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華為方舟編譯器的四大技術亮點

2019-06-30
關鍵詞: 華為 方舟編譯器

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  第一,多語言聯合編譯和跨語言調用開銷是影響Android性能開銷的最核心原因之一,目前Android應用市場里面Top級別的APP 95%以上都是由多種開發語言來實現的。舉例說明,這些APP的邏輯部分是Java代碼,但是為了增強app應用的安全性、可靠性、兼容性,開發者會用效率更高的C語言寫庫,供Java來調用。直接導致的結果是應用真正運行起來的時候,一定會有Java和C語言之間調用問題,就會形成額外的性能開銷。而方舟編譯器在不同語言代碼的開發環境中,就編譯成一套可執行文件,在運行環境中高效執行。

  第二,Android從誕生那天起,就選擇了Java這個成熟的語言,Java語言有跨平臺、分布式,安全性高等諸多優勢。但是隨之應運而生的還有Java語言開發包中的重要組成--虛擬機,無論是什么樣的硬件,Java語言都不需要管,統統抽象成Java的運行環境,因此可以跨平臺操作。這個又帶來另外一個問題,任何機器只要把應用裝上就會分配好虛擬機,占用額外的系統資源。今天的Android應用市場中的APP,實際上都是DEX碼的文件,消費者從應用市場下載APP以后,真正解釋成機器指令和執行文件是在手機上的虛擬機里做的,因此對系統資源要求高。安卓自身的編譯技術在不斷的發展,但始終需要在運行中依賴虛擬機來進行動態編譯和解釋執行,對系統資源消耗較大。

  而方舟編譯器在開發環境中就可以完成全部代碼的編譯,無論業務邏輯是Java寫的還是C語言寫的,不需要再次編譯,手機安裝應用程序后無需依賴虛擬機資源,即可全速運行程序,帶來效率上的極大提升,消除了影響性能的虛擬機機制。EMUI 9.1僅僅對系統組件System Server應用了華為方舟編譯器后,就帶來了系統操作流暢度提升24%,系統響應性能提升44%的收益。華為方舟編譯器提供了全新的系統及應用的編譯和運行機制,從動態編譯變為靜態編譯,就是直接將高級語言直接編譯成機器碼,消除了虛擬機動態編譯的額外開銷,實現了開發和運行效率的兼容并舉。

  內存回收機制是另一個方舟編譯器的重大技術突破。Android系統在全局回收內存資源時,需要暫停應用等待回收完成,這是產生隨機卡頓的重要原因。而在方舟編譯器里,在編譯時為程序配備了及時回收的內存處理機制,即在程序執行過程當中同步實時處理回收。所以方舟編譯器的垃圾回收及時又徹底,并且不需要停止進程。

  第三,編譯器和翻譯語言的原理是一樣的,單獨直譯出詞句并不是難點,難得是要翻譯的又快又好。比如把英文“What happens in Vegas, stays in Vegas”翻譯成中文,最簡單的直譯是“在拉斯維加斯發生的一切,就留在拉斯維加斯”;好一些的譯文是“事情過去了就過去了,追悔無益”;而優秀的譯文則是“勿念過往,活在當下”。方舟編譯器通過了大量的優化和調整,一方面對Java語言深入了解后再細致重建,另一方面對機器指令順序結構理解要求非常清晰,這兩方面的匹配度越高,編譯器效率越高。一個好的編譯器,開發者一行代碼都不需要修改,性能能提升10%到20%。

  方舟編譯器跟現有的Android非常不一樣,能做到更加靈活更加深入的優化,給應用開發者帶來了更大的優化應用的機會。現有的Android編譯大部分代碼在虛擬機環境運行,虛擬機的創建來自于同一套“模板”,但不同應用的優化訴求不一樣,因而難以作深度的優化,方舟編譯器則是每個應用編譯優化方案自己來定,分別形成不同應用優化后的機器碼,每一個應用開發者都有了把自己的應用做的更好的機會,不再受限于Android虛擬機的限制。

  第四,方舟編譯器從多年前決定做的那一刻起,就立下了上層業務代碼不需要改動,開發者只通過華為方舟編譯器做可以重新編譯的目標。現在開發者不論用Java語言去開發新的APP,還是自己寫的C語言庫,這兩種方式都不需要變,從而大大降低了開發者學習和使用成本。


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