнить с интерфейсом пользовательского приложения. Всякий раз, когда возникает задача, для выполнения которой требуется определенное время, портье перепоручает эту работу кому-то другому, чтобы сохранить для себя возможность обслуживания других посетителей. Другие сотрудники гостиницы играют роль фоновых потоков выполнения. Никакая работа не выполняется бесплатно. Чтобы иметь возможность нанять дополнительных людей и постоянно держать портье у стойки, гостиница должна платить им зарплату. В случае мобильного устройства ваши дополнительные накладные расходы покрываются за счет бюджета общей производительности приложения. У вашего приложения имеется ограниченный ресурс вычислительной мощности, и он должен разумно распределяться между высокоприоритетным потоком переднего плана, фоновыми задачами и обслуживанием переключения между потоками.