В наше время мобильные устройства пользуются большой популярностью, и их число с каждым днем растет. С ростом популярности мобильных устройств выросли и требования к энергоэффективности аппаратных средств и программного обеспечения.
Важным пунктом на пути к выгодному использованию энергии является участие в процессе разработки всех, кто связан с мобильными устройствами. Инженеры создают энергоэффективное аппаратное обеспечение, а разработчики начинают пользоваться программными средствами для анализа потребления энергии приложением. Максимальной энергоэффективности можно достичь посредством координированных усилий. Если приложение будет написано неэффективно, то каким бы энергоэффективным ни был бы процессор, аккумулятор устройства не будет использоваться оптимально.
На помощь разработчикам программного обеспечения приходят не только инструменты профилирования, но и подходы в написании кода, получившие название «зелёных» паттернов, которые тоже вносят свой вклад в энергопотребление.
В работе [5] среди разработчиков был проведен опрос, чтобы выяснить их осведомленность о влиянии использования паттернов на энергопотребление. Результаты говорят о том, что большинство не учитывает их возможное влияние на энергозатраты при разработке. Исходя из результатов, можно предположить, что open-source проекты могут содержать неэнергоэффективный код.
В данной работе предлагается провести обзор «зелёных» паттернов и внедрить набор оптимизационных решений, которые будут основаны на использовании энергоэффективных структур данных и на рефакторинге кода по удалению из него паттерна «Декоратор», и оценить энергосберегающий эффект.
1. Постановка задачи
Целью работы является исследование влияния специализированных приемов программирования (т.н. «зелёных» паттернов) на энергопотребление в рамках Android-приложения. Для её выполнения были поставлены следующие задачи:
1. провести обзор влияния «зелёных» паттернов и паттернов проектирования на энергопотребление;
2. выбрать Android-приложения для дальнейшей оптимизации;
3. определить методологию экспериментов и реализовать вспомогательные скрипты для проведения замеров;
4. внедрить набор оптимизаций, уменьшающих энергопотребление в рамках Android-приложений;
5. сравнить результаты замеров энергопотребления до и после внедрения оптимизаций.
В ходе работы были получены следующие результаты:
1. проведен обзор влияния «зелёных» паттернов и паттернов проектирования на энергопотребление;
2. внедрена энергоэффективная структура данных HashedMap в Remixed Dungeon и Hentoid;
3. описана методология и реализованы вспомогательные скрипты для автоматизации сборов показателей энергопотребления и прогона тестового сценария использования Android-приложений;
4. проведены замеры энергопотребления до и после внедрения оптимизаций, а также проведена статистическая обработка полученных данных. Для приложений Remixed Dungeon и Hentoid после внедрения энергоэффективной коллекции HashedMap выигрыш в энергопотреблении составил 0.58% и 0.6% соответственно. В рамках приложения Remixed Dungeon был реализован паттерн «Декоратор» для оценки энергопотребления до и после применения оптимизации, после удаления паттерна декоратор выигрыш в энергопотреблении составил 4.19%. Стоит отметить, что оптимизация по замене структуры данных увеличила размер собранного приложения, но сама по себе не является трудозатратной. Удаление паттерна «Декоратор» понесло за собой утрату поддерживаемо- сти и расширяемости кода при относительно небольшом выигрыше в энергозатратах.
