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영어

In Android platform, as applications invoke various service functions through IPC (Inter-Process Communication), IPC performance is critical to the responsiveness in Android. However, Android offers long IPC latency of hundreds of micro-seconds due to complicated software stacks between the kernel Binder and the user-level process Context Manager. This separation provides modularity and flexibility, but degrades the responsiveness of services owing to additional context switching and inefficient request handling. In this paper, we anatomize Android IPC mechanisms and observe that 55% of IPC latency comes from the communication overhead between Binder and Context Manager. Based on this observation, this paper proposes a kernel Binder cache that retains a popular subset of service function mappings, thereby reducing the requests transferred to the user-level daemon. The proposed Binder cache is implemented in Android 5.0 and experimental results with various benchmarks show that the proposed cache architecture improves performance by 52.9% on average.

한국어

현재 안드로이드는 유저 레벨의 데몬들을 통하여 시스템에 필요한 기능을 서비스 함수로 지원하고 IPC를 사 용해 호출되도록 한다. 그런데 서비스 함수를 관리하는 작업이 빈번하게 사용되는 Critical Path 임에도 불구하고, 유저 레벨 프로세스가 수행하도록 되어 있다. 이러한 분리된 구조는 모듈성과 유연성의 관점에서 효율적이지만 복잡한 소프 트웨어 스택 및 컨텍스트 스위치 오버헤드 등으로 서비스 응답 시간이 상당히 저하된다. 본 논문에서는 안드로이드 IPC 매커니즘의 병목점이 되는 부분을 분석하고 개선함으로써 이러한 문제를 해결한다. 우리는 IPC 지연 시간 중 55%가 커널과 컨텍스트 매니저 사이의 커뮤니케이션 오버헤드인 것을 발견하고, 서비스 함수 중 자주 접근되는 것들 에 대한 정보는 커널 내에 캐쉬 형태로 유지하는 기법을 제안한다. 제안된 IPC 캐쉬는 안드로이드 5.0에 구현되었으며, 다양한 모바일 벤치마크를 통해 성능평가를 수행한 결과 52.9%의 성능이 향상되었다.