基于移動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用軟件性能優(yōu)化技術(shù)研究

1、基于挪動(dòng)仄臺(tái)的利用硬件機(jī)能劣化妙技研討基于挪動(dòng)仄臺(tái)的利用硬件機(jī)能劣化妙技研討因?yàn)榕矂?dòng)智能系統(tǒng)是一個(gè)資本受限的系統(tǒng)，它對(duì)步伐的運(yùn)轉(zhuǎn)空間戰(zhàn)工夫要供比桌里系統(tǒng)更減刻薄，果而，利用硬件的劣化對(duì)挪動(dòng)智能系統(tǒng)去道尤隱需要戰(zhàn)慌張1。本文慌張研討的機(jī)能劣化是慌張指運(yùn)轉(zhuǎn)速度的劣化。利用硬件對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度停頓劣化是指正在充分把握硬、硬件特征的底子上，經(jīng)由過程利用步伐構(gòu)制調(diào)整等本收去收縮完成指定使命所需的運(yùn)轉(zhuǎn)工夫，慌張利用正在對(duì)及時(shí)性要供比力下的場(chǎng)所。如古，挪動(dòng)智能系統(tǒng)的處置懲獎(jiǎng)器正在物理上也支撐多線程的并收嘗試，采納得當(dāng)數(shù)目的并收線程可以獲得比單一線程下的運(yùn)轉(zhuǎn)速度2。塞責(zé)多核系統(tǒng)中的利用硬件機(jī)能劣化，本文研討了基于

2、Andrid系統(tǒng)的并止步伐設(shè)策畫法戰(zhàn)并止步伐機(jī)能劣化妙技。1我們經(jīng)由過程一個(gè)真踐利用去闡收、研討基于挪動(dòng)仄臺(tái)的利用硬件劣化的妙技包羅并止處置懲獎(jiǎng)妙技、多線程劣化妙技和利用GPAGraphisPerfraneAnalyzers東西幫手闡收妙技。本例是一個(gè)供圓周率的利用。有以下數(shù)教公式：將積分公式暗示為極限：真踐上x沒有成能做到無量小，本文由搜集拾掇整頓只能讓x盡年夜要小，多么供出的成果越接遠(yuǎn)。我們用step暗示一個(gè)x，那么nu_step=1/step盡管天年夜。考慮到fx=1/x2+1是一個(gè)凸函數(shù)，那里與一其中值去供戰(zhàn)，即利用fi+0.5/nu_steps去替代fi/nu_steps供戰(zhàn)，多么供

3、出的戰(zhàn)沒有會(huì)老是比真踐值偏偏校終了可以得出編寫步伐按照的公式為：按照上里公式我們編寫出響應(yīng)的策畫步伐。2本初利用已經(jīng)劣化研討與闡收我們起尾按照上述公式間接推導(dǎo)出利用的策畫代碼，此代碼是出有經(jīng)過劣化的，我們稱其為本初利用，將其命名為SerialPi。該利用謀劃思路是：讓策畫的使命放正在幫手線程那里稱為使命線程中運(yùn)轉(zhuǎn)，主舉動(dòng)上設(shè)置按鈕去獨(dú)霸線程的運(yùn)轉(zhuǎn)，并用一個(gè)TextVie去暗示使命線程的成果。利用運(yùn)轉(zhuǎn)的界里如圖1所示。利用啟動(dòng)后的界里如圖1a所示。當(dāng)我們面擊開端策畫按鈕后，界里部分的按鈕皆釀成灰色，曲到策畫的線程運(yùn)算完成。那時(shí)，界里暗示的策畫成果和線程運(yùn)轉(zhuǎn)的總工夫，如圖1b所示。從上述運(yùn)轉(zhuǎn)界里可

4、知，此利用策畫的工夫估計(jì)為22秒多。屢次運(yùn)轉(zhuǎn)此利用，其暗示的策畫工夫也估計(jì)為此時(shí)少。圖1SerialPi利用運(yùn)轉(zhuǎn)的界里2.1正在本初利用中新建線程類yTaskThread，讓其策畫的值。編輯源文件yTaskThread.java，慌張代碼以下：2publilassyTaskThreadextendsThread3privateHandlerainHandler；4publistatifinalintSG_FINISHED=1；/定義暗示策畫完畢的動(dòng)靜范例5privatestatifinallngnu_steps=200000000；/公式中的nu_steps變量，總步數(shù)6privatestat

5、ifinaldublestep=1.0/nu_steps；/公式中的step變量，步少7publistatidublepi=0.0；/的策畫成果20publividrun2122dublex，su=0.0；23lngi；24fri=0；inu_steps；i+25x=i+0.5*step；26su=su+4.0/1.0+x*x；2728pI=step*su；29essagesg=neessage；30sg.hat=SG_FINISHED；/定義動(dòng)靜范例31ainHandler.sendessagesg；/收支動(dòng)靜第22止至第28止是按照策畫公式謄寫的策畫的代碼。那里x變量是函數(shù)fx=1/x2+

6、1的自變量x，su是的乏積變量。乏積完后，終了正在第28止，讓=step算出終了成果?！菊诰€程的run函數(shù)中，一旦策畫完成，正在第29止開端，便背主線程收支策畫完成的動(dòng)靜】2.2編輯主步伐的源代碼文件ainAtivity.java，讓其獨(dú)霸線程的運(yùn)轉(zhuǎn)，并暗示策畫成果，其慌張代碼以下：2publilassainAtivityextendsAtivity13privateyTaskThreadyThread=null；14privateTextVietv_TaskutputInf；/暗示策畫使命線程輸出15privateHandlerHandler；16privatelngend_tie；17p

7、rivatelngtie；18privatelngstart_tie；38Handler=neHandler39publividhandleessageessagesg40sithsg.hat4142aseyTaskThread.SG_FINISHED：43end_tie=Syste.urrentTieillis；44tie=end_tie-start_tie；45Strings=運(yùn)轉(zhuǎn)完畢，Pi=+yTaskThread.pi+耗時(shí)：46+yTaskThread.sTieTDatetietie；47tv_TaskutputInf.setTexts；48btn_ExitApp.setEnable

8、dtrue；49break；50default：break；61privatevidstartTask62yThread=neyTaskThreadHandler；/創(chuàng)坐一個(gè)線程63if！yThread.isAlive6465start_tie=Syste.urrentTieillis；66yThread.start；/啟動(dòng)線程我們起尾正在16止-第18止定義了三個(gè)變量，使命的開端工夫start_tie，使命的完畢工夫end_tie，和使命的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)少tie。它們存正在以下閉連：tie=end_tie-start_tie。正在第65止，我們正在啟動(dòng)使命線程的同時(shí)，將機(jī)器確當(dāng)前工夫記載正在star

9、t_tie中。正在第43止第44止，當(dāng)支到使命線程運(yùn)轉(zhuǎn)終了的動(dòng)靜后，將機(jī)器確當(dāng)前工夫記載正在end_tie中，二者相減獲得使命的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)少。2.3利用GPA東西去考證與評(píng)價(jià)本初利用的機(jī)能。上述事情完成后，我們將利用擺設(shè)到真踐的智能裝備上停頓測(cè)試。本例我們慌張監(jiān)控闡收兩個(gè)PU的背載即PUXXLad目的狀況。正在監(jiān)控時(shí)期，我們面擊開端策畫按鈕開端運(yùn)轉(zhuǎn)策畫，記載下GPA的監(jiān)控疑息，闡收的成果如圖2所示。a面擊開端策畫按鈕后b線程策畫運(yùn)轉(zhuǎn)中線程策畫完畢圖2本初利用SerialPiGPA截圖圖2a是面擊開端策畫按鈕，策畫使命線程運(yùn)轉(zhuǎn)開端時(shí)的暗示。圖2b是策畫使命線程運(yùn)轉(zhuǎn)中的暗示。圖2是策畫使命線程運(yùn)轉(zhuǎn)完畢

10、時(shí)的暗示。從圖中可知，策畫線程出有運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)轉(zhuǎn)竣事后，PU的背載仄息正在較低程度。而一旦策畫線程運(yùn)轉(zhuǎn)，PU的背載慢劇上降到100%的謙背荷程度。可是，正在策畫線程運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)PU中初終只要一個(gè)PU是謙背荷的，另外一個(gè)處于低背載程度，也便是道總的背載率即背載之戰(zhàn)只要一個(gè)PU處于謙背荷形態(tài)。3對(duì)本初利用的機(jī)能劣化上里的例子，是從策畫的公式間接念到的代碼。那個(gè)例子有出有年夜要真現(xiàn)劣化呢？怎樣去劣化呢？正在此，我們對(duì)算法停頓革新，充分利用多核處置懲獎(jiǎng)器的硬件特征去停頓劣化，挖客出多核處置懲獎(jiǎng)器的機(jī)能潛力。多核處置懲獎(jiǎng)器具有多核、多線程妙技，支撐多線程正在物理上的并交運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，塞責(zé)上例的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，那個(gè)多

11、核處置懲獎(jiǎng)器便可以支撐兩個(gè)線程的并交運(yùn)轉(zhuǎn)。那便是我們算法劣化的切進(jìn)面：我們采納分治法的思路，念法讓策畫使命分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)本例是兩個(gè)線程中去運(yùn)轉(zhuǎn)，多么并交運(yùn)轉(zhuǎn)的線程便可以放慢運(yùn)轉(zhuǎn)速度。起尾，我們闡收一下以上例子的yTaskThread類的run函數(shù)代碼。為了策畫積分里積的乏計(jì)值，我們正在第24止讓策畫步每次乏計(jì)一步去策畫。真踐上，我們將積分乏計(jì)天區(qū)分紅塊，每個(gè)線程當(dāng)真策畫其中的一塊，終了將每個(gè)線程策畫的乏計(jì)里積匯總起去，多么既可以獲得終了的成果，又能分而治之完成使命的分撥嘗試。那便是我們真現(xiàn)算法劣化的思路。我們把劣化后的利用命名為ThreadPi。該利用正在策畫積分里積的乏計(jì)值時(shí)，讓每個(gè)線程的策畫步

12、每次乏計(jì)步少刪減總線程數(shù)，多么讓每個(gè)線程當(dāng)真乏計(jì)本人當(dāng)真的條帶的里積。該利用運(yùn)轉(zhuǎn)的界里如圖3所示。圖3ThreadPi利用運(yùn)轉(zhuǎn)的界里此利用運(yùn)轉(zhuǎn)的界里與本初利用齊整。從上述運(yùn)轉(zhuǎn)界里可知，此利用策畫的工夫估計(jì)為13秒多。當(dāng)工夫幾乎收縮到本初利用的一半。與本初利用紛歧樣的是，本利用利用兩個(gè)線程去策畫。3.1本利用是正在建正本初利用代碼的底子上獲得的，其閉鍵的建正以下。建正策畫使命線程類yTaskThread的源代碼文件以下：4publilassyTaskThreadextendsThread5privateHandlerainHandler；6publistatifinalintSG_FINISHE

13、D=1；/定義暗示策畫完畢的動(dòng)靜范例7privatestatifinallngnu_steps=200000000；/公式中的nu_steps變量，總步數(shù)8privatestatifinaldublestep=1.0/nu_steps；/公式中的step變量，步少9publistatidublepi=0.0；/的策畫成果10publistatifinalintnu_threads=2；/線程數(shù)11privateintyNu；/線程號(hào)12privatestatibjetsharedVariable=nebjet；/對(duì)pi變量的同步鎖變量13privatestatiintfinishedThrea

14、dNu=0；/完成策畫的線程數(shù)28publividrun2930dublex，partialSu=0.0；31lngi；32fri=yNu；inu_steps；i+=nu_threads33x=i+0.5*step；34partialSu+=4.0/1.0+x*x；3536synhrnizedsharedVariable37pi+=partialSu*step；38finishedThreadNu+；39iffinishedThreadNu=nu_threads/等部分線程運(yùn)轉(zhuǎn)完畢收支動(dòng)靜40essagesg=neessage；41sg.hat=SG_FINISHED；/定義動(dòng)靜范例42ain

15、Handler.sendessagesg；/收支動(dòng)靜43上述代碼中陰影標(biāo)注翰朱是本利用與本初利用慌張區(qū)此外處所。正在第10止-第13止我們定義了多線程策畫使命所需的變量。nu_threads是策畫使命開拓的線程數(shù)。本例運(yùn)轉(zhuǎn)的裝備為兩個(gè)邏輯PU，故將此值設(shè)為2。yNu是策畫線程的編號(hào)，它從0到nu_threads-1范疇內(nèi)挑選。sharedVariable變量是對(duì)pi變量施減同步鎖而引進(jìn)的變量。finishedThreadNu是完成策畫的線程數(shù)，可是該值即是nu_threads便覺得部分的策畫線程皆已運(yùn)轉(zhuǎn)完畢。第30止-第43止是策畫線程的本型代碼。其中第30止-第35止是策畫的間接代碼。塞責(zé)本

16、初利用的響應(yīng)代碼可知，本初利用的su變量被partialSu所替代，它暗示本線程策畫的戰(zhàn)里積只是部分戰(zhàn)里積的一部門。最慌張的區(qū)分是第32止，那里步少變量i乏減的沒有是1，而是nu_threads，即每次皆是背前挪動(dòng)線程數(shù)步。而i起初地位也沒有是本初利用的從0開端，而是從線程號(hào)開端。當(dāng)線程策畫完本人的戰(zhàn)以后，需要將此數(shù)據(jù)放到總的戰(zhàn)pi變量中去。那是一個(gè)多線程同享的變量，果而需要減同步鎖。那一步伐對(duì)應(yīng)第36止第44止。第36止減同步鎖，第37即將線程本人的策畫成果減到群寡成果pi中去。第38即將策畫完畢的線程數(shù)減一。第39止，經(jīng)由過程比力完成策畫的線程數(shù)與總的線程數(shù)去斷定部分策畫線程能可皆已完畢，

17、只要皆完畢了，才背主線程收支策畫完畢的動(dòng)靜。3.2建正主步伐ainAtivity的源代碼文件ainAtivity.java以下：12publilassainAtivityextendsAtivity13privateyTaskThreadthrd=null；14privatelngend_tie；15privatelngtie；16privatelngstart_tie；64privatevidstartTask65thrd=neyTaskThreadyTaskThread.nu_threads；66start_tie=Syste.urrentTieillis；67frinti=0；iyTas

18、kThread.nu_threads；i+68thrdi=neyTaskThreadHandler；/創(chuàng)坐一個(gè)線程69thrdi.setStepStartNui；70thrdi.start；7173privatevidexitApp74frinti=0；iyTaskThread.nu_threadsthrd！=null；i+75try76thrdi.jin；/等待線程運(yùn)轉(zhuǎn)完畢77athInterruptedExeptine78上述代碼中陰影標(biāo)注翰朱是本利用與本初利用慌張區(qū)此外處所。正在第13止，本初利用的單個(gè)線程?hào)|西變量改成了線程數(shù)組。正在啟動(dòng)策畫使命的第67止第71止，本初利用啟動(dòng)單個(gè)線程，改成啟動(dòng)數(shù)組中的部分線程，并正在啟動(dòng)時(shí)設(shè)置線程的編號(hào)。正在等待線程完畢的第74止-第78止，本初利用中等待單個(gè)線程完畢，改成等待線程數(shù)組中的部分線程完畢。上述事情