Иво Салмре - Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework

Современные среды времени выполнения предоставляют структурную обработку исключений, позволяющую коду надежно справляться с разрешением исключительных ситуаций. Программисты могут перехватывать исключения, возбуждаемые низкоуровневым кодом среды выполнения, но могут возбуждать и перехватывать также собственные исключения. Структурная обработка исключений является чрезвычайно надежным средством, позволяющим средам выполнения управляемого кода, компонентам и приложениям восстанавливать работоспособность после непредвиденных сбоев и возобновлять нормальный режим функционирования. При возбуждении исключения среда выполнения принимает управление на себя и просматривает стек в поиске соответствующего обработчика, который будет использоваться для перехвата исключения. При этом гораздо важнее то, чтобы стек был развернут корректно, а не то, чтобы обработка исключения была осуществлена столь же быстро, как и выполнение обычного кода. Как следствие, издержки на возбуждение и обработку исключений могут приводить к некоторому ухудшению производительности.

Чтобы сохранить производительность на высоком уровне, следует избегать создания предпосылок для частого возбуждения исключений при нормальном выполнении приложения. В коде алгоритмов вашего мобильного приложения должны быть предусмотрены специальные меры, позволяющие избегать возбуждения и перехвата исключений в условиях нормального выполнения. Проектируйте собственные алгоритмы таким образом, чтобы исключения возбуждались лишь в действительно исключительных ситуациях. В обычных условиях ваше приложение должно выполняться так, чтобы не было сгенерировано ни одного исключения.

Если обнаруживается, что в условиях нормального выполнения приложения ему приходится обрабатывать исключения, возбуждаемые средой времени выполнения, или собственные исключения, проанализируйте код и измените его таким образом, чтобы избежать создания подобных исключительных ситуаций.

Структурная обработка исключений является мощным средством объектно-ориентированного программирования, но ее применение требует осмотрительности. Умелое использование структурной обработки исключений при размещении объектов в памяти и освобождении памяти от объектов, необходимость в которых отпала, способно упростить процесс программирования и сделать его более надежным, однако при применении этого средства неопытными программистами производительность приложения может резко ухудшиться.

В листинге 7.4 представлен пример приложения, в котором сравниваются два алгоритма, решающие одну и ту же задачу, но значительно различающиеся между собой показателями производительности. Один алгоритм осуществляет сложение двух чисел и возвращает их сумму, а также булевское значение, которое указывает на знак результата — положительный или отрицательный. Другой алгоритм также складывает два числа и возвращает результат, но если результат является отрицательным числом, возбуждается исключение. Как и следовало ожидать, алгоритм, в котором в процессе нормального выполнения приложения используется возбуждение исключений, по своей производительности разительно отличается в худшую сторону от алгоритма, в котором исключения не используются. Хотя в абсолютном смысле оба алгоритма paботают довольно быстро и выполняют 10000 итераций менее чем за 2,5 секунды, один из них работает более чем в 350 раз быстрее по сравнению с другим; в случае вычислений, в которых интенсивно используются циклы, это различие может иметь критическое значение.

Результаты выполнения тестовых вычислений на физическом устройстве Pocket PC без подключения отладчика представлены в табл. 7.1. Как следует из приведенных в этой таблице данных, алгоритм, в котором возбуждение и перехват исключений не используются, работает в несколько сотен раз быстрее. В нашем примере применяются очень простые алгоритмы и простой механизм возбуждения и перехвата исключений; процесс обработки исключений требует осуществления средой выполнения сравнительно небольшого объема операций по освобождению памяти и разворачиванию стека. Чрезвычайная простота выполняемых вычислений позволяет более отчетливо выявить влияние обработки исключений на производительность приложения. В зависимости от сложности алгоритма и объема работы, необходимой для обработки возбужденных исключений, мы будем получать различные результаты, но можно сделать один совершенно очевидный вывод накладные расходы на обработку часто возбуждаемых исключений могут оказаться значительными, так что использования исключений в условиях нормального выполнения кода следует избегать, если только на то нет особой необходимости.

Таблица 7.1. Сравнительные показатели производительности простого алгоритма, выполняемого с возбуждением исключений и без такового

Выполнение используемого в качестве примера приложения на эмуляторе Pocket PC иллюстрирует рис. 7.2.

Рис. 7.2. Пример выполнения приложения, позволяющего оценить влияние обработки исключений на показатели производительности

Следует отметить, что поскольку обработка исключений входит в состав базовых средств времени выполнения и отладки .NET Compact Framework и Visual Studio .NET, то производительность приложения может в заметной степени меняться в зависимости от двух обстоятельств

1. Производительность кода, генерирующего исключения, может значительно ухудшаться, если программа выполняется с подключенным отладчиком. Это объясняется тем, что в этом случае среда уведомляется о возбуждении исключений, даже если они перехватываются кодом приложения. Это означает, что алгоритмы, выполнение которых сопровождается возбуждением многочисленных исключений, при подключенном отладчике будут работать очень медленно! Вы не должны забывать об этом на стадиях проектирования и разработки приложения; возбуждение множества исключений может замедлить разработку. Обычно поведение среды разработки не должно вынуждать вас к изменению способа написания кода, но в данном случае вы должны включить в документ проекта дополнительный пункт, в соответствии с которым следует избегать многократного возбуждения исключений в часто выполняемых циклах.