Мифы о многозадачности и прожорливости Android до памяти

Данный пост написан по мотивам подкаста Юрия Трухина и Эльдара Муртазина, где они не очень корректно высказались про то, как устроена многозадачность в андроиде, и зачем ему таскменеджеры. Многозадачность в Андроиде такая же, как в готовящемся Mango для WP7, с точностью до деталей реализации и названий в архитектурных решениях.

Некорректное понимание многозадачности в андроиде я встречаю достаточно часто, и думаю, что это вина Google, что они не могут нормально объяснить обычному пользователю, как всё внутри устроено, и что Task Manager'ы в большинстве своём вредны, нежелели полезны.

Итак, основной миф: если открыть много программ в андроиде, то кончится память, а программы будут жрать ресурсы и телефон будет тормозить.

Отчасти это в чём-то правда, но тут есть весьма тонкий момент. Дело в том, что все программы для андроида модульные. Т.е. программа состоит из множества кусочков, которые работают независимо друг от друга (если явно не вызывают другой модуль). Т.е. наличие в памяти программы совершенно не показывает то, что она вся используется в данный момент. Она может вообще не исполнять никакого кода, а в памяти висеть просто потому, что память есть и почему бы не держать приложение в кеше, чтобы последующая активация произошла быстрее. Естественно, когда память будет нужна другим приложениям, самое ненужное (есть система приоритетов) будет выгружено. Т.е. это тоже самое что и концепция захоронения в WP7. Т.е. в данном случае таскменеджеры просто вредны, так как они выгружают приложения, которые потом будут загружаться снова, тратя ресурсы и время.
Само по себе, наличие приложения в памяти не тормозит телефон, освобождать память ради большой цифры free mem — бесполезное занятие, от этого ничего не изменится.

Но всё же, определённая толика правды тут есть, и сейчас расскажу почему.


Данная часть слегка техническая, описывающая архитектуру программ на андроиде.  Но хочется рассказать про внутреннее устройство, чтобы у читателей сложилось понимание об устройстве данной операционной системы.

В андроиде все модули в программе делятся на три основных типа:

• Activity
• Broadcast Receivers
• Services

Рассмотрю их подробнее на виртуальном примере музыкального плеера.

Activity

Это окна нашего приложения. Одно окно — одна активити. Т.е. в нашем воображаемом музыкальном плеере окно с названием песни, элементами управления и картинкой альбома, это активити. Их время жизни очень короткое, как вы переключаетесь на другое окно (даже в пределах своего приложения), то всё ставится на паузу, а через некоторое время освобождаются все ресурсы и активити убивается. Т.е. в фоне ничего не рисуется и не может рисоваться. Как переключились с нашего плеера, где был красивый эквалайзер, можно не беспокоиться что этот эквалайзер будет продолжать отрисовываться где-то в фоне, его больше нет. Эта часть приложения не работает совсем.
Если приложение состоит только из активитей (например, калькулятор), то когда мы с него переключились — оно больше не ест никаких ресурсов. Просто сидит тихо мирно в кеше, ожидая, что вы вернётесь.

Broadcast Receivers

Тут у меня вышел затык с нормальным переводом этой фразы на русский, поскольку дословный "приёмники широковещательных сообщений" выглядит весьма коряво, буду выкручиваться по ситуации.

Это части программ, отвечающие за приём глобальных сообщений. Их весьма много стандартных, плюс, можно ожидать абсолютно любое сообщение, сказав про это системе  (это бывает полезно для связи между различными программами). Сообщения бывают самые разные, например, сообщение о том, что появилась WiFi-сеть и можно бежать в интернет за новыми песнями, вставили телефон в док-станцию — рисуем красивое окошко с часиками. Нажали кнопку паузы на гарнитуре — остановим воспроизведение. Собственно таким образом можно отправить картинку в твиттер из галереи: твиттер регистрируется на событие вида "могу шарить картинки", галерея посылает событие всем подобным приложениям и пользователь выбирает, что он хочет сделать с картинкой. Благодаря этому и обеспечивается гибкость андроида в установке различных приложений.

Данный модуль живёт ровно столько, сколько требуется на обработку сообщения от системы. Приложение остаётся висеть в памяти на случай, если система пошлёт ещё одно такое же сообщение, и вместо запуска приложения заново, оно будет уже в памяти, готовое к обработке.

Но вот тут уже начинаются хитрости с потреблением ресурсов. Если приложение зарегистрировало себя на получение сообщений глобально (в манифесте) то система будет запускать его всегда, и убивать его таскменеджером — вредно и бесполезно. Но приложение может зарегистрировать себя на получение событий программно, тогда оно будет их получать, пока запущено. Например, музыкальный плеер, должен получать события от гарнитуры для управления воспроизведением и ставиться на паузу в случае звонка. Если он не запущен — ему эти события не важны, он на них не реагирует.

Вот тут иногда можно и убить ненужное приложение, если оно сидит и получает сообщения и никак не может угомониться (особенно если памяти в телефоне много). Один из примеров: музыкальный плеер и плеер подкастов, которые будучи запущенными вместе могут драться за управление музыкой.

Сервисы

Вот мы и подошли к самому главному потребителю ресурсов. Сервисы, эта часть программы, которая должна работать в фоне, и она предназначена ровно для этого и не для чего больше. Это вот те самые маленькие блоки, которые работают при многозадности и в Android, и в iOS, и в WP7 Mango.
Это сервисы синхронизации, обновления, загрузки. Для музыкального плеера играть музыку должен именно сервис! Даже во время звонка, часть программы, отвечающая за разговор — это сервис, который нужен, чтобы разговор шёл, а пользователь мог играть в Angry Birds в это время.
Собственно это и есть основные потребители ресурсов, но таскменеджеры их очень плохо определяют, лучше на них смотреть в стандартных настройках приложений (Running Services).
Но Android может убивать сервисы при нехватке памяти тоже, хоть они и имеют приоритет по времени жизни, что удивительно, он потом их постарается запустить заново, чтобы вернуть всё как было. Самый высокий приоритет у сервисов с иконкой в статусбаре, как это глупо не звучит. Просто эти сервисы своим видом демонстрируют пользователю, что они существуют и работают, и Android их бережёт до последнего. Именно поэтому большинство музыкальных плееров рисуют иконку в статус баре, такой вот архитектурный финт ушами.

Небольшая ремарка про аналог сервисов в Windows Phone 7 (в грядущем релизе Mango), там подобный функционал называется "Background Agents" (т.е. агенты, работающие в фоне)

• Агенты более специализированные и реализуются под конкретную задачу (т.е. специальный агент по проигрыванию музыки, специальный агент для скачивания файлов)
• Есть агенты для своих задач, но WP7 ограничивает их 10% CPU и 5Mb памяти, т.е. они не могут сильно повлиять на производительность телефона
• У агентов есть ограничение на функционал, например, они не могут использовать камеру и сенсоры. Т.е. нельзя будет сделать видеорегистратор и шагомер (GPS-можно).
• Агенты выводятся в отдельный хост-процесс, но это детали внутренней организации системы
• Принципиально отсутствует Task Manager, как результат пользователь не может насильно оставить работу агента

В общем, если в WP7 вдаваться в детали, то там реализация выглядит отличающейся, но если смотреть глазами пользователя, то задача будет решаться одна и та же: небольшая часть приложения, которая делает конкретную часть работы.

Заключение

Важно понимать, что у приложений могут работать разные части, с разными свойствами, и убивая приложение вы можете просто заставить систему заново загрузить его. Убивать стоит только коряво написанные приложения (да, в маркете с отсуствием модерации таких хватает).
При этом работают только маленькие кусочки программ, все остальные части спят хорошим сном и никак не влияют на работу системы.