媲美iOS 華為方舟編譯器它的玄乎所在

自華為P30系列發(fā)布以來，火了的除了手機(jī)新品本身以外，還有近日越來越“紅”的黑科技——華為方舟編譯器。

改造Android、媲美iOS、安卓手機(jī)從此不卡頓……一時(shí)間，輿論對(duì)華為方舟編譯器的渲染近乎神話。據(jù)說自發(fā)布會(huì)結(jié)束后，華為軟件內(nèi)部團(tuán)隊(duì)的電話幾乎被打爆，很多開發(fā)者都想了解方舟編譯器的更多信息。

那么，華為方舟編譯器究竟是干嘛的？被余承東稱為“安卓性能革命”的方舟編譯器對(duì)于華為手機(jī)的戰(zhàn)略發(fā)展有何意義？對(duì)于Android陣營(yíng)以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)又將帶來哪些影響呢？

傳統(tǒng)編譯器繞不過去的“坎兒”

首先，來看看啥是編譯器？

按照定義：編譯器是將“一種語言（通常為高級(jí)語言）”翻譯成能直接被計(jì)算機(jī)或虛擬機(jī)執(zhí)行的目標(biāo)代碼，編譯器的效率將直接影響程序運(yùn)營(yíng)性能和效率。

簡(jiǎn)單來說，編譯器就是人類和機(jī)器溝通的橋梁。比如一部手機(jī)，里面的程序是由程序員使用高級(jí)語言開發(fā)的，當(dāng)我們要啟動(dòng)某個(gè)程序（比如打開一個(gè)APP）的過程中，編譯器扮演著“翻譯者”的角色，把高級(jí)語言轉(zhuǎn)換成機(jī)器能讀懂的機(jī)器碼，并按照指令運(yùn)行。

編譯器如此神通廣大，但在安卓的世界里，它卻有一道繞不過去的“坎兒”那就是VM。VM是運(yùn)行在安卓程序中的一個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)，它還帶了2個(gè)翻譯——解釋器和編譯器。當(dāng)用戶打開APP過程中，虛擬機(jī)開始運(yùn)行，為了把高級(jí)語言轉(zhuǎn)換成機(jī)器能聽懂的語言，虛擬機(jī)中有解釋器和編譯器兩個(gè)翻譯在運(yùn)行；解釋器好像現(xiàn)場(chǎng)翻譯似的，演講者講一句它就停下來翻譯一句給編譯器聽，然后編譯器結(jié)合上下文一次翻譯一大段內(nèi)容讓機(jī)器聽懂。兩個(gè)翻譯同時(shí)發(fā)聲，手機(jī)聽到的內(nèi)容只能是斷斷續(xù)續(xù)，一邊翻譯一邊執(zhí)行，這也是安卓卡頓的一個(gè)重要來源。

對(duì)此，華為消費(fèi)者BG軟件部總裁王成錄指出，目前安卓系統(tǒng)主要在手機(jī)上進(jìn)行編譯，雖然谷歌一直在不斷提升原生安卓編譯器效率，比如安卓5.0版本之前安卓采用解釋執(zhí)行+JIT方式，安卓6.0開始嘗試ART虛擬機(jī)，再之后采用解釋執(zhí)行+JIT+AoT綜合模式。不過為了解決安卓程序開發(fā)的兼容性問題，ART虛擬機(jī)長(zhǎng)期存在，安卓編譯器可以通過JIT和AoT編譯大部分Java語言，但對(duì)于Java的動(dòng)態(tài)特性無能為力，仍然需要邊解釋邊執(zhí)行，這也導(dǎo)致了安卓系統(tǒng)流暢性下降。

四大亮點(diǎn)

從“邊翻譯邊執(zhí)行”到提前編譯機(jī)器碼

針對(duì)安卓系統(tǒng)面臨的流暢性問題尤其是編譯器問題，華為方舟編譯器的特性恰恰能夠繞過VM，消除虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)編譯的額外開銷，實(shí)現(xiàn)了開發(fā)和運(yùn)行效率的兼容并舉，從“邊翻譯邊執(zhí)行”到提前編譯機(jī)器碼，直接執(zhí)行。

據(jù)王成錄介紹，華為方舟編譯器主要有以下四大亮點(diǎn)：

亮點(diǎn)1.首個(gè)多語言聯(lián)合優(yōu)化的編譯器，消除了跨語言調(diào)用開銷。當(dāng)前大部分安卓應(yīng)用都涉及不同開發(fā)語言，不同語言形成的代碼需要在運(yùn)行態(tài)中進(jìn)行協(xié)同從而產(chǎn)生額外消耗，而方舟編譯器是業(yè)界首個(gè)多語言聯(lián)合優(yōu)化的編譯器，開發(fā)者在開發(fā)環(huán)境中可以一次性將多語言統(tǒng)一編譯為一套機(jī)器碼，運(yùn)行時(shí)無需產(chǎn)生跨語言帶來的額外消耗，并可以進(jìn)行跨語言的聯(lián)合優(yōu)化，提升運(yùn)行效率。

亮點(diǎn)2.程序運(yùn)行時(shí)無需依賴虛擬機(jī)，減少了資源占用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效的內(nèi)存回收機(jī)制。

亮點(diǎn)3.第三，方舟編譯器可以針對(duì)不同應(yīng)用靈活編譯優(yōu)化。

亮點(diǎn)4.對(duì)于開發(fā)者學(xué)習(xí)和使用成本非常低。以上這些技術(shù)亮點(diǎn)，均能給應(yīng)用開發(fā)者帶來更多優(yōu)化自己應(yīng)用的機(jī)會(huì)。

超越蘋果三星的重要加碼

用華為的話說，方舟編譯器編譯的應(yīng)用在開發(fā)階段就已完成。也就是說，只要是經(jīng)過編譯器編譯的應(yīng)用，在應(yīng)用市場(chǎng)上上架了以后，用戶下載的就是編譯過的了。

華為測(cè)試結(jié)果顯示，使用方舟編譯器最終將提升24%的系統(tǒng)操作流暢度，提升44%的系統(tǒng)響應(yīng)能力，以及提升60%的三方應(yīng)用操作流暢度，“Android系統(tǒng)將比iOS系統(tǒng)還要流暢”。這一技術(shù)將正式開源給開發(fā)者，讓所有人都可以使用方舟編譯器對(duì)應(yīng)用預(yù)編譯。

在華為看來，方舟編譯器作為全新的系統(tǒng)及應(yīng)用的編譯和運(yùn)行機(jī)制，從DNA層面對(duì)安卓進(jìn)行了改造，解決了安卓應(yīng)用邊解釋邊運(yùn)行的低效問題，讓手機(jī)能直接聽懂“高級(jí)語言”，可以說是近幾年來安卓陣營(yíng)最大的根本性革新。能夠大幅降低安卓系統(tǒng)隨機(jī)卡頓的問題，打破了人機(jī)之間的藩籬，讓用戶能直觀感受到的就是使用體驗(yàn)更加持久流暢。

筆者認(rèn)為，也許采用方舟編譯器之后安卓系統(tǒng)以及應(yīng)用將比iOS系統(tǒng)還要流暢這個(gè)說法可能言過其實(shí)，因?yàn)?a href="http://ttokpm.com/v/tag/4103/" target="_blank">iPhone和其搭載的iOS系統(tǒng)獨(dú)樹一幟、在系統(tǒng)流暢性方面仍然領(lǐng)先安卓。但有了方舟編譯器，安卓系統(tǒng)流暢性差、應(yīng)用開啟和運(yùn)行速度勢(shì)必將得到大幅提升，縮小與iOS的差距，華為也成為首家在系統(tǒng)層面主動(dòng)尋求顛覆式創(chuàng)新的手機(jī)廠商。

對(duì)于志在超越蘋果的華為來說，縮小安卓與iOS系統(tǒng)流暢性的差距，也將助力華為手機(jī)在超越蘋果尤其是高端市場(chǎng)更進(jìn)一步增加實(shí)力；而對(duì)于超越三星成為成全球第一手機(jī)廠商的目標(biāo)來說，雖然方舟編譯器將正式開源給開發(fā)者，使用方舟編譯器對(duì)應(yīng)用進(jìn)行預(yù)編譯的APP也可能將在其他品牌手機(jī)上適配使用，但估計(jì)華為出品的方舟編譯器應(yīng)該還是在華為自家的EMUI系統(tǒng)上更加匹配、性能才能夠得到充分發(fā)揮，因此對(duì)于旨在超越三星奪冠的華為來說，方舟編譯器也將成為其爭(zhēng)冠之路上的重要砝碼。