• Главная
• В избранное
• Наш E-MAIL
• Добавить материал
• Нашёл ошибку
• Вниз

per• form• ance [pr fáwrmns] производительность: эффективность выполнения кем-то или чем-то определенной работы

((Encarta 2004, Dictionary))

Наилучший способ удерживать курс — это не сбиваться с него. Если вы оступились — остановитесь, сделайте шаг назад и продолжите движение в нужном направлении.

(Автор данной главы)

Как указано в приведенной выше выдержке из словаря, производительность — это не просто скорость, но эффективность выполнения. Считаться полезным может лишь код, который выполняется эффективно. Производительность вашего мобильного приложения будет первым и главным критерием, по которому пользователи будут судить о его качестве и эффективности. Хотя высокая производительность приложения сама по себе не может гарантировать его успешности, однако если она не обеспечена — все ваши усилия заведомо обречены на неудачу.

Экономика учит нас тому, что избыток капитала создает благоприятные условия для инвестиций и развития. По сути дела, производительность является тем избыточным капиталом, который вы должны вложить в разработку и развитие вашего мобильного приложения. Обеспечив высокую производительность, вы сможете добавлять новые возможности, испытывать новые модели и расширять сферу применения приложения. Эту свободу вам обеспечат излишки капитала, образуемого избытком производительности по сравнению с ее минимально необходимым уровнем. Если же ваше мобильное приложение будет обладать низкой производительностью, то вы сами себя загоните в угол, и стиль разработки программного кода проекта будет напоминать жизнь от получки до получки. В условиях, когда производительность приложения низка или ее едва хватает, вы будет вынуждены довольствоваться имеющимися возможностями и тратить все свое время на "латание дыр" и внесение исправлений, чтобы приложение вообще могло работать, и конечный результат будет не более чем посредственный. При этом речь идет не том, что некоторым частям приложения требовалось бы уделить более пристальное внимание, и не об ошибках, которые могут допускаться разработчиками из-за небрежности, отсутствия плана или недостатка дисциплины в работе. Производительность — вот что является решающим фактором!

Следует также отметить, что производительность — понятие субъективное. Бесполезно доказывать кому-то, что приложение работает нормально, если ваш оппонент утверждает, что с его точки зрения оно работает слишком медленно. Это все равно как если бы вы пытались убедить того, кто совершает пробную поездку на старомодном "универсале", что двигатель и коробка передач в этой машине почти такие же, как в спортивном автомобиле, и что следует обращать внимание не на внешний вид, а на объективные характеристики. Если покупателю автомобиль кажется тихоходным, то таковым он его и будет воспринимать. Понятие "высокой" производительности связано не с быстродействием отдельных частей, а с субъективной оценкой поведения всей системы в целом.

Томас Эдисон, который сам был человеком не слабым в изобретательстве, как-то сказал: "Гений — это один процент вдохновения и девяносто девять процентов пота". Достижение высокой производительности — это 80 процентов кропотливой работы и 20 процентов творчества. Соблюдение определенной дисциплины в процессе разработки приложения позволит своевременно обнаруживать появление проблем, обусловленных низкой производительностью, и не даст вам возможности игнорировать их или отложить их решение на более поздний период работы. Всегда существует соблазн не обращать на проблемы производительности никакого внимания; само по себе устранение проблем упомянутого рода не обогащает приложение никакими новыми средствами, так что эта работа считается не особенно интересной. Вместе с тем, если вы хотите преуспеть в разработке мобильного приложения, к которой приступаете, то систематическое решение проблем производительности играет в этом ключевую роль. Стиль работы, основанный на планировании, позволит вам не только выявить проблемы производительности на самых ранних стадиях разработки, но и найти соответствующие решения еще до того, как указанные проблемы успеют прочно вплестись в канву вашего проекта. С большинством этих проблем вы сможете справиться путем подходящей адаптации идей, изложенных в этой главе, а также реализации собственных идей, которые появятся у вас в процессе дальнейшей работы над проектом. Если с аналогичными ситуациями вы ранее не сталкивались, случайный проблеск творческого озарения может подсказать вам новое решение, которое до сих пор никому в голову не приходило, что позволит вам вдохнуть в свой проект новую жизнь. Самое главное — это придерживаться определенной самодисциплины, заставляющей вас не закрывать глаза на проблемы производительности, которые неизбежно возникнут, а заниматься ими до тех пор, пока они не будут разрешены. Когда Томас Эдисон испытывал нити накала для изобретенной им лампочки, ему пришлось перепробовать сотни различных материалов, прежде чем он смог остановиться на том, который обеспечивал наилучшее сочетание светимости и срока службы нити. Точно так же обстоит дело и с производительностью: получение нужного результата требует постоянного тестирования приложения и оценки качества его функционирования. Как показывает пример Эдисона, целеустремленность, настойчивость и творческий дух окупают себя сторицей. 

Вы должны подготовить список, определяющий ключевые сценарии рабочих сеансов пользователя. Некоторые из этих сценариев могут носить общий характер, например:

■ При любых обстоятельствах пользователь не должен оставаться без визуального подтверждения того, что работа выполняется, на протяжении промежутков времени длительностью более 0,5 секунды.

■ При любых обстоятельствах для получения пользователем возможности прекратить выполнение затянувшейся текущей операции должно требоваться не более 4 секунд.

Другие сценарии могут быть более конкретными:

■ На запуск нового сеанса шахматной игры должно уходить не более 1 секунды.

■ Для доступа к информации о заказах клиентов должно требоваться не более 3 секунд.

Включите эти сценарии в главный документ проекта. Независимо от того, работаете ли вы индивидуально или в составе группы, письменное напоминание о том, какие условия работы с приложением должны быть созданы для пользователя, никогда не помешает. Возможно, со временем в этот список будут внесены изменения, учитывающие обнаруженные в ходе тестирования приложения ранее неизвестные обстоятельства, однако преимущества, предоставляемые наличием явно сформированного списка ключевых сценариев, сосредоточенных в одном документе еще до начала разработки проекта, окупят затраченные на это усилия. 

Проверенным механизмом, гарантирующим конкурентоспособность создаваемого вами программного обеспечения, является введение контрольных точек, которые позволяют оценивать, насколько успешно продвигается ваша работа. Без использования

контрольных точек, позволяющих судить о степени завершения проектных работ на основе определенных критериев, ваше приближение к конечной цели будет носить характер свободного блуждания, когда вы то движетесь вперед, то сворачиваете в сторону, то возвращаетесь назад. Будучи равносильным расстановке контрольных отметок на беговой дистанции и фиксации моментов их прохождения, введение контрольных точек удержит вас от соблазна откладывать принятие трудных, но необходимых решений, в долгий ящик.

Чтобы эффективно выполнять свои функции, спецификации контрольных точек должны определять пользовательские сценарии, обязательные характеристики которых должны быть выдержаны по завершении контрольной точки, средства, разработка которых к этому моменту должна быть доведена до уровня "окончательного кода", а также набор конкретных показателей производительности, достижение которых является необходимым условием завершением данного контрольной точки. Вхождение в контрольную точку обычно не представляет особых сложностей; это та стадия, когда команда разработчиков (или лично вы, если речь идет о вашем индивидуальном проекте) пишет программный код, необходимый для того, чтобы заработали все элементы проекта, фигурирующие в списке целей контрольной точки. Вся реальная работа направлена на то, чтобы успешно "покинуть контрольную точку"; именно тогда и возникают разногласия и споры, в том числе и те, результатом которых является достижение неудачных компромиссов. В самом деле, написанный код может в основном гарантировать работоспособность сценария, но соответствует ли он в духу контрольной точки в целом? Не может ли быть так, что код просто-напросто "слеплен" из отдельных кусков и в нем так много "натяжек", что его вряд ли можно считать завершенным? Обеспечивает ли код достаточно высокую производительность, чтобы можно было утверждать, что он доведен до "товарного" вида. На все эти ключевые вопросы необходимо дать ответ. При этом особенно актуальными становятся моменты, связанные с лидерством и дисциплиной в группе, от которых зависит принятие правильного решения относительно того, действительно ли данную контрольную точку разработки можно считать выполненной, и сделан ли еще один значительный шаг в направлении успешного завершения проекта в целом.

Несколько слов о прохождении контрольных точек

Очень важно, чтобы проект не хромал на контрольных точках и проходил их твердо и уверенно, а члены группы были едины в своих действиях и по завершении этапа испытывали чувство гордости за проделанную работу. Всегда существует искушение заняться проблемами производительности "когда-нибудь потом", поскольку их решение непосредственно не венчается созданием каких-либо новых инструментальных средств или возможностей; ни в коем случае не поддавайтесь этому соблазну! Как неоднократно доказано на практике, гораздо лучше пройти контрольную точку, пусть и с нарушением установленных сроков, но строго выполнив все необходимые требования, чем быстро ее проскочить, ограничившись компромиссными решениями.

Ослабление критериев завершения этапов нисколько не ускорит вашего приближения к конечной цели. Если вы видите, что график работ нарушается, то можете выбрать один из трех возможных вариантов дальнейших действий: 

1. Отказ от разработки некоторых из возможностей продукта для сосредоточения всех усилий на реализации тех возможностей, которые остаются. Если вы решите поступить именно таким образом, то лучше всего сделать это как можно раньше, чтобы разработка остальных возможностей была выполнена на высоком уровне. Отказ от части возможностей приложения на более поздних этапах будет очень болезненно восприниматься теми, кто разрабатывал соответствующие части кода, и конечными пользователями, которые рассчитывали на эти возможности, а также неблагоприятно скажется на разработке оставшейся части продукта, поскольку на ее структуру могли влиять зависимости, которые теперь оказались ненужными. Поскольку отказ от разработки части запланированных возможностей всегда дается очень трудно, это должно делаться корректно, начинаться как можно раньше и осуществляться в условиях уверенного руководства действиями группы. 

2. Продление графика выполнения работ до более реалистических сроков в соответствии с текущей оценкой состояния проекта. По мере продвижения работы над проектом будут выявляться ранее неизвестные факты, которые позволят вам точнее спрогнозировать срок окончания работ. Если график выполнения контрольной точки должен быть продлен (с соответствующим продлением графика выполнения остальных работ), делайте это решительно, устанавливая реальные сроки. Конечным результатом должен стать график, реальность выполнения которого ни у кого не будет вызывать сомнений. 

3. Нахождение более оптимальных способов распределения рабочей нагрузки среди членов группы. Включение в группу разработчиков на промежуточных этапах выполнения проекта дополнительных участников, не знакомых с тем, что уже сделано, редко когда приводит к желаемому эффекту. Вместо этого можно попытаться более оптимальным образом распределить работу среди имеющихся участников группы. Аналогично двум предыдущим пунктам, при принятии решений, касающихся распределения рабочей нагрузки среди участников, важную роль играют реалистическая оценка ситуации, а также энергичность и решительность осуществления руководства группой. Лучше быстро утвердить болезненный процесс перераспределения обязанностей одним решением, чем делать это по частям в несколько приемов.

Строгое соблюдение критериев завершения контрольных точек в той части, которая касается поддержания высокой производительности приложения, играет чрезвычайно важную роль по той простой причине, что добиться существенного улучшения производительности впоследствии без кардинального пересмотра проекта обычно оказывается невозможным. Типичные оправдания, подобные такому: "Главное сейчас — это завершить разработку готового варианта работоспособного кода к намеченному сроку, а проблемами производительности можно будет заняться и позже, при прохождении последующих контрольных точек", не выдерживают никакой критики. Справляться с проблемами производительности на более поздних стадиях производственного цикла всегда сложнее, поскольку с увеличением объема написанного кода зависимости между его отдельными частями только усиливаются, и это делает внесение необходимых изменений в проект все более затруднительным. Если кто-то говорит: "Проблемами производительности и их устранением мы займемся позже", то истинный смысл этого таков: "Мы не понимаем сути проблем производительности, с которыми столкнулись, и пока не можем сказать, каким образом собираемся устранять их в будущем. To, что мы создаем сейчас, — это прототип, который, как бы то ни было, может быть подготовлен к поставке; чтобы создать действительно завершенную версию приложения, нам, вероятно, придется переписать значительную часть кода".

Устанавливайте для контрольных точек конкретные и реалистические критерии их завершения, включающие в себя аспекты производительности. Гораздо лучше отсрочить завершение контрольной точки, чем перетянуть через финишную линию "хромающее" приложение. Устранение проблем производительности уже в той контрольной точке, при достижении которой был написан недостаточно производительный код, позволит вам использовать для их устранения всю вашу изобретательность и в то же время оставит открытыми просторы для будущего творчества. В части, касающейся аспектов производительности, критериями завершения контрольных точек должны охватываться две области: возможности интерактивного взаимодействия конечных пользователей с приложением и абсолютная производительность критических алгоритмов.

Пользовательский интерфейс мобильного приложения должен в любой момент сохранять способность к интерактивному взаимодействию с ним владельца устройства. Если в процессе работы приложения случаются периоды задержки, на протяжении которых пользователи вынуждены дожидаться результата, не имея никакой обратной связи с приложением, вы должны принять решение относительно того, каким образом следует обрабатывать подобные ситуации.

■ Можно ли исключить или сократить периоды задержек путем технической доработки проекта?

■ Можно ли обрабатывать задержки, вызывая заставки или отображая курсоры ожидания, уведомляющие пользователя о том, что выполнение приложения продолжается?

■ Можно ли передать выполнение задачи фоновому потоку, чтобы обеспечить сохранение пользовательским интерфейсом постоянной способности к отклику?

Среди алгоритмов, используемых в вашем приложении, всегда можно выделить ключевые алгоритмы, влияние которых на восприятие пользователем условий работы с приложением является определяющим. Таковыми являются алгоритмы, ответственные за выполнение наиболее важных функций приложения. К числу подобных алгоритмов относятся загрузка данных из баз данных, синтаксический анализ содержимого файлов, расчеты графиков для отображения их на устройстве или генерация отчетов для представления данных пользователю. Так, если для рисования графика на основании собранных пользователем данных требуется три минуты, то этот промежуток времени является слишком большим даже при условии сохранения интерактивной связи пользователем с пользовательским интерфейсом на протяжении всего периода ожидания. О том, чтобы в процессе выполнения таких ключевых алгоритмов пользователь не испытывал никакого дискомфорта, вы должны позаботиться отдельно, призвав на помощь всю свою творческую смекалку.

К числу вопросов, на которые необходимо дать ответ, пересматривая критические алгоритмы, относятся следующие:

■ Можно ли ускорить выполнение этих алгоритмов путем их настройки или изменения?

■ Можно ли прогнозировать потребность алгоритмов в тех или данных и заблаговременно загружать нужные данные, прежде чем в них возникнет необходимость, чтобы пользователь мог быстрее получить результат?

■ Можно ли выполнять наиболее трудоемкую часть вычислений вне устройства, на сервере?

■ Можно ли произвести некоторые вычисления или подготовить некоторые изображения еще на стадии проектирования, чтобы исключить или уменьшить потребность в проведении соответствующих вычислений на стадии выполнения?

Все сказанное выше о ключевых этапах и производительности можно резюмировать следующим образом: установив для намеченных контрольных точек критерии завершения, учитывающие аспекты производительности, и сделав их соблюдение обязательным требованием процесса разработки, вы сможете гарантировать успешную разработку вашего программного проекта.

Замечательным способом улучшения качества создаваемого вами кода является его периодический критический анализ, направленный на обеспечение высокой производительности приложения. Хотя проектирование по соглашениям — не самая приятная стратегия построения алгоритмов, взаимный анализ кода, написанного разными участниками рабочей группы, является проверенным способом улучшения его качества. Критический анализ кода предоставляет преимущества двоякого рода

1. Выявление возможных путей улучшения алгоритмов. Как сам процесс подготовки к критическому анализу кода, так и непосредственный его анализ содействуют нахождению способов написания более эффективного кода и проектированию пользовательских интерфейсов, обладающих высокой интерактивностью.

2. Обмен опытом, извлечение уроков и лучшее знание кода, написанного партнерами. Примеры новых подходов к решению трудных проблем производительности, содержащиеся в анализируемом коде, становятся общим достоянием всех, кто принимает участие в его критическом разборе. Кроме того, каждый разработчик только выигрывает от того, что остальные члены группы будут глубже понимать принципы функционирования разработанных им компонентов приложения.

Чтобы взаимная критическая проверка кода приносила наибольшую пользу, целесообразно подготовить единые стандарты написания программ, которых должны придерживаться все члены группы. Использование общих механизмов реализации кода машин состояний кэширования ресурсов и пользовательского интерфейса будет в значительной степени способствовать достижению взаимопонимания между участниками проекта и коллективному использованию наиболее оптимальных подходов, а также позволит быстро обнаруживать и устранять ошибки.

Рекомендуется разработать список стандартных рекомендаций, определяющих в общих чертах стиль программирования для ваших проектов. Это может быть выполнено либо в виде простейших аннотаций к файлу с примерами кода, демонстрирующими принимаемые при написании программ соглашения, либо в форме исчерпывающего сборника рекомендаций для проектировщиков. Степень детализации подобных рекомендаций зависит от возможностей и потребностей вашей организации. Если такие стандарты или рекомендации у вас отсутствуют, целесообразно затратить некоторые усилия на их составление. Начните с самого простого и позаимствуйте подходящие стандарты написания программ из существующих опубликованных руководств, предварительно убедившись в том, что они для вас подходят, и их будут применять все члены рабочей группы. Вашей наградой будет единый стиль программирования в рамках всего проекта.

Поскольку мобильные приложения выполняются в средах с ограниченными ресурсами памяти, полезно определить и поддерживать явную модель, описывающую способы использования памяти и осуществления управления ею в вашем приложении. В современных высокоуровневых объектно-ориентированных вычислительных средах, использующих механизм сборки мусора (garbage collection), необходимости в отслеживании распределения отдельных областей памяти обычно не возникает, хотя это и может играть важную роль при низкоуровневом программировании таких, например, объектов, как драйверы устройств. Вместо этого гораздо важнее иметь в своем распоряжении модель, описывающую, какие именно объекты и в течение какого времени должны удерживаться в памяти. Рассматривая это как часть процесса проектирования, вы должны дать ответы на следующие вопросы: 

■ Какие глобальные ресурсы будут кэшироваться в памяти? Одни объекты целесообразно кэшировать, тогда как хранить в памяти другие объекты было бы слишком расточительно. Трезво оцените, какие объекты к какой категории следует отнести. 

■ Какой объем данных приложения будет загружаться в память в каждый момент времени? Большинству приложений приходится иметь дело с довольно крупными объемами данных, лишь часть которых должна быть загружена в память в каждый заданный момент времени. 

■ При каких условиях возможно освобождение памяти от загруженных данных и ресурсов? Модели очистки памяти, позволяющие избавляться от данных и ресурсов, необходимость в которых в данный момент отсутствует, играют очень важную роль в процессах освобождения памяти, требуемой для сохранения других данных и ресурсов.

От вас, как от разработчика, зависит, будет ли осуществляться управление этими важными аспектами явным образом или же проблемы будут решаться по мере их возникновения, пока объем поглощаемой приложением памяти не превысит допустимые пределы. Соображения по этому поводу уже приводились в одной из предыдущих глав, когда мы обсуждали применение машин состояний для управления моделью памяти приложения. Если вы еще не читали этот материал, имеет смысл вернуться назад и просмотреть его. Эти же вопросы находятся в центре внимания следующей главы, посвященной рассмотрению методов управления памятью и производительностью.

Продумайте способы измерения важнейших показателей работы вашего приложения. Измерения — это ключ к получению информации, которая поможет вам находить оптимальные пути повышения производительности. При помощи соответствующих измерений вы можете оценивать быстродействие алгоритмов и скорость реакции пользовательского интерфейса. Можно также измерять показатели, характеризующие распределение памяти и ее использование различными объектами.

Анализируя проблемы производительности, подумайте над тем, какого типа данные будут наиболее полезными для этих целей и как их можно получить. Ниже приводится ряд рекомендаций по этому поводу, перечисленных в порядке уменьшения степени их важности: 

1. Оснастите код средствами объективного контроля. Затратив лишь самые незначительные усилия, вы можете включить в код средства мониторинга, обеспечивающие получение объективных характеристик работы приложения. Этот процесс называют оснащением кода средствами контроля характеристик его функционирования. Получение достаточно большого объема информации о том, как работает код, создает хорошие предпосылки для его оптимизации. Хронометраж кода обычно не представляет особых затруднений; пример соответствующей программы приводится далее в этой главе. Сравнение эффективности различных алгоритмов на основании данных, полученных в результате измерения объективных характеристик выполнения кода, часто помогает значительно прояснить ситуацию. 

2. Продумайте способы автоматического тестирования производительности приложения и записи соответствующих показателей в журнал. В тех случаях, когда это возможно, полезно организовать автоматическое тестирование кода с ведением журнала показателей производительности для ключевых сценариев. Наличие соответствующих средств контроля работы кода и генерация согласованной системы показателей, измеряемых и сохраняемых от сборки к сборке, окажет вам неоценимую помощь при выяснении причин снижения производительности, если таковое вдруг начнет наблюдаться. Имея возможность сравнивать значения показателей, характеризующих производительность различных версий разрабатываемого вами мобильного приложения при выполнении ключевых сценариев, вы сможете без труда фиксировать случаи ухудшения этих показателей. Выявление проблем производительности на ранних стадиях их возникновения позволит вам легко определить, какие именно изменения, внесенные в проект, послужили причиной ухудшения того или иного показателя. 

3. Используйте показатели производительности алгоритмов, генерируемые средой выполнения, а также установленными на устройстве средствами мониторинга работы приложении. Некоторые среды выполнения управляемого кода обеспечивают возможность измерения показателей, характеризующих отдельные аспекты функционирования приложений. В частности, они позволяют определить, сколько времени выполняется тот или иной код, а также отслеживать распределение памяти для размещения объектов и выполнение операций сборки мусора. Информация такого рода может пригодиться вам для настройки алгоритмов и выявления случаев утечки памяти. Наилучшей стратегией при проведении подобного рода анализа является как можно более полная изоляция кода, поведение которого анализируется. Самые точные и реальные характеристики производительности алгоритмов удается получить в тех случаях, когда имеется возможность вычленения интересующего нас фрагмента кода из тела программы, помещения его в отдельный проект с целью последующего выполнения для получения соответствующих показателей. Анализ такого рода оказывается полезным при сравнении эффективности различных алгоритмов. Современные средства мониторинга и отладки кода также способны предоставлять ценную информацию о том, на что расходуется процессорное время. Примечание. Более подробно этот вопрос рассматривается ниже в разделе "Получение информации об основных показателях производительности в .NET Compact Framework". 

4. Используйте показатели производительности алгоритмов, генерируемые средствами мониторинга, которые доступны в настольных компьютерах и серверах. Для сред выполнения, функционирующих на настольных компьютерах и серверах, разработаны потрясающие средства, предназначенные для мониторинга работы управляемого кода. В настоящее время средства этой категории пока значительно опережают аналогичные им инструментальные средства, разработанные для устройств; вероятно, в течение некоторого времени такая ситуация будет сохраняться. Частично это объясняется тем, что рынок настольных компьютеров и серверов существует дольше, а частично — тем фактом, что в средах выполнения, предназначенных для настольных компьютеров и серверов, для поддержки утилит мониторинга могут выделяться гораздо большие объемы памяти. Можно ожидать, что в ближайшее время среды выполнения, используемые на устройствах, а вместе с ними и соответствующие средства получения эксплуатационных характеристик программ, получат дальнейшее развитие, однако по-прежнему будут уступать своим аналогам, ориентированным на настольные компьютеры и серверы. Поставляемые для настольных компьютеров и серверов средства, позволяющие анализировать работу приложений, способны обеспечивать получение детальной картины того, на выполнение каких функций приходится основная доля процессорного времени, и какие участки кода могут тормозить выполнение программ. Кроме того, современные средства мониторинга работы кода часто интегрируются в стандартные среды разработки приложений, что значительно упрощает проведение указанного анализа. Запуск кода, изначально предназначенного для устройств, в среде настольного компьютера или сервера позволит вам получить представление о возможностях его выполнения на этих платформах и глубже разобраться в особенностях его поведения в условиях устройств. Примечание. Имейте в виду, что механизмы JIT-компиляции, обработка исключений и стратегии сборки мусора для настольных компьютеров, серверов и устройств могут существенно отличаться друг от друга. Возможности настольных компьютеров и серверов в отношении доступных объемов памяти значительно превышают возможности мобильных устройств, а для каждого типа микропроцессоров существуют свои области вычислений, в которых он превосходит другие типы. Результаты мониторинга работы приложения, полученные на настольном компьютере или сервере, могут дать вам много полезной информации, но некоторые из характеристик приложения при выполнении на устройстве могут измениться. Подобные различия будут становиться особенно заметными тогда, когда в коде интенсивно используются операции файлового ввода-вывода, выполняется обмен данными по сети или обрабатывается графика, поскольку производительность кода в этих случаях будет в значительной мере зависеть от используемого оборудования и операционной системы. Инструментальные средства мониторинга, используемые на настольных компьютерах и серверах, помогут вам развить свою интуицию и глубже разобраться в особенностях распределения памяти для объектов, но окончательные выводы вы должны делать только на основании результатов, полученных при выполнении приложения на устройствах.

5. Используйте данные относительно использования памяти, полученные с помощью средств операционной системы и средств мониторинга на основе собственного кода, предоставляемых устройством. Для получения данных хронометража, а также данных по использованию памяти приложением, характеризующихся повышенным разрешением, во многих случаях могут быть привлечены системные вызовы операционной системы, использующие собственный код. Кроме того, для получения статистических данных, характеризующих работу программы, можно привлекать инструментальные средства мониторинга, написанные с использованием собственных кодов. Если вы создаете компоненты или приложения на основе собственного кода, то эти именно эти данные и являются тем, что вам нужно; в этом случае вам остается только засучить рукава и приступить к измерениям. Если же вы пытаетесь получить информацию о производительности приложения, создаваемого на основе управляемого кода, то ситуация несколько осложняется. Если данные об использовании памяти системой или приложением получены средствами операционной системы, то необходимо учесть, что поведение управляемой среды в отношении использования памяти лишь в общих чертах коррелирует с поведением системы. Ввиду периодического выполнения таких операций, как сборка мусора, кривая использования памяти, вероятнее всего, будет иметь пилообразную форму, соответствующую постепенному накоплению неиспользуемых объектов в памяти и последующему периодическому освобождению памяти от них в результате работы сборщика мусора. Тем не менее, эта информация вам может пригодиться, если вы пытаетесь выяснить причины утечки памяти, происходящей на протяжении длительных промежутков времени. Кроме того, вы можете вызвать сборщик мусора еще до измерения объема используемой памяти, однако поступать так следует лишь в целях тестирования; вызовы сборщика мусора непосредственно в коде при обычном выполнении приложения почти всегда приводят к снижению производительности. Как бы то ни было, для получения информации о расходе памяти непосредственно из операционной системы могут потребоваться системные вызовы, использующие собственный код, с последующей коррекцией результатов. Если же вы можете получить необходимые вам данные из управляемой среды, то все делается намного проще.

Из всех описанных стратегий включение самостоятельно разработанных средств мониторинга производительности в код приложения обеспечивает самый быстрый способ получения результатов первого порядка, представляющих наибольший интерес. Приступая к организации сбора данных для анализа показателей производительности, начинайте с оснащения кода приложения простыми средствами мониторинга и при необходимости уточняйте полученные результаты.

Получение информации об основных показателях производительности в .NET Compact Framework

В .NET Compact Framework версии 1.1 имеется встроенный механизм, позволяющий быстро получать "черновую" метрику работы приложений на основе управляемого кода в этой среде. Упомянутый механизм обеспечивает получение показателей производительности приложения в целом и по завершении выполнения приложения выводит соответствующий текстовый файл. В этом текстовом файле содержатся следующие данные:

• Суммарное время выполнения

• Количество объектов, размещенных в памяти в процессе выполнения кода.

• Количество операций по сборке мусора, произведенных в процессе выполнения кода.

• Количество сгенерированных исключений. (Накладные расходы, связанные с обработкой исключений, возбуждаемых часто и без крайней на то необходимости внутри циклов, могут оказаться весьма существенными )

Поскольку полученные показатели характеризуют работу программы на уровне приложения, их целесообразно использовать в тех случаях, когда вы сравниваете два различных алгоритма или настраиваете определенный алгоритм. Тестируемые алгоритмы следует выделить в собственные исполняемые файлы. Исполняемые файлы должны содержать как можно меньше лишнего кода, чтобы основная часть производимых вычислений приходилась на тестируемые алгоритмы. Исключите из кода любые другие формы или код, которые могут приводить к загрузке, JIT-компиляции и выполнению нежелательных компонентов, если таковые имеются.

Технические рекомендации относительно того, как активизировать генерацию рассматриваемых показателей времени выполнения, содержатся в статье "Developing Well Performing .NET Compact Framework Applications" ("Разработка высокопроизводительных приложений .NET Compact Framework") на Web-сайте http://msdn.microsoft.com.

На момент написания данной книги указанная статья располагалась по следующему URL-адресу:

http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnnetcomp/html/netcfperf.asp

Кроме того, в этой статье рассматриваются различные способы оценки функциональности кода на основании сравнительного анализа показателей производительности; этот материал также заслуживает прочтения.

Поскольку проектирование высокопроизводительных приложений — это искусство, которое должно сочетаться с исследовательским подходом, полезно иметь под рукой инструмент, с помощью которого можно было бы быстро производить необходимые измерения. Приведенный ниже пример кода вы можете использовать в своих программах для количественной оценки некоторых показателей их функционирования.

Представленный в листинге 7.1 код прост в использовании и имеет небольшие размеры, благодаря чему его включение в мобильное приложение приведет лишь к незначительному увеличению накладных расходов. Этот код предназначен для использования в качестве универсального средства тестирования производительности, при помощи которого вы сможете быстро измерять временные характеристики своих кодов. Это позволит вам быстро оценивать, сколько времени выполняется тот или иной участок разрабатываемого кода, и обнаруживать узкие места, требующие применения новых стратегий. Вы также можете использовать этот код для быстрого сравнения эффективности двух различных подходов, чтобы определить, какой из них лучше соответствует вашим запросам. Так, если для если для настройки пользовательского интерфейса и заполнения иерархического списка в элементе управления TreeView требуется три секунды, то вы можете захотеть изменить алгоритм таким образом, чтобы сначала заполнялись лишь узлы наивысшего уровня, а заполнение дочерних узлов откладывалось на более позднее время и осуществлялось лишь тогда, когда в этом возникнет действительная необходимость. Окончательное решение вы будете принимать на основании результатов соответствующих измерений и оценок качества приложения, предоставляемых конечными пользователями.

using System;

internal class PerformanceSampling {

 //Значение этого параметра может быть задано произвольным, но количество

 //тестовых интервалов, равное 8, представляется достаточным для

 // большинства случаев

 const int NUMBER_SAMPLERS = 8;

 static string[] m_perfSamplesNames = new string[NUMBER_SAMPLERS];

 static int[] m_perfSamplesStartTicks = new int[NUMBER_SAMPLERS];

 static int[] m_perfSamplesDuration = new int[NUMBER_SAMPLERS];

 //Определить начальное значение счетчика тактов системных часов

 //для интервала

 internal static void StartSample(int sampleIndex, string sampleName) {

  m_perfSamplesNames[sampleIndex] = sampleName;

  m_perfSamplesStartTicks[sampleIndex] = System.Environment.TickCount;

 }

 //Определить конечное значение счетчика тактов системных часов

 //для интервала

 internal static void StopSample(int sampleIndex) {

  int stopTickCount = System.Environment.TickCount;

  //Счетчик тактов системных часов сбрасывается в ноль каждые 24,9 дня

  //(что соответствует примерно 2 миллиардам миллисекунд).

  //Эта маловероятная возможность будет принята нами во внимание

  if (stopTickCount >=m_perfSamplesStartTicks[sampleIndex]) {

   //Обычно будет выполняться этот код

   m_perfSamplesDuration[sampleIndex] = stopTickCount - m_perfSamplesStartTicks[sampleIndex];

  } else {

   //Значение счетчика тактов "перешло" через ноль,

   //и мы должны это учесть

   m_perfSamplesDuration[sampleIndex] = stopTickCount + (int.MaxValue - m_perfSamplesStartTicks[sampleIndex]) + 1;

  }

 }

 //Возвратить длительность тестового интервала

 //(в миллисекундах)

 internal static int GetSampleDuration(int sampleIndex) {

  return m_perfSamplesDuration[sampleIndex];

 }

 //Возвращает длительность истекшего тестового

 //интервала в секундах

 internal static string GetSampleDurationText(int sampleIndex) {

  return m_perfSamplesNames[sampleIndex] + ": " +

   System.Convert.ToString((m_perfSamplesDuration[sampleIndex] /(double) 1000.0)) +

   " секунд.";

 }

}

HA ЗАМЕТКУ

В документации по .NET Compact Framework утверждается, что интервал значений свойства .TickCount не может быть меньше 500 мс (0,5 секунды). Я обнаружил, что на практике достигается несколько лучшее разрешение (менее 100 мс, или 0,1 секунды), чем указанное. Вам придется немного поэкспериментировать самостоятельно. Если окажется, что вам необходим счетчик с более высоким разрешением, можете видоизменить приведенный выше код, включив в него системные вызовы операционной системы, управляющей собственным кодом, для получения доступа к низкоуровневым системным счетчикам. В большинстве случае возможностей приведенного выше кода вам должно быть вполне достаточно, а в силу своей простоты он оказывается удобным для использования в тех случаях, когда измерения требуется выполнить быстро.

private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 const int TEST_SAMPLE_INDEX = 2; //Выберите любое действительное

                                  //значение индекса

 //Начать измерение

 PerformanceSampling.StartSample(TEST_SAMPLE_INDEX, "TestSample");

 //Отобразить окно сообщений

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Для прекращения измерения щелкните на кнопке OK");

 //Прекратить измерение

 PerformanceSampling.StopSample(TEST_SAMPLE_INDEX);

 //Отобразить результаты

 System.Windows.Forms.MessageBox.Show(PerformanceSampling.GetSampleDurationText(TEST_SAMPLE_INDEX));

}

Советы относительно повышения надежности результатов измерений

1. Вы можете пользоваться эмпирическим правилом, в соответствии с которым чем больше длительность события, которую вы измеряете, тем меньше относительная ошибка. Поэтому, если вы сравниваете два алгоритма, для выполнения которых требуется примерно 0,5 секунды, лучше выполнить каждый из них по 10 раз и разделить полученные результаты на 10.

2. Повторяйте каждый эксперимент несколько раз, убеждаясь в том, что получаемые результаты оказываются в достаточной степени близкими друг к другу.

3. Если вы сравниваете эффективность двух алгоритмов, выполните каждый из них несколько раз и отбросьте первые из полученных для каждого из них результатов измерений, если они значительно отличаются от результатов последующих измерений. Вполне возможно, что во время первоначального выполнения кода вашим приложением выполняется загрузка и компиляция библиотек, связанных различными зависимостями. Если оба алгоритма имеют аналогичные зависимости, то загрузка и JIT-компиляция этого кода отразится на результатах первого измерения. Время, необходимое для JIT-компиляции кода, среди сравниваемых результатов учитываться, как правило, не должно.

4. Чтобы при сравнении эффективности двух различных алгоритмов получить наилучшие результаты, заново запускайте приложение в промежутках между тестами. Повторный запуск приложения сбросит весь предварительно скомпилированный и находящийся в кэш-памяти код, тем самым предоставляя вам общее начало отсчета для каждого теста.

Почти во всех случаях измерения временных промежутков не могут быть идеальными, они могут быть лишь в достаточной степени надежными. Важно лишь следить за тем, чтобы величина измеряемых показателей превышала уровень шумов, которые всегда присутствуют. Независимо от того, что именно вы пытаетесь измерить, всегда можно найти способы, позволяющие отладить методику измерений таким образом, чтобы получаемые результаты были надежными.

Одна из распространенных ошибок, допускаемых разработчиками, состоит в том, что при проектировании и тестировании алгоритмов используются меньшие объемы данных по сравнению с теми, с которыми приходится иметь дело в процессе реальной работы. Реальные данные дольше загружаются и сохраняются и, что немаловажно, могут потреблять большие объемы драгоценной памяти и резко замедлять общую производительность мобильного приложения. Типичными примерами, когда разработчики могут допускать подобную ошибку и осуществлять разработку и тестирование приложений с использованием меньших объемов данных, нежели те, с которыми сталкиваются конечные пользователи, могут служить следующие:

■ Приложение, использующее базу данных, тестируется с использованием 20 записей выбранных данных, тогда как в реальной работе будут использоваться от 200 до 2000 записей.

■ В процессе эксплуатации приложения будет требоваться синтаксический анализ текстового XML-файла. Размер пробного XML-файла составляет 15 Кбайт, в то время как в реальной работе будет использоваться файл размером 300 Кбайт.

■ Проектируется приложение, предназначенное для работы с цифровыми фотографиями. Фотографии загружаются с Web-сервера и сохраняются в локальной кэш-памяти устройства. В процессе разработки приложения используются четыре пробных изображения размером 200 Кбайт каждое, хотя обычный размер фотографий, получаемых при помощи цифрового фотоаппарата, составляет 800 Кбайт (или более).

Легко понять причины, по которым могут совершаться ошибки, проиллюстрированные в приведенных выше примерах. В процессе проектирования приложения форматы данных часто могут меняться, и вам гораздо легче создать файл нужного формата, включив в него 10 записей, а не 200. Кроме того, выполнять и тестировать приложения намного проще, если при их запуске не приходится ожидать загрузки всех данных. К сожалению, конечные пользователи будут лишены этой роскоши, ведь им приходится иметь дело с реальными объемами данных. Поэтому очень важно уже на ранних стадиях процесса проектирования и разработки мобильного приложения перейти к использованию реальных данных или имитирующих их данных сравнимого объема.

Соблазн как можно дольше работать с небольшими объемами тестовых данных настолько велик, что о необходимости тестирования приложения с использованием реальных объемов данных обычно вспоминают слишком поздно, когда процесс разработки уже продвинулся довольно далеко. Часто реальные данные используют только тогда, когда почти завершенное приложение проходит эксплуатационные тесты. К этому моменту между модулями кода уже будут сформированы всевозможные зависимости, а в проекте приложения использованы неявные предположения относительно требуемых объемов памяти. В этих условиях распутывание сложившихся зависимостей и изменение положенных в основу приложения моделей данных и памяти с целью перехода к работе с реальными объемами данных будет весьма болезненным, если вообще осуществимым. Чтобы не забыть о необходимости перехода к тестированию мобильного приложения с использованием реальных данных, включите это условие в число обязательных критериев завершения контрольной точки, перед достижением которой пишется код, обрабатывающий эти данные. В частности, этот критерий должен предусматривать, что объемы данных, используемых в процессе ежедневной разработки и тестирования приложения, должны быть близкими к реальным. Успешное завершение каждой контрольной точки должно предусматривать достижение приемлемой производительности при работе с реальными данными

Популярные и особенно полезные приложения часто используются на пределе их возможностей и с выходом за первоначально предполагаемые границы их областей применения. Людям вообще свойственно использовать любые виды оборудования с нарушением установленных норм их эксплуатации. Проектируя приложение, вы должны исходить из того, что то же самое будет происходить и с ним. Рекомендуется часть тестов проводить в режимах, близких к предельным, чтобы увидеть, как ведет себя приложение по мере роста объемов данных до следующих размеров. 

■ Размеры файлов/данных на 20% превышают показатели, предусмотренные проектом. Этот уровень соответствует простейшему случаю превышения норм потребления памяти, установленных для вашего приложения. С проблемами такого рода приложение должно быть в состоянии справляться без особого труда. 

■ Размеры файлов/данных на 50% превышают показатели, предусмотренные проектом. Этот уровень соответствует наиболее вероятному превышению норм потребления памяти, установленных для вашего приложения. Способно ли приложение корректно разрешить эту ситуацию за счет снижения эффективности выполнения или упомянутая ситуация повлечет за собой неприятные последствия? 

■ Размеры файлов/данных на 100% превышают показатели, предусмотренные проектом. Значительное превышение норм потребления памяти.

■ Размеры файлов/данных на 200% превышают показатели, предусмотренные проектом. Действительно жесткие условия тестирования.

В идеальном случае ваше приложение должно быть в состоянии корректно обрабатывать увеличенные объемы данных. При наличии хорошо продуманной модели памяти, гарантирующей хранение лишь необходимого объема информации о состоянии приложения, пользователь может даже не почувствовать, что оно стало работать xyже. В более реалистичных случаях при работе с увеличенными объемами данных производительность приложения может несколько снижаться, в связи с чем возникает вопрос о том, каковы допустимые пределы превышения данными предусмотренных объемов. Важно понять, в каком диапазоне увеличения объемов используемых данных производительность приложения будет снижаться линейным образом и начиная с какой точки это снижение приобретет экспоненциальный характер.

Если ваше приложение начинает "спотыкаться" в любой из перечисленных выше точек перегрузки, вам необходимо предпринять определенные меры, обеспечивающие работоспособность приложения даже при возникновении подобных условий. Например, вы можете включить в код приложения фрагменты, которые осуществляют необходимый контроль и запрещают приложению работать с объемами данных, при водящими к снижению производительности ниже допустимого уровня. Возможен и такой вариант, когда ваше приложение предупреждает пользователя о загрузке чрезмерно большого количества данных, грозящего значительным ухудшением производительности, и предоставляет ему возможность самому оценить последствия продолжения работы с увеличенным объемом данных.

В вашем основном документе проекта должны быть указаны как рекомендуемый максимальный объем используемых данных, так и возможные последствия попыток пользователя работать с превышением пороговых размеров памяти, отведенной для хранения данных.

Я уже говорил об этом раньше и, несомненно, еще неоднократно буду повторять: не откладывайте в долгий ящик работу по поддержанию производительности на высоком уровне! Отложить эту работу — это все равно, что отложить на более поздние сроки устранение трудных ошибок в программе; такая тактика почти никогда не оправдывается. Очень легко убедить себя заняться этой работой позже. Позвольте привести несколько примеров распространенных оправданий, к которым охотно прибегает и автор этих строк: 

■ Главное для меня сейчас — это вовремя завершить написание кода. Покончив с этим, я буду иметь более полное представление о том, как работает приложение, и смогу его лучше настроить. Неверно. После того, как вы своевременно закончите написание кода, у вас начнется очень трудный период, на протяжении которого вы будете переделывать отдельные части приложения, поскольку они зависят от всех явных или неявных допущений, принятых вами при разработке алгоритмов. Чем больший объем кода вы напишете, тем сложнее будет вносить в него изменения. Если вы обнаруживаете, что проблемы производительности отрицательно сказываются на пользовательском восприятии приложения, то заниматься их устранением лучше всего тогда, когда код еще остается достаточно податливым. 

■ Об эффективности кода пока беспокоиться нечего; сейчас я просто воспользуюсь теми приемами программирования, с которыми больше всего знаком, и на скорую руку сделаю основную работу. Позже я выясню, какие алгоритмы тормозят работу приложения, и подумаю над тем, каким образом их следует переписать. И вновь неверно. Если вы напишете заведомо неэффективный код, то прежде, чем вы приметесь за написание своих более эффективных алгоритмов, вам придется его исправлять. Это особенно касается кода, в котором выполняется множество операций со строками, и алгоритмам, которые предполагают распределение памяти для объектов в циклах. Часто не составляет никакого труда уже с самого начала использовать эффективные методики обработки строк или размещения объектов в памяти (далее об этом будет сказано более подробно); для этого надо всего лишь провести небольшое предварительное исследование с целью выяснения того, какие из существующих методик являются наиболее эффективными в используемой вами системе программирования. Можно дать два важных совета, следуя которым вы сможете создавать эффективно выполняющийся код: 1) выберите подходящий алгоритм, который в наибольшей степени соответствует вашим запросам, и 2) программируйте алгоритм с использованием доступных вам эффективных методик. Написание бесполезного кода низкого качества с мыслью о том, что впоследствии он будет исправлен, — это все равно, что пытаться покрасить дом, расплескивая краску по всей стене: вы можете быстро закрасить 80 процентов поверхности стен, но для полного завершения работы вам придется вновь заняться покраской всех стен.

НА ЗАМЕТКУ

Важно подчеркнуть что из всего вышесказанного вовсе не следует, будто вы должны потратить бесчисленное количество часов на шлифование абсолютно всех алгоритмов; такой подход также не даст ничего хорошего и приведет к созданию без нужды оптимизированного на микроскопическом уровне кода, который очень трудно поддерживать. Одни части вашего приложения играют большую роль, чем другие, и ваша задача состоит в том, чтобы оценить и измерить, какие из них имеют первостепенное значение, и именно на них сконцентрировать основные усилия. Это говорит о том, насколько важно понимать, что для каждого вида обработки данных, независимо от того, идет ли речь о строках, массивах, коллекциях, размещении объектов и типов, алгоритмах сортировки, обычных типах данных или операциях, имеются свои эффективные приемы программирования, и вы должны выработать в себе привычку к написанию только высококачественного кода (или, по крайней мере, кода, качество которого не является очевидно низким!). Всегда старайтесь писать только код высокого качества и измеряйте соответствующие показатели для различных частей приложения, чтобы выяснить, какие из них являются критичными для обеспечения высокой производительности. После того, как вы надлежащим образом выполните основную работу, поддерживая качество кода на хорошем уровне, можете потратить свое драгоценное время на дополнительную оптимизацию наиболее важных частей приложения. 

■ Повышение производительности — это всего лишь тонкая настройка алгоритмов, которые мною уже написаны. В очередной раз неверно. Хотя улучшением отдельных алгоритмов иногда и можно добиться заметного выигрыша в производительности, в остальных случаях для этого может потребоваться существенная переделка проекта. Если только качество написанного вами кода не является совершенно ужасным, наибольший выигрыш в производительности вам может принести не оптимизация алгоритмов, которые вами уже написаны, а фундаментальная реструктуризация модели данных и пользовательского интерфейса вашего приложения, способная резко улучшить производительность. Очень важно не упустить тот момент, когда возникает необходимость в пересмотре фундаментальных положений проекта и поиске конструктивных альтернатив.

Некоторые проблемы производительности могут быть связаны не столько тем, каким способом вы обрабатываете данные, сколько с тем, какой объем данных необходимо обрабатывать в каждый момент времени. Вашим алгоритмам не придется тяжело трудиться, если вы работаете с небольшими объемами данных или данными, прошедшими предварительную сортировку или организованными именно так, как это необходимо приложению. Такого рода фундаментальная оптимизация может затрагивать самые глубинные слои моделей данных, машины состояний и пользовательского взаимодействия, используемых в приложении. После того, как поверх этих моделей будет создана значительная часть кода, у вас, вероятно, еще останется возможность тонкой настройки кода основных алгоритмов, при помощи которой можно будет добиться некоторого количественного выигрыша, однако если вы захотите радикально изменить способ взаимодействия приложения с данными, то вам придется туговато. Замечательная производительность достигается за счет мер систематического характера и зиждется на эффективности проекта в целом, а не кроется в отдельных алгоритмах обработки. 

■ Дальнейшее повышение производительности просто невозможно. Я выжал из приложения все, что можно, и если его производительность низка, то с этим надо просто смириться. Глубочайшее заблуждение. Резервы повышения производительности существуют всегда, но для того, чтобы использовать их, может потребоваться радикальное переосмысление проекта. Возможно, для этого надо будет изменить организацию работы приложения. Возможно, потребуется перенести код с устройства на сервер (или использовать другие обходные пути). Возможно, потребуется предварительное вычисление некоторых данных на стадии проектирования, составить оптимизированные таблицы поиска и поместить их в код. Возможно, потребуется разделить ваше приложение на три меньших. Имеется бесчисленное множество способов "обмануть время" и найти пути повышения производительности приложения. Хотя тот факт, что для выполнения любой отдельной задачи часто существуют алгоритмы, обеспечивающие максимально возможное быстродействие, является сущей правдой, ваше приложение почти никогда не будет сводиться только к какому-то одному алгоритму или задаче. Ваше приложение таково, каким его воспринимает пользователь. Если вам никак не удается добиться приемлемой производительности, и вы убеждены в том, что используемым для ее оценки количественным показателям можно доверять, значит наступил момент, когда вы должны активизировать свое творческое воображение. Вспомните старую истину: "Необходимость — мать изобретательности". Величайшие открытия совершаются именно тогда, когда возникают, казалось бы, непреодолимые трудности, поскольку они заставляют вас задуматься об истинной природе проблемы, которую вы пытаетесь решить. Если производительность приложения остается низкой, то причиной этого, как правило, является недостаток творческого воображения, мешающий взглянуть на проблему с новой стороны. Станьте на голову и постойте в таком положении некоторое время или сделайте еще что-нибудь, что способно активизировать ваше творческое мышление. Решение обязательно появится.

Решение проблем производительности по мере их возникновения позволит вам уверенно переходить от одной стадии разработки приложения к другой. Если производительность приложения вдруг резко упала, вы можете вернуться назад к известной точке, в которой все показатели были нормальными, и вновь использовать ее в своей работе в качестве отправной точки. Уст ранение проблем производительности по мере продвижения работы во многом подобно подъему по скале с использованием страховки, когда вы разбиваете маршрут на отдельные участки, в конце каждого из которых забиваете страховочные клинья; единственное, чем вы рискуете, если сорветесь — так это тем, что зависнете на уровне последнего из забитых клиньев. Если же вы пожалеете затратить время на фиксацию и страховку достигнутых результатов, то можете сорваться и пролететь вниз до самого подножия скалы, что чревато большими неприятностями. В процессе разработки не рвитесь необдуманно вперед и время от времени стабилизируйте показатели производительности своего приложения.

Если конечные цели определены недостаточно четко, то судить об их достижении вам будет трудно, поскольку в этом случае невозможно точно сказать, когда именно пересекается финишная линия. Как бы парадоксально это ни звучало, но можно утверждать и обратное, а именно: достигать неопределенные цели легче, поскольку "достаточно хорошим" можно признать все, что угодно. В зависимости от ваших наклонностей, вы легко можете попасть в одну из этих двух ловушек и закончите тем, что либо приложите чрезмерные усилия к оптимизации тех частей приложения, которые этого никак не заслуживают, либо проигнорируете те, которые имеют решающее значение. Вероятнее всего, время от времени вы будете попеременно оказываться в лагере приверженцев каждой из этих позиций, решая то заняться оптимизацией того, что попроще или представляет интерес в качестве предмета исследования, то отложить устранение неприятных проблем, разрешение которых не обещает быть легким или требует выполнения рутинной трудоемкой работы.

Все может дополнительно усложниться, если вы работаете в составе группы, поскольку у разных людей может быть и разное мнение о том, что такое "приемлемая производительность". Часто это мнение подвержено влиянию того, каковы объемы дополнительной работы, которую необходимо выполнить для устранения проблемы, кому придется выполнять эту работу, и кто виноват в том, что что-то пошло не так, как хотелось бы. Конечно, приятно думать, что принимаемые нами решения являются хладнокровными, взвешенными и беспристрастными и основываются на объективных фактах, но весь человеческий опыт указывает на то, что это не всегда так. Все мы находимся под влиянием не только своих чувств, но и мыслей о том, насколько трудным, приятным, увлекательным или напряженным будет процесс устранения проблем, с которыми мы столкнулись.

Наилучший способ справиться с задачами повышения производительности заключается в том, чтобы записать эти задачи в основной документ проекта. Составьте подробный список этих задач и присвойте им номера. Обновляйте этот список в соответствии с тем, какие новые сведения появились у вас на данный момент, и обязательно фиксируйте вносимые в него изменения. Сформулировав конкретные цели, и всегда зная почему, как и когда они были изменены в процессе производственного цикла, вы и ваша группа никогда не собьетесь с пути, ведущего вас к решению поставленных задач. 

Производительность приложения такова, какой ее воспринимает пользователь. Если пользователю кажется, что приложение работает медленно, значит, оно работает медленно. Если же он считает, что приложение отрабатывает мгновенно, значит, так оно и есть. Поскольку мы создаем мобильные приложения, которыми будут пользоваться люди, а не автоматы, вооруженные хронометрами, искусство измерения производительности заключается в правильном выборе показателей, с помощью которых можно было бы точно охарактеризовать пользовательское восприятие приложения. В случае каких-либо сомнений окончательное определение того, является ли производительность мобильного приложения достаточно хорошей, возможно на основании результатов его тестирования реальными конечными пользователями и высказанных ими оценок. Любые попытки доказать пользователю, у которого на этот счет иное мнение, что приложение в действительности работает очень хорошо, ничего не дадут. Критерии производительности субъективны.

Автомобиль, обладающий великолепными эксплуатационными характеристиками, реагирует на малейшее ваше движение; совершая любое действие, водитель ощущает немедленную ответную реакцию, по которой он может судить, что все идет нормально. В случае мобильных устройств эта обратная связь большей частью является визуальной. Иногда обратная связь обеспечивается звуковыми или тактильными средствами, как это имеет место, например, при звуковом подтверждении нажатия кнопки или индикации наступления определенного события вибрацией телефона. Независимо от метода, обеспечивающего ответную реакцию устройства, важно, чтобы пользователь мог быстро понять, что его команды восприняты и отданное им распоряжение выполняется.

Ответная реакция устройства и пульты дистанционного управления домашней электронной техникой

Для различных типов устройств предусматриваются различные виды ответной реакции. Быстрая, безошибочная и информативная обратная связь с пользователем является отличительным признаком хорошо спроектированного мобильного устройства.

Проведем мысленный эксперимент, обратившись в качестве примера к телевизионному пульту дистанционного управления. Хорошие пульты часто обеспечивают несколько разновидностей обратной связи. Во-первых, вы должны ощущать физическое сопротивление кнопок нажатию; каждому, кому приходилось пользоваться дистанционным пультом управления, не имеющим дискретных физических кнопок, знакомо чувство неуверенности, возникающему при нажатии так называемых "программных" кнопок. Во-вторых, в ответ на нажатие какой-либо кнопки дистанционные пульты часто подсвечиваются, указывая на то, что они приняли запрос и пытаются отреагировать на ваш ввод. В-третьих, непосредственной визуальной ответной реакцией телевизионного приемника на получение команды от пульта является вывод на экран шкалы регулятора громкости, цифры или любого другого визуального подтверждения. Если в любом из перечисленных случаев задержка ответной реакции превышает 0,5 секунды, то из-за недостаточно быстрой обратной связи работа пульта кажется замедленной. Эта задержка называется задержкой реакции, и если она наблюдается, то у пользователя немедленно возникает ощущение, что ему попался бракованный пульт. Это вовсе не означает, что пользователь требует, чтобы результаты выполнения отданной команды всегда проявлялись немедленно (хотя это всегда радует); главное, что отличает хороший пульт от плохого, — это немедленное извещение пользователя о том, что его команда принята

Аналогичные моменты должны учитываться вами и при проектировании приложений. Часто для организации хорошей обратной связи требуется всего лишь добавить в приложение немного кода и чуть-чуть его приукрасить, но это оказывает огромный положительный эффект на пользовательское восприятие устройства и его оценку качества приложения.

В качестве одной из целей разработки всегда указывайте обязательное подтверждение получения команд пользователя, даже если они не могут быть немедленно обработаны. Обычно любая задержка с таким подтверждением, превышающая 0,5 секунды, вызывает у конечного пользователя чувство раздражения. При возникновении задержки ответа пользователи часто пытаются повторить команду, что может стать причиной еще большего раздражения, если вторая команда переводит приложение в нежелательное состояние или оно начинает работать не так, как ожидается.

Неплохой аналогией этому в повседневной жизни может служить ожидание в очереди. Когда подходит ваша очередь, вы хотите получить подтверждение того, что человек, обслуживающий очередь, вас заметил. Если в течение некоторого времени на вас не обращают никакого внимания, вы начинаете раздражаться. Даже если бы вас всего лишь попросят немного обождать, это будет несравненно лучше, чем вообще не получить никаких признаков ответной реакции от того, кто вас должен обслужить. Не допускайте того, чтобы ваше приложение игнорировало пользователя даже на протяжении коротких промежутков времени.

Ниже приводится пример кода, который иллюстрирует три различных варианта организации обратной связи с пользователем, активизируемых щелчками на соответствующих кнопках. Каждая кнопка имитирует запуск определенной задачи, для выполнения которой требуется 4 секунды. Во всех случаях интерактивная связь с пользователем на время выполнения задачи теряется, однако восприятие этого факта пользователем во всех исследуемых случаях является совершенно различным. Этот пример показывает, что даже совсем незначительные факторы могут оказывать сильное влияние на оценку пользователем производительности и качественных характеристик приложения. Ниже представлены краткие описания каждого из трех вариантов организации обратной связи с пользователем в приложении, используемом в качестве примера:

1. Плохая обратная связь. В этом случае пользовательский интерфейс просто блокируется на время выполнения работы. Пользователи не получают никакого сообщения о причине блокирования, им ничего не сообщается о том, как долго будет отсутствовать связь с интерфейсом, и они не извещаются о восстановления способности приложения к отклику. Подобное поведение пользовательского интерфейса будет очень раздражать конечных пользователей, поскольку им остается только гадать, когда их щелчки на кнопках вновь смогут вызывать определенные действия со стороны приложения. Щелчки, выполненные в то время, когда приложение не проявляет ответной реакции, помещаются в очередь и обрабатываются тогда, когда приложение восстанавливает свою способность к интерактивному взаимодействию с пользователем. В результате этого, если пользователь начинает проверять, вернулось ли приложение в обычный режим, то могут быть выполнены нежелательные действия. Этот пример демонстрирует образец совершенно непродуманного, неудачного дизайна.

2. Хорошая обратная связь. В этом случае пользовательский интерфейс отображает "курсор ожидания" в течение всего периода, на протяжении которого интерфейс не способен отвечать на запросы пользователей. Наличие курсора ожидания говорит пользователям о том, что в настоящее время приложение не может реагировать на их запросы, а его исчезновение будет означать, что способность приложения реагировать на запросы восстановлена. Таким образом, для существенного улучшения поведения пользовательского интерфейса потребовались лишь самые незначительные усилия.

3. Улучшенная обратная связь. В этом случае на экране отображается не только курсор ожидания, информирующий пользователей о том, что приложение не может реагировать на их запросы, но и текстовое сообщение, объясняющее, чем именно занято приложение в данный момент. Такое поведение интерфейса еще больше устраивает пользователей, поскольку они становятся информированными участниками процесса, и пока идет работа, для них выводится пояснительный текст. Если в процессе выполнения этой работы происходят какие-либо изменения, пользователи будут об этом знать. Постоянно получая информацию о состоянии задачи, пользователи чувствуют себя комфортно. Для создания подобных условий требуется приложить немного больше усилий, чем во втором примере, но если мы в состоянии держать пользователей в курсе дел и предоставить им возможность следить за происходящими в системе изменениями, то достигнутый эффект окупит затраченные на это усилия.

Предполагается, что представленный в листинге 7.3 текст вы поместите в класс Form в проекте для Pocket PC. Для создания и выполнения примера необходимо выполнить следующие действия:

1. В Visual Studio .NET (2003 или более поздней версии) начните новый проект для Pocket PC с использованием языка C#.

2. Разместите в окне конструктора формы для Pocket PC текстовую метку и три кнопки (как показано на рис. 7.1).

3. Дважды щелкните мышью на пустом месте окна конструктора форм; в результате этого будет создан и присоединен к форме обработчик событий Form1_Load, представленный ниже. Включите в эту процедуру приведенный ниже код.

4. Дважды щелкните на кнопке Button1 формы; в результате этого будет создан и присоединен к форме обработчик событий button1_Click, представленный ниже. Включите в эту процедуру приведенный ниже код.

5. Проделайте то же самое для кнопок Button2 и Button3 и включите их коды в соответствующие процедуры.

6. Нажмите клавишу <F5> для запуска приложения на эмуляторе или физическом устройстве Pocket PC. (Если вы хотите запустить приложение без отладчика, нажмите комбинацию клавиш <Ctrl+F5>.)

Рис. 7.1. Пример приложения, иллюстрирующего различные варианты организации обратной связи с пользователем

//Поместить надписи на кнопках

private void Form1_Load(object sender, System.EventArgs e) {

 button1.Text = "Плохая обратная связь";

 button2.Text = "Хорошая обратная связь";

 button3.Text = "Улучшенная обратная связь";

}

//----------------------------------------

//Пример слабых интерактивных возможностей интерфейса:

// - Визуальная индикация начала выполнения работы отсутствует

// - Визуальная индикация окончания выполнения работы отсутствует

// - Пользовательский интерфейс не способен к отклику во время работы

// - 0 завершении выполнения задачи пользователь вынужден только догадываться

//----------------------------------------

private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 //Имитировать выполнение работы путем создания паузы

 //продолжительностью 4 секунды

 System.Threading.Thread.Sleep(4000);

}

//----------------------------------------

//Пример лучших интерактивных возможностей интерфейса:

// + Визуальная индикация начала выполнения работы

// (появление курсора ожидания)

// + Визуальная индикация окончания выполнения работы

// (исчезновение курсора ожидания)

// - Пользовательский интерфейс не способен к отклику во время работы

// + По завершении выполнения задачи конечный пользователь узнает об этом,

// а пользовательский интерфейс восстанавливает способность к отклику

//----------------------------------------

private void button2_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 System.Windows.Forms.Cursor.Current = System.Windows.Forms.Cursors.WaitCursor;

 //Имитировать выполнение работы путем создания паузы

 //продолжительностью 4 секунды

 System.Threading.Thread.Sleep(4000);

 System.Windows.Forms.Cursor.Current = System.Windows.Forms.Cursors.Default;

}

//----------------------------------------

//Пример еще лучших интерактивных возможностей интерфейса:

// + Визуальная индикация начала выполнения работы // (появление курсора ожидания)

// + Отображение дополнительного текста, сообщающего пользователю // о том, что происходит

// + Визуальная индикация окончания выполнения работы // (исчезновение курсора ожидания)

// - Пользовательский интерфейс не способен к отклику в процессе работы

// + По завершении выполнения задачи конечный пользователь узнает об этом,

// а пользовательский интерфейс восстанавливает способность к отклику

// + Текстовые сообщения информируют пользователя о том, что происходит

//----------------------------------------

private void button3_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 //Предоставить пользователю текст, информирующий его обо всем происходящем

 label1.Text = "Ждите! Работа выполняется!";

 //Заставить интерфейс обновить текст

 //(иначе он сделает это только тогда, когда будет перерисовывать сообщение,

 //a это может произойти и после выхода из данной функции)

 label1.Update();

 //Отобразить курсор ожидания

 System.Windows.Forms.Cursor.Current = System.Windows.Forms.Cursors.WaitCursor;

 //Имитировать выполнение работы путем создания паузы

 //продолжительностью 2,8 секунды

 System.Threading.Thread.Sleep(2800);

 //Необязательное дополнительное обновление состояния

 label1.Text = "Ждите! Работа близка к завершению!";

 label1.Update();

 //Имитировать выполнение работы путем создания паузы

 //продолжительностью 1,2 секунды

 System.Threading.Thread.Sleep(1200);

 //Известить пользователя текстовым сообщением о завершении работы

 //(текст обновляется всякий раз, когда ПИ выполняет обычное

 //обновление экрана)

 label1.Text = "Работа успешно завершена!";

 //Избавиться от курсора ожидания

 System.Windows.Forms.Cursor.Current = System.Windows.Forms.Cursors.Default;

}

Разумеется, лучше всего, если пользовательский интерес никогда не теряет способности к отклику, однако для сравнительно коротких периодов задержки или случаев, когда работа должна выполняться в синхронном режиме, существует много косметических приемов, которые обеспечивают создание для пользователей комфортных условий работы с приложением и сводят влияние раздражающих факторов к минимуму.

Существуют определенные ограничения на длительность интервалов времени, на протяжении которых еще допускается заставлять пользователя дожидаться восстановления способности пользовательского интерфейса к отклику. Отображение курсора ожидания и периодическое обновление информации, адресованной пользователю, позволяет несколько удлинить эти промежутки, но все-таки существует некоторый предел, при превышении которого пользователи начинают испытывать неудобства и раздражаться из-за того, что приложение не отвечает на их запросы. Допустимая предельная длительность периода ожидания для большинства случаев составляет около пяти секунд, однако должна быть снижена до одной-двух секунд при доступе к часто используемым функциональным средствам.

В документации к своему проекту вы должны указать не только то, что собираетесь повысить комфортность условий работы пользователей с приложением при помощи курсоров ожидания, но и максимально допустимую длительность задержек. Задержки свыше указанных пороговых значений должны влечь за собой доработку проекта. Явное формулирование этой задачи служит гарантией того, что конечные пользователи будут чувствовать себя одинаково комфортно на протяжении всего сеанса работы с вашим мобильным приложением.

Задачи, для выполнения которых требуется длительное время, часто можно вытолкнуть в фоновый поток, так что пользователь даже не будет замечать, что задача выполняется долго. Если задача выполняется фоновым потоком, то говорят, что она выполняется в "асинхронном режиме". Однако в некоторых ситуациях для того, чтoбы приложение могло продолжить работу, требуется предварительно выполнить некоторые операции. К числу типичных ситуаций такого рода относятся следующие: 

■ Загрузка документов. Если приложение предназначено для работы с документами, то для того, чтобы оно могло продолжить работу, может потребоваться загрузка документа. 

■ Выход из приложения и сохранение загруженных данных. Если пользователь хочет быть уверенным в том, что данные успешно сохранены, то это должно осуществляться синхронно с завершением работы приложения. 

■ Запуск приложения и инициализация данных. Как и в случае загрузки документов, может существовать необходимая для запуска приложения информация, которая должна быть загружена и обработана, прежде чем приложение сможет продолжить дальнейшее выполнение

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 найтись самые разнообразные творческие решения, которые должны быть исследованы с точки зрения повышения производительности приложения в ключевых точках, и иногда, чтобы обеспечить достижение необходимых показателей, на которые рассчитывают пользователи мобильных устройств с немедленным доступом, вы должны будете пересмотреть некоторые из положений проекта.

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.

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

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

НА ЗАМЕТКУ

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.

8. Запустите приложение на физическом устройстве или эмуляторе, нажав для этого клавишу <F5>. Если вы хотите выполнить приложение без подключения отладчика, используйте сочетание клавиш <Ctrl+F5>; именно этот способ рекомендуется использовать в данном примере, поскольку при подключенном отладчике исключения обрабатываются гораздо медленнее.

//Примечание. В этом примере используется класс PerformanceSampling,

//            определенный ранее в этой главе. Убедитесь в том, что

//            этот класс включен в проект

//ТЕСТОВАЯ ФУНКЦИЯ:

//Сложить 'n1' и 'n2' и возвратить результат

//в 'n3'

// Возвращаемое значение:

// TRUE: если результат положителен

// FALSE: если результат отрицателен

bool returnFalseIfLessThanZero_Add2Numbers(int n1, int n2, out int n3) {

 n3 = n1 + n2;

 //Результат меньше 0?

 if (n3 < 0) {

  return false;

 }

 return true;

}

//===========================================================

// ТЕСТОВАЯ ФУНКЦИЯ:

//

//Сложить 'n1' и 'n2' и возвратить результат

//в 'n3'

//

//Если 'n3' меньше 0, то функция ПЕРЕДАЕТ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАБОТЧИКУ ИСКЛЮЧЕНИЙ.

//B противном случае возвращается TRUE

//===========================================================

bool exceptionIfLessThanZero_Add2Numbers(int n1, int n2, out int n3) {

 n3 = n1 + n2;

 //Результат меньше 0?

 if (n3 < 0) {

  throw new Ехсерtion("Результат меньше 0!");

 }

 return true;

}

//===========================================================

//Осуществляет многократные вызовы простой функции и

//измеряет общее время выполнения

//

//Вызываемая функция НЕ приводит к возбуждению исключений

//===========================================================

private void buttonRunNoExceptionCode_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 const int TEST_NUMBER = 0;

 int numberIterations;

 numberIterations = System.Convert.ToInt32(textBoxNumberAttempts.Text);

 //Отобразить количество итераций, которые предстоит выполнить

 listBox1.Items.Add("=>" + numberIterations.ToString() + " итераций");

 int count_SumLessThanZero;

 int dataOut;

 //-------------------------------------------------------

 //Запустить таймер

 //-------------------------------------------------------

 PerformanceSampling.StartSample(TEST_NUMBER, "Исключения отсутствуют");

 //-------------------------------------------------------

 //Выполнить цикл, в котором осуществляется вызов функции

 //-------------------------------------------------------

 count_SumLessThanZero = 0;

 bool sumGreaterThanZero;

 for(int i = 0; i < numberIterations; i++) {

  //=========================

  //Вызвать тестовую функцию!

  //=========================

  sumGreaterThanZero = returnFalseIfLessThanZero_Add2Numbers(-2, -3, outdataOut);

  if (sumGreaterThanZero == false) {

   count_SumLessThanZero++;

  }

 } //конец цикла

 //-------------------------------------------------------

 //Остановить таймер

 //-------------------------------------------------------

 PerformanceSampling.StopSample(TEST_NUMBER);

 //-------------------------------------------------------

 //Показать результаты пользователю

 //-------------------------------------------------------

 if (count_SumLessThanZero == numberIterations) {

  System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Тест выполнен");

  listBox1.Items.Add(PerformanceSampling.GetSampleDurationText(TEST_NUMBER));

 } else {

  System.Windows.Forms.MessageBox.Show("При выполнении теста возникали осложнения");

 }

}

//конец функции

//===========================================================

//Осуществляет многократные вызовы простой функции и

//измеряет общее время выполнения.

//

//Вызываемая функция ВОЗБУЖДАЕТ исключения

//===========================================================

private void buttonRunExceptionCode_Click(object sender, System.EventArgs e) {

 const int TEST_NUMBER = 1;

 //Получить количество итераций

 int numberIterations;

 numberIterations = System.Convert.ToInt32(textBoxNumberAttempts.Text);

 //Отобразить количество итераций, которые надлежит выполнить

 listBox1.Items.Add("=>" + numberIterations.ToString() + " итераций");

 int count_SumLessThanZero;

 int dataOut;

 //-------------------------------------------------------

 //Запустить таймер

 //-------------------------------------------------------

 PerformanceSampling.StartSample(TEST_NUMBER , "Перехват исключения");

 //-------------------------------------------------------

 //Выполнить цикл, в котором осуществляется вызов функции

 //-------------------------------------------------------

 count_SumLessThanZero = 0;

 bool sumGreaterThanZero;

 for (int i = 0; i < numberIterations; i++) {

  try {

   //=========================

   //Вызвать тестовую функцию!

   //=========================

   sumGreaterThanZero = exceptionIfLessThanZero_Add2Numbers(-2, -3, outdataOut);

  } catch {

   count_SumLessThanZero++;

  }

 } //конец цикла

 //-------------------------------------------------------

 //Остановить таймер

 //-------------------------------------------------------

 PerformanceSampling.StopSample(TEST_ NUMBER);

 //-------------------------------------------------------

 //Показать результаты пользователю

 //-------------------------------------------------------

 if (count_SumLessThanZero == numberIterations) {

  System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Тест выполнен");

  listBox1.Items.Add(PerformanceSampling.GetSampleDurationText(ТЕST_NUMBER));

 } else {

  System.Windows.Forms.MessageBox.Show("При выполнении теста возникали осложнения");

 }

}

Высокая производительность в сочетании с хорошо продуманным пользовательским интерфейсом — вот что придает элегантность мобильному приложению. Имея в своем активе высокие показатели производительности, вы можете расходовать капитал разработки на расширение функциональных возможностей приложения. Заручившись этим, вы можете смело подыскивать для приложения новые интересные области применения. Приложение с низкой производительностью — это все равно, что дырявая крыша над головой; вы потратите все свое время на то, чтобы перебегать от одной прорехи к другой, латая дыры, пока все равно не придется менять крышу в самый неожиданный момент, а такой ситуации не позавидуешь. Хорошая производительность достигается сознательными усилиями и является результатом планируемых действий, плохая производительность — следствие допущенных ошибок. Стремитесь к обеспечению высокой производительности и направляйте на это основные усилия, когда разрабатываете мобильное приложение.

По мере написания кода и разработки приложения между его модулями будут формироваться различного рода взаимозависимости. Чем больше кода вы напишете, тем более жестким будет становиться приложение, оставляя вам все меньше возможностей для радикального изменения системы. Обеспечение высокой производительности часто требует радикального пересмотра проекта, и поэтому за решение проблем этого рода лучше всего браться сразу же после того, как они становятся очевидными. Для этого существуют два способа: 1) свяжите с каждым из ключевых этапов разработки определенные цели, связанные с производительностью, и не считайте этап успешно завершенным, пока эти цели не будут достигнуты, и 2) периодически измеряйте и анализируйте показатели производительности.

Производительность, как к ней ни подходить, воспринимается субъективно. Если пользователю кажется, что производительность приложения низкая, оно обладает слабой интерактивностью или им неудобно пользоваться, то из такой его оценки и надо исходить. Уделяйте пристальное внимание тем деталям, от которых зависит, какой будет субъективная оценка, данная вашему приложению пользователями, — хорошей или плохой. По этой причине весьма полезно создавать прототипы идей и привлекать для их тестирования пользователей реальных устройств. Те, кто пользуется мобильными устройствами, желают получать от них осязаемые подтверждения того факта, что интерактивная связь между пользователем и устройством ни на минуту не разрывается. Не чувствуя ответной реакции устройства после отправки ему запроса, пользователи очень скоро начинают беспокоиться. Всегда старайтесь, чтобы в процессе работы вашего приложения беспокойство пользователя по этому поводу было сведено к минимуму. Не заставляйте пользователей гадать — происходит что-то или не происходит; незамедлительно давайте им знать о том, что устройство занято обслуживанием их запроса.

Наконец, подходите ко всему творчески. Напряженная работа и творческий подход позволяют решить практически любую проблему. Если вы приходите к выводу, что дальнейшее повышение производительности связано с фундаментальными ограничениями ваших алгоритмов, то не исключено, что настал момент повторно рассмотреть основные цели приложения и постараться изыскать новые способы их достижения. Великие идеи рождаются в процессе решения проблем, которые сразу кажутся неприступными. Творческое рассмотрение проблем производительности будет для вас не только увлекательным занятием, но и сторицей себя окупит.