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9102年了,还不知道Android为什么卡?

发布时间:2019-08-15 06:32:16 所属栏目:业界 来源:吃猫猫的鱼
导读:导读 最近华为方舟编译器要开源了,笔者去看了下发布会PPT,发现作为一名Android开发者,PPT中所介绍的知识点我居然不能完全看懂?于是乎恶补了下PPT中的内容,整理成本文。 本文将用通俗的语言从底层介绍Android卡顿的历史原因和谷歌与之斗争的过程 阅读完

字节码可以通过不同的编译模版被编译为机器码,而编译模版的不同将直接导致编译完后的机器码性能大相径庭。

9102年了,还不知道Android为什么卡?

在安卓中,ART有一套规定的,统一的编译模版,暂且称为VM模版,这套模版虽算不上差劲,但也算不上优秀。

因为它是谷歌爸爸搞出来的,肯定算不上差劲,但由于没有针对每一个APP进行特定的优化,所以也算不上优秀。

②. vm模版存在的问题

问题就存在于没有针对每一个APP进行优化。

在上文谷歌对于Android2.2的虚拟机优化中已经讲到过,那时候谷歌使用JIT将用户常用的功能记下来(热点代码),当用户打开APP的时候立马将这些内容编译出来,即优先编译热点代码。

但是到了Android7.0的混合编译时代,由于AOT的存在,这个功能被弱化了,这时JIT记录下的热点代码并非是持久化的。AOT的编译优先级遵循于vm模版,AOT根据模板的内容将一些字节码优先编译为机器码。

那么这个时候就产生了一个问题。

先举个例子,一家中餐馆的招牌菜是番茄炒蛋,那么番茄炒蛋的备菜肯定很足,但是顾客A特立独行,他偏偏不要吃番茄炒蛋,他每次都点一个冷门的牛排套餐,那这时候只能让顾客等着老板将牛排套餐做完。

如果一个APP的热点代码(如首页),刚好游离于VM模板之外,那么AOT就其实形同虚设了。(比如vm模版优先编译名称不大于15个字符的类和方法,但是首页的类名刚好高于15个字符。此处仅为举例并没有实际论证过)

下面用首页和设置页来举例:由于遵循vm模版,AOT因为某个原因没有优先编译首页部分代码,而转而去编译了不太重要的设置页代码:

9102年了,还不知道Android为什么卡?

上图的流程说明了在特殊情况下,AOT编译实则不起作用,完全是靠解释器和JIT在进行实时编译,整个编译方案退步到了Android2.2时期。

③. 聪明的ART

虽然这个问题存在,但并不是特别严重。因为ART并没有我说的那么笨。在之后应用使用过程中,ART会记录并学习用户的使用习惯(保存热点代码),然后更新针对当前APP的定制化vm模版,不断的补充热点代码,补充定制化模版。

这是不是听起来很熟悉?在手机发布大会上的宣传语“基于用户操作习惯进行学习,APP打开速度不断提高”的部分原理就是这个。

④. 最终大招,一劳永逸

其实要一劳永逸的解决这个问题思路也不难:我们只需要在吃饭前跟老板提前预定想吃啥就行,让老板先准备起来,这样等我们到了就不用等餐了。

在最新的Android9.0版本中,谷歌推出了这个类似提前预定的功能:编译系统支持在具有蓝图编译规则的原生 Android 模块上使用 Clang 的配置文件引导优化 (PGO)。

说人话:谷歌允许你在开发阶段添加一个配置文件,这个配置文件内可指定“热点代码”,当应用安装完后,ART在后台悄悄编译APP时,会优先编译配置文件中指定的“热点代码”。

虽然谷歌支持,但是这块技术对于APP开发人员而言国内资料过于缺乏,普及面不广。笔者先贴上官方链接,以及这篇博客,其中介绍的还是挺详细的。(隔壁Xcode针对PGO都有UI界面了)

三、解决思路

解决思路总结为四个字就是:华为方舟。

方舟的解决思路:

  1. 针对虚拟机问题,方舟说:我不要你这个烂虚拟机了,我们裸奔
  2. 针对JNI调用问题,方舟说:我们让Java在编译阶段跟C一样直接编译成机器码,干掉虚拟机,跟.so库直接调用,毫无JNI开销问题
  3. 针对编译模版问题,方舟说:我们支持针对不同APP进行不同的编译优化

总结一下:方舟支持在打包编译阶段针对不同APP进行不同的编译优化,然后直接打包成机器码.apk(很可能已经不叫apk了),然后直接运行。

这样看起来方舟确实解决掉了三大问题,但是,代价呢?

如果按照这个思路,方舟就肯定不止是一个编译器了,它应该还有一套自己的runtime。当然这些都是后话了。

关于方舟的实现只是大概讲了思路,但没有深入,因为一来方舟没开源,二来方舟发布会PPT营销层面更多,技术细节缺少,现在奇思妙想完全是纸上谈兵,一切还是静待开源吧。

(编辑:核心网)

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