Trong suốt lịch sử hình thành, phát triển nhanh chóng và đầy biến động kéo dài 5 năm, so với phiên bản hệ điều hành đầu tiên, gần như mọi khía cạnh hay tính năng chính của Android 4.4đã được thay đổi. Mỗi lần Google phát hành một phiên bản Android mới, đó đều là những bản cập nhật hoặc nâng cấp khá toàn diện, tất cả mọi thứ nhưng ngoại trừ phần quan trọng nhất: Dalvik. Theo đó, máy ảo có nhiệm vụ chạy hầu hết các ứng dụng Android này vẫn được giữ nguyên như kể từ ngày đầu tiên. Và đến thời điểm này, Dalvik đã bộc lộ những dấu hiệu của tuổi tác, sự chậm chạp là có thể thấy được. Để theo kịp và đáp ứng các nhu cầu sử dụng ở mức cao hơn của người dùng, Google đã quyết định sử dụng ART (viết tắt của Android Runtime) trên phiên bản hệ điều hành Android 4.4 KitKat nhằm thay thế cho Dalvik. Phiên bản ART đầu tiên tích hợp cùng Android 4.4 có thể tăng tốc ứng dụng thêm 100%, còn phiên bản hoàn thiện thậm chí sẽ tốt hơn nữa.
Khi bạn chạy phần mềm trên thiết bị điện tử, chẳng hạn như PC hoặc smartphone, gần như cỗ máy của bạn sẽ luôn phải chạy trình biên dịch “compiled code”. Trình biên dịch sẽ có nhiệm vụ chuyển dịch mã nguồn viết trong một ngôn ngữ cấp cao thành mã đối tượng hay ngôn ngữ máy mà có thể được thi hành trực tiếp bởi một máy tính hay bởi một máy ảo. Chẳng hạn, nếu bạn mở một tập tin EXE, bạn sẽ thấy trình biên dịch “gobbledegook” giúp CPU có thể thực hiện chu trình nạp khởi chạy ứng dụng. Windows, trình duyệt web, Crysis 3, Linux, ứng dụng iOS đều là những ví dụ có sử dụng các trình biên dịch .
Tiếp đó, chúng ta còn một loại mã khác gọi là trình thông dịch “interpreted code” với nhiều loại khác nhau, nhưng có một điểm chung là chúng không thể thực hiện nạp trực tiếp bởi CPU. Trước tiên, trình thông dịch phải được giải mã thành mã máy nhờ một quá trình gọi là hệ phiên dịch JIT (Just-in-time). Ví dụ phổ biến nhất của trình thông dịch là JavaScript, theo đó, trình duyệt web sẽ biên dịch /thông dịch các đoạn mã khi người dùng ghé thăm một trang web có sử dụng JavaScript .
Ngoài ra, một ví dụ điển hình khác của trình thông dịch là Java và Dalvik thực chất là "phiên bản Google" của Java. Với Java, các nhà phát triển có thể viết ứng dụng một lần duy nhất, sau đó chuyển nó sang ngôn ngữ của các nền tảng phần cứng khác nhờ một “thông dịch viên” có tên Java Virtual Machine. Giải thích khá nhiều nhưng chúng ta có thể rút gọn chung lại điểm mấu chốt là Google đã quyết định sử dụng máy ảo Dalvik cho các ứng dụng Android. Bằng cách này, một nhà phát triển có thể viết một ứng dụng Dalvik duy nhất và được đảm bảo rằng nó sẽ chạy trên smartphone, tablet, TV hay các thiết bị khác.
Nhưng hiện nay, một điểm bất cập của trình thông dịch “interpreted code” là nó thực sự chậm. Ví dụ như JavaScript có thể chậm hơn tới 20 lần so với mã tương tự được biên dịch với C hoặc C++ . Java / Dalvik không phải là quá chậm, nhưng không thể so sánh với tốc độ của trình biên dịch nguyên bản. Trong nhiều trường hợp, đặc biệt là với các bộ vi xử lý 4 nhân cao cấp, khác biệt về tốc độ này là rất rõ ràng. Chúng ta không thể đổ lỗi hoàn toàn cho Dalvik là nguyên nhân làm các thiết bị Android bị lag hoặc tốn pin, nhưng chắc chắn đây là một tác nhân quan trọng gây ra điều này. Về cơ bản, trình thông dịch trên Dalvik mất nhiều thời gian để giải mã và làm CPU phải tính toán nhiều hơn, do đó nó trực tiếp làm giảm thời lượng pin cũng như độ mượt mà tổng thể của thiết bị di động.
Android Runtime – ART
Trong khi Dalvik sử dụng hệ phiên dịch JIT (Just-in-time) để giải mã, ART trên Android 4.4 sử dụng quá trình xử lý AOT (Ahead-Of-Time). Tác dụng dễ thấy trước tiên của nó là rút ngắn thời gian giải mã đồng nghĩa rút ngắn thời gian khởi động máy, giúp các ứng dụng có thời gian khởi chạy nhanh hơn gấp 2 lần so với tiến trình Dalvik cũ. Bởi khi kích hoạt ART, mỗi ứng dụng Android sẽ được biên dịch thành mã nguồn gốc khi bạn cài đặt nó. Sau đó, khi bạn khởi chạy các ứng dụng, chúng sẽ hoạt động như một ứng dụng gốc cài đặt sẵn trên máy.
Hiện nay, ART vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm nhưng bạn vẫn có thể kích hoạt nó trên các máy Nexus chạy KitKat bằng cách vào Settings > Developer options > Select runtime, tiếp đó chỉ cần chờ máy khởi động lại. Sự thay đổi này cũng chiếm một phần dung lượng máy (tăng khoảng 10% đến 20%) của bạn vì bộ mã vẫn đang được hoàn thiện.
Có thể bạn sẽ không nhận thấy sự thay đổi của AOT đối với các ứng dụng nhỏ, nhưng đối với các ứng dụng lớn hơn, sự chậm trễ sẽ được khắc phục. Ngoài ra, ưu điểm chính của ART là cho phép các nhà phát triển Android tiếp tục viết mã để đồng thời chạy được trên nhiều mẫu thiết bị với cấu hình phần cứng khác nhau.
ART đã được kiểm nghiệm và thể hiện những ưu việt của mình: tăng tuổi thọ pin, xử lý mượt mà hơn và tăng tốc độ mở ứng dụng. Sau khi ART được phát triển hoàn thiện, hệ điều hành Android hiện tại có thể sẽ “biến mất”, thay vào đó là một hệ điều hành mới nhanh hơn, mạnh hơn và ưu việt hơn. Lợi ích dễ nhìn nhận hơn cả là khi bạn chạy các ứng dụng tính toán chuyên sâu như chỉnh sửa ảnh hoặc biên tập video. Đồng thời chúng ta có thể hy vọng vào một Android chạy trơn láng như những gì mà iOS hay Windows Phone đã làm được.
Hằng Giang
