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安卓虚拟机运行模式,顺便说说华为的方舟编译器

安卓虚拟机运行模式,顺便说说华为的方舟编译器

作者: 光锥外 | 来源:发表于2019-05-18 17:24 被阅读0次

Android 平台的绝大多数应用是使用 Java 及Kotlin语言写的,CPU 只能理解汇编指令,无法直接识别编程语言的虚拟机指令,为了让 CPU 能运行 编程语言( Java 及Kotlin等)编写的程序,一般有两种办法:
AOT (Ahead of time)编译模式:在软件安装的时候把代码编译成机器代码
JIT(Just in time)编译模式:程序运行起来后,实时地把代码编译为机器语言然后执行

Android 平台分为几个阶段:

在Android5.0之前:

采用的是解释执行 + JIT 的方式执行,也就是dalvik模式,这个阶段是货真价实的【边解释边执行】的模式,代码效率相当低下,再加上那时候同样辣鸡的 GC (垃圾回收),Android 用起来真是惨不忍睹。

Android 5.0 ~ Android 6.0 :

Google 推出了 ART (Android Runtime)来解决之前的 Java 代码执行效率问题。这个阶段采用的是完全 AOT 模式;Android 应用在安装的时候,系统会把所有Java代码提前编译为机器码。

两种种模式对比:
DVM与ART区别
Android 7.0 ~ 现在

Google做了很大的改进,基于这样一个事实:我们使用一个应用的时候,基本每个人只使用它一小部分功能,为什么要把所有代码全编译呢?只编译你经常用的那部分代码不就 OK 了,这样安装的时候啥也不干速度飞快,等你用的时候系统就能知道哪部分代码经常被执行,把这部分代码编译为机器码,运行起来速度也快。于是 Google 又引入了 JIT,这时候的执行模式是 AOT + JIT + 解释执行。
应用安装的时候不执行 AOT 编译,安装速度飞快。初次使用应用的时候没有机器码,因此只能解释执行。
应用运行起来之后,系统收集经常被运行的代码的信息,做两件事:
1)在必要的时候在运行时直接把 Java 代码编译(JIT)为机器码 ,然后使用机器码执行提高运行效率。
2)把这个「经常被运行的代码信息保存起来」
设备空闲的时候,系统拿出应用运行时候保存的「热点代码信息」直接把这些代码编译(AOT)为机器码 。
关于 Android 7.0 系统的演进可以参阅这里:Android 7.0 系统演进

Android 8.0上改进了解释器

解释模式执行效率大幅提升;

Android 10.0

Android 10.0上提供了预先放置热点代码的方式,应用在安装的时候就能知道常用代码会被提前编译。可以看到,当前 Android 平台的执行模式在空间占用+安装速度+运行速度上已经达到了一个很好的平衡。

方舟编译器:
方舟编译器

除了 Android 系统的这种 AOT 之外,难道没有别的办法了吗?我不负责任地猜测一下,方舟编译器可能是在Android 应用打包成APK的时候,直接把 Java 代码编译为了机器码?注意这个跟Android系统的那个 AOT 是不样的,系统是在应用安装或者系统空闲的时候做编译;这种方式你下载到的安装包就是编译好的了,不需要系统动手。
不管怎样,静待开源 ;-)

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