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Android預優(yōu)化那些事

Preopt ART Dalvik
APK的預優(yōu)化原理和作用

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• Android預優(yōu)化那些事
  • 1什么是Android預優(yōu)化
  • 2Android預優(yōu)化的原理
  • 3Android ART優(yōu)化的過程
  • 4Android預優(yōu)化的過程
  • 5項目中執(zhí)行的效果

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1．什么是Android預優(yōu)化

Android預優(yōu)化，也就是把Android在啟動或APP在運行時所需要做的一些事情，把這些事情轉(zhuǎn)移到編譯APK時完成，來達到更快的Android系統(tǒng)啟動速度和更快的APP運行速度。

2．Android預優(yōu)化的原理

先來回顧一下Android的發(fā)展史，在2014年的Google I/O大會上，Google隆重的發(fā)布了Android 4.4操作系統(tǒng)，其中有一個環(huán)節(jié)著重介紹了ART（Android runtime），也就是虛擬機，也就是運行APP的環(huán)境，也就是運行Java代碼的虛擬機。雖然Android 4.4版本默認仍然用DVM（Dalvik VM），但到Android 5.0時ART就變成了默認模式，自此，DVM時代一去不再復返。
DVM和ART和Android的預優(yōu)化有什么關系？先了解Java的幾種虛擬機基本的工作機制：

• （1）JVM：JVM虛擬機運行的是java字節(jié)碼。Java文件到JVM的過程是：java -> java bytecode(class) -> java bytecode(jar)。
• （2）DVM：DVM虛擬機解析執(zhí)行的dex字節(jié)碼。Java文件到DVM的過程是：java -> java bytecode(class) -> dalvik bytecode(dex)。
• （3）ART：ART虛擬機執(zhí)行本地機器碼。Java文件到ART的過程是：java -> java bytecode(class) -> dalvik bytecode(dex) -> optimized android runtime machine code(oat)。

在Android 4.4（包括）之前用的是DVM，Android 4.4之后用的是ART，從java文件到虛擬機執(zhí)行代碼，ART比DVM多了oat的過程，ART所使用的AOT（Ahead-Of-Time）編譯，在應用首次安裝時，字節(jié)碼預編譯成機器碼存在本地，而DVM是典型的JIT（Just-In-Time），在此模式下，應用每次運行的時候，字節(jié)碼都需要即時編譯器轉(zhuǎn)換為機器碼再執(zhí)行，ART模式相對于DVM省去了解析字節(jié)碼的過程，占用內(nèi)存也相應減少，進而提高APP的運行效率，所以Andorid 5.0發(fā)布時，Google號稱Android系統(tǒng)可以跑在512 M的內(nèi)存的機器上，ART發(fā)揮了舉足輕重的作用。

3．Android ART優(yōu)化的過程

Zygote進程在啟動的過程中，創(chuàng)建ART虛擬機。在ART中，打包在APK里面的Dex字節(jié)碼是通過LLVM翻譯成本地機器指令的。LLVM是一個用來快速開發(fā)自己的編譯器的框架系統(tǒng)，在Dalvik運行時中，APK在安裝的時候，安裝服務PackageManagerService會通過守護進程installd調(diào)用一個工具 dexopt對打包在APK里面包含有Dex字節(jié)碼的classes.dex進行優(yōu)化，優(yōu)化得到的文件保存在/data/dalvik-cache目錄 中，并且以.odex為后綴名，表示這是一個優(yōu)化過的Dex文件。在ART運行時中，APK在安裝的時候，同樣安裝服務 PackageManager?Service會通過守護進程installd調(diào)用另外一個工具dex2oat對打包在APK里面包含有Dex字節(jié)碼進翻譯。翻譯后得到的是一個ELF格式的oat文件，這個oat文件同樣是以.odex后綴結束，并且也是保存在/data/dalvik-cache目錄中。

4．Android預優(yōu)化的過程

在第三節(jié)可知，Android在首次啟動和首次安裝應用時，需要將字節(jié)碼翻譯成機器碼，這樣Android系統(tǒng)的啟動速度將會大大減慢，如果沒有預優(yōu)化，APP的運行速度也會加上翻譯所需要的時間。所以，這個翻譯的工作需要轉(zhuǎn)移到編譯上面來，也就是所，在編譯APK文件時，將會預先對APK進行翻譯的優(yōu)化，然后再打包到系統(tǒng)里面去，這樣Android系統(tǒng)在首次啟動時，就不再需要花費大量的時間去翻譯APK的字節(jié)碼。下文贅述這個過程的控制過程：
在項目的device.mk文件中有如下的配置：

如上圖，當編譯user版本時，WITH_DEXPREOPT將會置成true，
繼續(xù)看WITH_DEXPREOPT的作用范圍，如下：

在上圖中，過濾各種條件，會執(zhí)行LOCAL_DEX_PREOPT := $(DEX_PREOPT_DEFAULT)語句，而DEX_PREOPT_DEFAULT的定義在：

拋開其它條件，在user環(huán)境下編譯，LOCAL_DEX_PREOPT會被置換成true，LOCAL_DEX_PREOPT是怎樣控制編譯呢？

在編譯APP時，LOCAL_DEX_PREOPT是true，將會按照相應的規(guī)則優(yōu)化APK文件，這個規(guī)則定在dex_preopt.mk文件中。

5．項目中執(zhí)行的效果

在pixi5-5 4G的項目中Dialer、MMS、Contacts采用獨立的倉庫，服務器出版本的時候，不再編譯源碼中的這三個模塊，而是已app list的方式，定制apk文件，所以就需要本地編譯好apk文件，在上傳到服務器。先來看看eng環(huán)境下（或關閉預優(yōu)化）和user環(huán)境下編譯App后會有什么不一樣。
在eng環(huán)境下（或關閉預優(yōu)化），以TctDialer為例，編譯后輸出的目錄是這樣的：

在看看user下編譯的情況，編譯后輸出的目錄是這樣的：

對比可發(fā)現(xiàn)，沒有預優(yōu)化的apk文件有個classes.dex文件，而預優(yōu)化的沒有這個文件了，java代碼跑哪里去了，可以看到輸出目錄多了oat子目錄，編譯后的java正好在這個目錄下。
因此，在user環(huán)境下編譯，生成的apk文件是不能直接上傳到服務器的，因為這個apk已經(jīng)沒有java的代碼了。所以在編譯apk時，把mk文件中添加LOCAL_DEX_PREOPT := false把預編譯關閉。

如果在user下編譯的apk，push到daily的系統(tǒng)中，apk依然能夠運行，不是沒有classes.dex文件了嗎？java代碼都沒有了，為什么還能運行？在第三節(jié)可知道，在android系統(tǒng)啟動是會優(yōu)化系統(tǒng)的app，所以daily中的APK的java代碼被緩存到手機本地了，push user下編譯的apk運行時依然運行的是daily版中apk緩存下來的code。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Android预优化那些事的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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