Android Runtime

Android Runtime

Android Runtime (ART) एंड्रॉइड ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए एक प्रबंधित रनटाइम वातावरण है। यह एंड्रॉइड एप्लिकेशन चलाने के लिए ज़िम्मेदार है। Android Runtime का विकास एंड्रॉइड के विकास के साथ हुआ है, और प्रत्येक पुनरावृत्ति ने प्रदर्शन, दक्षता और सुविधाएँ बेहतर की हैं। यह लेख Android Runtime की गहराई से पड़ताल करता है, इसके विकास, आर्किटेक्चर, प्रमुख घटकों, संस्करणों और प्रदर्शन निहितार्थों को शामिल करता है। यह उन डेवलपर्स और उत्साही लोगों के लिए एक व्यापक मार्गदर्शिका है जो एंड्रॉइड एप्लिकेशन के आंतरिक कामकाज को समझना चाहते हैं।

पृष्ठभूमि और विकास

Android Runtime की कहानी Dalvik वर्चुअल मशीन से शुरू होती है, जो एंड्रॉइड 1.0 से लेकर 4.4 तक उपयोग किया गया रनटाइम वातावरण था। Dalvik को विशेष रूप से मोबाइल उपकरणों में सीमित संसाधनों को ध्यान में रखते हुए डिज़ाइन किया गया था। यह डेक्स (Dex) बाइटकोड को निष्पादित करता है, जो जावा बाइटकोड का एक अनुकूलित संस्करण है। हालांकि Dalvik ने शुरुआती एंड्रॉइड उपकरणों के लिए अच्छी तरह से काम किया, लेकिन इसमें कुछ कमियां थीं, जैसे कि जस्ट-इन-टाइम (JIT) संकलन के कारण प्रदर्शन में रुकावट और कचरा संग्रह में अक्षमता।

इन सीमाओं को दूर करने के लिए, Google ने Android 4.4 (KitKat) में ART पेश किया। ART को शुरू से ही बेहतर प्रदर्शन और दक्षता के लिए डिज़ाइन किया गया था। मुख्य अंतर यह था कि ART एप्लिकेशन स्टार्टअप के दौरान या पृष्ठभूमि में एप्लिकेशन कोड को मशीन कोड में संकलित करने के लिए Ahead-of-Time (AOT) संकलन का उपयोग करता है। इससे JIT संकलन से जुड़े प्रदर्शन में रुकावट कम हो गई और समग्र एप्लिकेशन गति बढ़ गई।

Android 5.0 (Lollipop) के साथ, ART डिफ़ॉल्ट रनटाइम बन गया, जिसने एंड्रॉइड एप्लिकेशन के निष्पादन में महत्वपूर्ण सुधार किया। बाद के एंड्रॉइड संस्करणों में ART को और अधिक अनुकूलित और बेहतर बनाया गया है, जिसमें प्रोफ़ाइल-निर्देशित अनुकूलन और बेहतर कचरा संग्रह जैसी सुविधाएँ शामिल हैं।

ART का आर्किटेक्चर

ART एक जटिल प्रणाली है जिसमें कई प्रमुख घटक शामिल हैं जो एक साथ काम करते हैं ताकि एंड्रॉइड एप्लिकेशन चल सकें। यहाँ ART के मुख्य घटक दिए गए हैं:

• Dex Compiler: यह घटक जावा बाइटकोड को Dex बाइटकोड में परिवर्तित करता है, जो ART के अनुकूलित बाइटकोड प्रारूप है।
• AOT Compiler: यह घटक एप्लिकेशन इंस्टॉलेशन या अपडेट के दौरान Dex बाइटकोड को मशीन कोड में संकलित करता है। यह संकलित कोड डिवाइस के स्टोरेज में संग्रहीत किया जाता है, जिससे एप्लिकेशन स्टार्टअप और निष्पादन तेज हो जाता है।
• JIT Compiler: हालांकि ART मुख्य रूप से AOT संकलन का उपयोग करता है, फिर भी इसमें JIT संकलन शामिल है। इसका उपयोग प्रोफाइलिंग डेटा के आधार पर कोड के हॉटस्पॉट को गतिशील रूप से अनुकूलित करने के लिए किया जाता है।
• Garbage Collector (GC): ART में एक कुशल कचरा संग्रहकर्ता होता है जो अप्रयुक्त मेमोरी को पुनः प्राप्त करता है। ART में कचरा संग्रह के कई अलग-अलग तरीके हैं, जिनमें शामिल हैं:

   * Sweep: यह GC का एक सरल रूप है जो अप्रयुक्त वस्तुओं की पहचान करने के लिए मेमोरी के माध्यम से स्कैन करता है।
   * Mark and Compact: यह विधि अप्रयुक्त वस्तुओं को चिह्नित करती है और फिर मेमोरी को कॉम्पैक्ट करती है ताकि खाली स्थान को फिर से उपयोग किया जा सके।
   * Generational GC: यह विधि वस्तुओं को उनकी उम्र के आधार पर अलग-अलग पीढ़ियों में विभाजित करती है। युवा पीढ़ी के वस्तुओं को बार-बार स्कैन किया जाता है क्योंकि वे मरने की अधिक संभावना रखते हैं।

• Profile Compiler: यह घटक एप्लिकेशन उपयोग डेटा एकत्र करता है और इसका उपयोग संकलन प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए करता है। प्रोफाइलिंग डेटा का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि किन कोड पथों को अनुकूलित किया जाना चाहिए, जिससे प्रदर्शन में और सुधार होता है।
• Core Libraries: ART में आवश्यक कार्यों को प्रदान करने वाली C/C++ में लिखी गई कोर लाइब्रेरी का एक सेट शामिल है, जैसे कि स्ट्रिंग हेरफेर, डेटा संरचनाएं और I/O संचालन।

ART के संस्करण

ART का विकास कई संस्करणों में हुआ है, प्रत्येक में पिछले संस्करणों पर सुधार और नई सुविधाएँ हैं:

Android Runtime के संस्करण

संस्करण

एंड्रॉइड संस्करण

मुख्य विशेषताएं

Dalvik

1.0 - 4.4

शुरुआती रनटाइम, JIT संकलन का उपयोग करता है

ART

4.4 - 5.0

AOT संकलन, बेहतर प्रदर्शन

ART (सुधार)

5.1 - 7.0

कचरा संग्रह अनुकूलन, बेहतर प्रदर्शन

ART (आधुनिक)

8.0 और बाद में

प्रोफाइल-निर्देशित अनुकूलन, बेहतर स्मृति प्रबंधन

ART और प्रदर्शन

ART ने Android एप्लिकेशन के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण सुधार किया है। AOT संकलन का उपयोग JIT संकलन से जुड़ी स्टार्टअप लेटेंसी को कम करता है, जिससे एप्लिकेशन तेजी से शुरू होते हैं। प्रोफाइल-निर्देशित अनुकूलन एप्लिकेशन के सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कोड पथों को अनुकूलित करके प्रदर्शन को और बेहतर बनाता है।

इसके अतिरिक्त, ART का कुशल कचरा संग्रहकर्ता मेमोरी लीक और विखंडन को कम करने में मदद करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्थिर और प्रतिक्रियाशील एप्लिकेशन अनुभव होता है।

ART और सुरक्षा

ART Android एप्लिकेशन की सुरक्षा में भी भूमिका निभाता है। ART में सैंडबॉक्सिंग तंत्र शामिल है जो प्रत्येक एप्लिकेशन को एक अलग वातावरण में चलाता है, जिससे एक एप्लिकेशन दूसरे के डेटा या कोड तक पहुंचने से रोका जा सकता है।

इसके अतिरिक्त, ART में सुरक्षा कमजोरियों का पता लगाने और उन्हें कम करने में मदद करने के लिए विभिन्न सुरक्षा सुविधाएँ शामिल हैं, जैसे कि एड्रेस स्पेस लेआउट रैंडमाइजेशन (ASLR) और डेटा निष्पादन निवारण (DEP)।

ART और विकास

ART का उपयोग Android एप्लिकेशन विकसित करने के तरीके को प्रभावित करता है। AOT संकलन के कारण, डेवलपर्स को एप्लिकेशन आकार और संकलन समय के बारे में अधिक जागरूक रहने की आवश्यकता है।

डेवलपर्स प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए प्रोफाइलिंग टूल का भी उपयोग कर सकते हैं। ये उपकरण डेवलपर्स को एप्लिकेशन के प्रदर्शन के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं, जैसे कि कौन से कोड पथ सबसे अधिक समय ले रहे हैं।

ART के साथ उन्नत विषय

• ART के कचरा संग्रहकर्ता को समझना: विभिन्न GC एल्गोरिदम और उनके प्रदर्शन निहितार्थों की जांच करना।
• प्रोफ़ाइल-निर्देशित अनुकूलन का उपयोग करना: अपने एप्लिकेशन के प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए प्रोफाइलिंग डेटा का लाभ उठाना।
• ART और नेटिव कोड इंटरैक्शन: जावा कोड और C/C++ कोड के बीच इंटरैक्शन को समझना।
• ART में सिस्टम सर्वर की भूमिका: ART और सिस्टम सेवाओं के बीच संबंध का अन्वेषण करना।
• ART और एंड्रॉइड फ्रेमवर्क का प्रभाव: ART के Android फ्रेमवर्क के समग्र कार्य पर प्रभाव का विश्लेषण करना।

निष्कर्ष

Android Runtime Android ऑपरेटिंग सिस्टम का एक महत्वपूर्ण घटक है। यह Android एप्लिकेशन चलाने के लिए ज़िम्मेदार है और प्रदर्शन, दक्षता और सुरक्षा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ART के विकास ने Android एप्लिकेशन के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण सुधार किया है, और Google भविष्य में ART को और बेहतर बनाने के लिए प्रतिबद्ध है। Android विकास को समझने के लिए ART के आंतरिक कामकाज को समझना आवश्यक है।

संबंधित विषय

• एंड्रॉइड ऑपरेटिंग सिस्टम
• जावा वर्चुअल मशीन
• डेक्स (Dex)
• जस्ट-इन-टाइम (JIT) संकलन
• Ahead-of-Time (AOT) संकलन
• कचरा संग्रह
• प्रोफ़ाइल-निर्देशित अनुकूलन
• एंड्रॉइड एप्लिकेशन विकास
• एंड्रॉइड फ्रेमवर्क
• Android Debug Bridge (ADB)
• एंड्रॉइड स्टूडियो
• नेटिव कोड
• सैंडबॉक्सिंग
• एड्रेस स्पेस लेआउट रैंडमाइजेशन (ASLR)
• डेटा निष्पादन निवारण (DEP)
• प्रोफाइलिंग टूल
• सिस्टम सर्वर
• एंड्रॉइड सुरक्षा
• एंड्रॉइड प्रदर्शन अनुकूलन
• एंड्रॉइड कर्नेल

क्रिप्टो फ्यूचर्स के साथ संबंध (हालांकि अप्रत्यक्ष)

हालांकि Android Runtime सीधे तौर पर क्रिप्टो फ्यूचर्स से संबंधित नहीं है, लेकिन Android प्लेटफॉर्म पर क्रिप्टो फ्यूचर्स ट्रेडिंग ऐप का विकास ART के प्रदर्शन और दक्षता पर बहुत अधिक निर्भर करता है। एक सुचारू और प्रतिक्रियाशील ट्रेडिंग अनुभव के लिए, क्रिप्टो फ्यूचर्स ऐप को ART द्वारा प्रदान किए गए प्रदर्शन अनुकूलन का लाभ उठाना चाहिए। विशेष रूप से, कम विलंबता और कुशल मेमोरी प्रबंधन उच्च-आवृत्ति ट्रेडिंग और बाजार डेटा प्रसंस्करण के लिए महत्वपूर्ण हैं। ART के कचरा संग्रहकर्ता की क्षमताएं ऐप के स्थायित्व और विश्वसनीयता को भी प्रभावित करती हैं, जो क्रिप्टो ट्रेडिंग परिदृश्यों में महत्वपूर्ण है जहां हर सेकंड मायने रखता है।

इसके अतिरिक्त, क्रिप्टो फ्यूचर्स ट्रेडिंग ऐप को सुरक्षित रूप से संवेदनशील उपयोगकर्ता डेटा (जैसे API कुंजी और ट्रेडिंग इतिहास) को संसाधित करने की आवश्यकता होती है। ART की सुरक्षा सुविधाएँ, जैसे सैंडबॉक्सिंग और ASLR, इन ऐप्स को संभावित सुरक्षा खतरों से बचाने में मदद करती हैं।

• क्रिप्टो फ्यूचर्स ट्रेडिंग
• मार्केट मेकिंग
• उच्च आवृत्ति ट्रेडिंग
• विलंबता
• ट्रेडिंग वॉल्यूम विश्लेषण
• तकनीकी विश्लेषण
• जोखिम प्रबंधन
• क्रिप्टो एक्सचेंज
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