Análise de impacto da máquina virtual ART em sistemas android

Abstract

Atualmente, Android é o Sistema Operacional (SO) para portáteis mais popular no Brasil e no mundo. No mundo está presente em aproximadamente 70,84% dos dispositivos móveis e tablets, enquanto que no Brasil esse número aumenta para 85,03%. Desde seu início, o Android utilizou a máquina virtual (VM) Dalvik como intermediário entre a linguagem a nível de aplicação e a linguagem a nível de máquina. Mas em 2014, a Google lançou a ART (Android Runtime) como máquina virtual padrão para este SO, substituindo a Dalvik a partir da versão 5.0 (Lollipop). Esta mudança foi feita devido a esta última apresentar limitações em termos de desempenho e consumo de energia, a causa disto é a camada adicional que interpreta o código Java para a arquitetura alvo. Neste trabalho apresentamos a extensão da ferramenta de profiling multi-arquitetural para aplicações Android, AndroProf. Esta suporta as arquiteturas ARM, MIPS e x86 para a VM Dalvik. A extensão foi focada em portar os mecanismos desenvolvidos no AndroProf para suportar a máquina virtual ART em arquiteturas ARM. A extensão deste profiler é apresentada e uma análise comparativa entre as máquinas virtuais ART e Dalvik é realizada. Para tal, um conjunto de benchmarks composto por aplicações desenvolvidas puramente em Java e aplicações que utilizam código nativo é usado para a avaliação de desempenho e consumo de energia dessas máquinas virtuais.

Currently, Android is the most popular mobile Operating System (OS) in Brazil and worldwide. It is present in about 70.84% of the mobile devices and tablets in the world, whereas in Brazil this number increases to 85.03%. Since its inception, Android has used the Dalvik virtual machine as an intermediary between an application level language and machine level language. But in 2014, Google launched ART (Android Runtime) as a standard VM (Virtual Machine) for this OS, replacing Dalvik from version 5.0 (Lollipop). This change was made due to the latter presents limitations in terms of performance and energy consumption. The cause of this its the additional layer that interprets the Java code to the target architecture. In this work we present the extension of the multi-architectural profiling tool for Android applications, AndroProf. It supports the ARM, MIPS and x86 architectures for Dalvik VM. The extension was focused on porting the mechanisms developed in AndroProf to support the ART virtual machine in ARM architectures. The extension of this profiler is presented and a comparative analysis between the virtual machines ART and Dalvik is performed. To this end, a set of benchmarks composed of applications developed purely in Java and applications that use native code is used to evaluate the performance and power consumption of these virtual machines.