National audienceMacchiato permet de développer des applications mobiles performantes, adaptables et pouvant être réparties tout en étant économes en ressources. Cette plate-forme est agnostique vis à vis de l'environnement d'exécution. Les applications développées s'exécutent sans modification sur tous les environnements que la plate-forme supporte. Il est possible de distribuer les applications sur les navigateurs Web, sur les navigateurs Web mobiles et sur des serveurs d'applications

Duchien, Laurence

Petitprez, Nicolas

Rouvoy, Romain

HAL - Lille 3

Optimiser et Re´partir ses Applications Mobiles avecMacchiatoNicolas Petitprez, Romain Rouvoy, Laurence DuchienTo cite this version:Nicolas Petitprez, Romain Rouvoy, Laurence Duchien. Optimiser et Re´partir ses ApplicationsMobiles avec Macchiato. Journe´e GDR GPL (2013), Apr 2013, Nancy, France. <hal-00816358>HAL Id: hal-00816358https://hal.inria.fr/hal-00816358Submitted on 22 Apr 2013HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestine´e au de´poˆt et a` la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publie´s ou non,e´manant des e´tablissements d’enseignement et derecherche franc¸ais ou e´trangers, des laboratoirespublics ou prive´s.Optimiser et Répartir ses Applications Mobiles avecMacchiatoNicolas Petitprez, Romain Rouvoy et Laurence DuchienInria Lille – Nord Europe,LIFL - CNRS UMR 8022,Université de Lille 1, France{nicolas.petitprez,romain.rouvoy,laurence.duchien}@inria.fr1 IntroductionDe nos jours, les utilisateurs de terminaux mobiles souhaitent des applications de plus en pluspersonnalisées et riches en fonctionnalités et consommant de plus en plus de données. Ces nou-veaux usages se traduisent par une surconsommation des ressources du périphérique (par exemple,utilisation du processeur et de la connexion réseau). Sur un périphérique mobile, ces ressourcessont limitées, principalement par la capacité de la batterie et les limitations technologiques etcontractuelles du réseau. Il faut donc minimiser l’utilisation des ressources du périphérique, touten maximisant les performances de l’application.Dans un contexte de mobilité, l’ensemble des traitements peut être effectué sur le téléphonemobile, mais cela sollicite fortement les ressources du périphérique. Il est possible de déléguer lestraitements à un serveur distant, mais, dans ce cas, les performances sont liées à celles du serveur età la qualité de la connexion réseau. En cas de coupure de connexion, l’application cesse totalementde fonctionner. Une solution est donc d’envisager de répartir dynamiquement les traitements entrele périphérique et des serveurs distants tout en garantissant les performances et en étant tolérantà l’absence de connectivité réseau.Certains travaux présentent les techniques de répartition d’une application mobile entre unpériphérique mobile et un serveur [2,3]. Il est ainsi possible d’améliorer les temps de réponse d’uneapplication et de réduire sa consommation de ressources [4]. Malheureusement, les solutions derépartition des traitements mobiles existantes sont coûteuses à mettre en place, complexes à uti-liser, et n’offrent pas de support pour permettre l’adaptation des applications à l’environnementd’exécution. De plus, dans les applications mobiles, cet environnement d’exécution évolue en per-manence : niveau de charge de la batterie, présence de la géolocalisation, qualité de la connexionréseau. Il est important d’offrir un support aux développeurs pour pouvoir facilement adapter lestraitements à cet environnement et les répartir.2 La Plate-forme MacchiatoNous présentons dans cette démonstration la plate-forme Macchiato 1, développée pour cons-truire facilement des applications mobiles performantes, adaptables et pouvant être réparties touten étant économes en ressources. Macchiato propose aux développeurs un langage embarquéqui permet de définir des acteurs répartis exploitant les standards du Web. Les acteurs sont desentités autonomes qui communiquent par envoi de message. Ce modèle asynchrone permet derépartir efficacement les traitements entre différentes machines. Notre plate-forme présente despropriétés importantes qui permettent de répondre aux problématiques énoncées précédemment.Dans la suite, nous détaillons ces propriétés.Cette plate-forme est agnostique vis à vis de l’environnement d’exécution. Les applicationsdéveloppées s’exécutent sans modification sur tous les environnements que la plate-forme supporte.L’utilisation d’un langage de script courant permet de cibler un nombre important d’architectures1. Projet Macchiato : http://www.macchiato.fr/2 Nicolas Petitprez, Romain Rouvoy et Laurence Duchiend’exécution. Une abstraction de l’environnement permet d’avoir un code identique quel que soitl’environnement d’exécution. Il est actuellement possible d’exécuter des acteurs Macchiato dansles navigateurs Web, dans les applications mobiles Android et sur les serveurs d’application vert.x 2.Pour pouvoir s’adapter facilement aux besoins et à l’environnement, la plate-forme est ré-flexive. Elle permet d’introspecter l’architecture de l’application et de reconfigurer son fonction-nement par des opérations d’ajout, de modification ou de suppression d’acteurs.Pour répondre aux problématiques de performance et d’économie de ressources, la plate-formeest auto-optimisable. La figure 1 présente le système d’optimisation de la plate-forme Mac-chiato. Lors de l’exécution, la plate-forme collecte des données sur le fonctionnement de l’appli-cation, comme le nombre et la taille des messages échangés, l’utilisation de la connexion réseau,etc. Les informations collectées permettent de modéliser le problème d’optimisation comme unproblème pseudo-booléen [1]. L’utilisation d’un solveur permet alors de trouver la meilleure répar-tition de l’application en fonction de l’objectif retenu. Il est, par exemple, possible de limiter laquantité de données qui transite par la connexion réseau du périphérique.	ABCDEFBFBF	 EBEB 	BE  FBEFigure 1. Système d’optimisation de la plate-forme MacchiatoDans un contexte mobile, il est fréquent d’avoir des problèmes de qualité de connexion. Laplate-forme se doit donc d’être robuste. Le modèle de l’application ainsi qu’une copie des acteursdéployés à distance sont conservés sur le périphérique du client. En cas de défaillance d’un ser-veur distant ou de la connectivité du périphérique, la plate-forme redirigera automatiquement lesmessages à destination du serveur inaccessible vers les acteurs fonctionnant sur le périphérique duclient.Dans notre démonstration, nous utiliserons le langage embarqué de la plate-forme Macchiatopour construire une application mobile. Nous montrerons ensuite comment la plate-forme surveillel’exécution de l’application, planifie son optimisation, et la répartit entre l’environnement du clientet un serveur d’application.Références1. Daniel Le Berre and Anne Parrain. The Sat4j library, release 2.2 system description. Journal onSatisfiability, Boolean Modeling and Computation, 7(2010) :59–64, 2010.2. Ioana Giurgiu, Oriana Riva, and Gustavo Alonso. Dynamic software deployment from clouds to mobiledevices. In Middleware, pages 394–414, 2012.3. Roelof Kemp, Nicholas Palmer, Thilo Kielmann, and Henri Bal. Cuckoo : a computation oﬄoadingframework for smartphones. Mobile Computing, Applications, and Services, pages 59–79, 2012.4. K Kumar and YH Lu. Cloud computing for mobile users : Can oﬄoading computation save energy ?IEEE Computer, (April) :51–56, 2010.2. vert.x : http://vertx.io

Optimiser et Répartir ses Applications Mobiles avec Macchiato

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HAL Id: hal-00816358https://hal.inria.fr/hal-00816358Submitted on 22 Apr 2013HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publiés ou non,émanant des établissements d’enseignement et derecherche français ou étrangers, des laboratoirespublics ou privés.Optimiser et Répartir ses Applications Mobiles avecMacchiatoNicolas Petitprez, Romain Rouvoy, Laurence DuchienTo cite this version:Nicolas Petitprez, Romain Rouvoy, Laurence Duchien. Optimiser et Répartir ses Applications Mobilesavec Macchiato. Journée GDR GPL (2013), Apr 2013, Nancy, France. ￿hal-00816358￿Optimiser et Répartir ses Applications Mobiles avecMacchiatoNicolas Petitprez, Romain Rouvoy et Laurence DuchienInria Lille – Nord Europe,LIFL - CNRS UMR 8022,Université de Lille 1, France{nicolas.petitprez,romain.rouvoy,laurence.duchien}@inria.fr1 IntroductionDe nos jours, les utilisateurs de terminaux mobiles souhaitent des applications de plus en pluspersonnalisées et riches en fonctionnalités et consommant de plus en plus de données. Ces nou-veaux usages se traduisent par une surconsommation des ressources du périphérique (par exemple,utilisation du processeur et de la connexion réseau). Sur un périphérique mobile, ces ressourcessont limitées, principalement par la capacité de la batterie et les limitations technologiques etcontractuelles du réseau. Il faut donc minimiser l’utilisation des ressources du périphérique, touten maximisant les performances de l’application.Dans un contexte de mobilité, l’ensemble des traitements peut être effectué sur le téléphonemobile, mais cela sollicite fortement les ressources du périphérique. Il est possible de déléguer lestraitements à un serveur distant, mais, dans ce cas, les performances sont liées à celles du serveur età la qualité de la connexion réseau. En cas de coupure de connexion, l’application cesse totalementde fonctionner. Une solution est donc d’envisager de répartir dynamiquement les traitements entrele périphérique et des serveurs distants tout en garantissant les performances et en étant tolérantà l’absence de connectivité réseau.Certains travaux présentent les techniques de répartition d’une application mobile entre unpériphérique mobile et un serveur [2,3]. Il est ainsi possible d’améliorer les temps de réponse d’uneapplication et de réduire sa consommation de ressources [4]. Malheureusement, les solutions derépartition des traitements mobiles existantes sont coûteuses à mettre en place, complexes à uti-liser, et n’offrent pas de support pour permettre l’adaptation des applications à l’environnementd’exécution. De plus, dans les applications mobiles, cet environnement d’exécution évolue en per-manence : niveau de charge de la batterie, présence de la géolocalisation, qualité de la connexionréseau. Il est important d’offrir un support aux développeurs pour pouvoir facilement adapter lestraitements à cet environnement et les répartir.2 La Plate-forme MacchiatoNous présentons dans cette démonstration la plate-forme Macchiato 1, développée pour cons-truire facilement des applications mobiles performantes, adaptables et pouvant être réparties touten étant économes en ressources. Macchiato propose aux développeurs un langage embarquéqui permet de définir des acteurs répartis exploitant les standards du Web. Les acteurs sont desentités autonomes qui communiquent par envoi de message. Ce modèle asynchrone permet derépartir efficacement les traitements entre différentes machines. Notre plate-forme présente despropriétés importantes qui permettent de répondre aux problématiques énoncées précédemment.Dans la suite, nous détaillons ces propriétés.Cette plate-forme est agnostique vis à vis de l’environnement d’exécution. Les applicationsdéveloppées s’exécutent sans modification sur tous les environnements que la plate-forme supporte.L’utilisation d’un langage de script courant permet de cibler un nombre important d’architectures1. Projet Macchiato : http://www.macchiato.fr/2 Nicolas Petitprez, Romain Rouvoy et Laurence Duchiend’exécution. Une abstraction de l’environnement permet d’avoir un code identique quel que soitl’environnement d’exécution. Il est actuellement possible d’exécuter des acteurs Macchiato dansles navigateurs Web, dans les applications mobiles Android et sur les serveurs d’application vert.x 2.Pour pouvoir s’adapter facilement aux besoins et à l’environnement, la plate-forme est ré-flexive. Elle permet d’introspecter l’architecture de l’application et de reconfigurer son fonction-nement par des opérations d’ajout, de modification ou de suppression d’acteurs.Pour répondre aux problématiques de performance et d’économie de ressources, la plate-formeest auto-optimisable. La figure 1 présente le système d’optimisation de la plate-forme Mac-chiato. Lors de l’exécution, la plate-forme collecte des données sur le fonctionnement de l’appli-cation, comme le nombre et la taille des messages échangés, l’utilisation de la connexion réseau,etc. Les informations collectées permettent de modéliser le problème d’optimisation comme unproblème pseudo-booléen [1]. L’utilisation d’un solveur permet alors de trouver la meilleure répar-tition de l’application en fonction de l’objectif retenu. Il est, par exemple, possible de limiter laquantité de données qui transite par la connexion réseau du périphérique.	ABCDEFBFBF	 EBEB 	BE  FBEFigure 1. Système d’optimisation de la plate-forme MacchiatoDans un contexte mobile, il est fréquent d’avoir des problèmes de qualité de connexion. Laplate-forme se doit donc d’être robuste. Le modèle de l’application ainsi qu’une copie des acteursdéployés à distance sont conservés sur le périphérique du client. En cas de défaillance d’un ser-veur distant ou de la connectivité du périphérique, la plate-forme redirigera automatiquement lesmessages à destination du serveur inaccessible vers les acteurs fonctionnant sur le périphérique duclient.Dans notre démonstration, nous utiliserons le langage embarqué de la plate-forme Macchiatopour construire une application mobile. Nous montrerons ensuite comment la plate-forme surveillel’exécution de l’application, planifie son optimisation, et la répartit entre l’environnement du clientet un serveur d’application.Références1. Daniel Le Berre and Anne Parrain. The Sat4j library, release 2.2 system description. Journal onSatisfiability, Boolean Modeling and Computation, 7(2010) :59–64, 2010.2. Ioana Giurgiu, Oriana Riva, and Gustavo Alonso. Dynamic software deployment from clouds to mobiledevices. In Middleware, pages 394–414, 2012.3. Roelof Kemp, Nicholas Palmer, Thilo Kielmann, and Henri Bal. Cuckoo : a computation offloadingframework for smartphones. Mobile Computing, Applications, and Services, pages 59–79, 2012.4. K Kumar and YH Lu. Cloud computing for mobile users : Can offloading computation save energy ?IEEE Computer, (April) :51–56, 2010.2. vert.x : http://vertx.io

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