安卓革命！華為方舟編譯器揭秘：已有45款應(yīng)用流暢度提升60%

為云白頭 2019-08-31

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據(jù)華為官方消息，華為方舟編譯器開源官網(wǎng)已經(jīng)在今天正式上線（https://www.），目前源代碼已經(jīng)提供下載，相關(guān)文檔、演示等資料也一應(yīng)俱全。

官網(wǎng)介紹，方舟編譯器是為支持多種編程語言、多種芯片平臺的聯(lián)合編譯、運行而設(shè)計的統(tǒng)一編程平臺，包含編譯器、工具鏈、運行時等關(guān)鍵部件。

目前，方舟編譯器還在持續(xù)演進中，陸續(xù)將上述能力實現(xiàn)和開源。

據(jù)悉，本次方舟編譯器開源的是編譯器框架部分源碼，包括編譯器中間表示（IR）和語言編譯實現(xiàn)，同時搭配編譯器其他二進制組件，實現(xiàn)Java程序到aarch64匯編指令的編譯過程。

開發(fā)者可以獲得相關(guān)代碼和文檔，供參考學(xué)習(xí)、了解方舟編譯器的架構(gòu)和代碼。

華為表示，在開源的世界里，我們與開發(fā)者們分享技術(shù)進步，共同成長，期待能夠與廣大開發(fā)者們同“舟”共濟，為科技創(chuàng)新蓄力，不斷推進產(chǎn)業(yè)開放式創(chuàng)新、構(gòu)建開放生態(tài)。

據(jù)了解，華為方舟編譯器提供了全新的系統(tǒng)及應(yīng)用的編譯和運行機制，從動態(tài)編譯變?yōu)殪o態(tài)編譯，就是直接將高級語言直接編譯成機器碼，徹底消除了虛擬機動態(tài)編譯的額外開銷，實現(xiàn)了開發(fā)和運行效率的兼容并舉。

根據(jù)華為實驗室的測試數(shù)據(jù)，EMUI 9.1在僅僅對系統(tǒng)組件System Server應(yīng)用了華為方舟編譯器后，就帶來了系統(tǒng)操作流暢度提升24%，系統(tǒng)響應(yīng)性能提升44%的收益。

此外，方舟編譯器編譯的應(yīng)用在開發(fā)階段就已完成。只要是經(jīng)過編譯器編譯的應(yīng)用，在應(yīng)用市場上上架了以后，用戶下載的就是編譯過的了。以新浪微博極速版為例，在應(yīng)用方舟編譯器之后，根據(jù)華為實驗室測試數(shù)據(jù)顯示，操作流暢度提升高達60%。

【方舟編譯器的優(yōu)勢】

按照華為的介紹，方舟編譯器是為支持多種編程語言、多種芯片平臺的聯(lián)合編譯、運行而設(shè)計的統(tǒng)一編程平臺，包含編譯器、工具鏈、運行時等關(guān)鍵部件，目前還在持續(xù)演進中，上述能力將陸續(xù)實現(xiàn)和開源。

通過多語言統(tǒng)一IR表示，方舟編譯器可實現(xiàn)應(yīng)用中多種編程語言聯(lián)合編譯優(yōu)化提升性能，而且在支持多平臺的同時，根據(jù)設(shè)備特征提供便捷的開發(fā)與部署策略提升效率。

華為方舟編譯器提供了全新的系統(tǒng)及應(yīng)用的編譯和運行機制，從動態(tài)編譯變?yōu)殪o態(tài)編譯，就是直接將高級語言直接編譯成機器碼，徹底消除了虛擬機動態(tài)編譯的額外開銷，實現(xiàn)了開發(fā)和運行效率的兼容并舉。

1、多語言聯(lián)合

將同一應(yīng)用中的不同語言代碼聯(lián)合編譯、聯(lián)合優(yōu)化，消除語言間的性能“鴻溝”，降低開發(fā)者的優(yōu)化成本

2、輕量運行時

通過編譯器的語言實現(xiàn)能力和優(yōu)化能力增強，應(yīng)用運行時的開銷更小

3、軟硬件協(xié)同

編譯器與芯片實現(xiàn)軟硬件協(xié)同優(yōu)化，充分發(fā)揮硬件能效，應(yīng)用體驗更佳

4、多平臺支持

支持面向多樣化的終端設(shè)備平臺進行編譯和運行，根據(jù)設(shè)備特征提供便捷的開發(fā)與部署策略，提高開發(fā)效率

【方舟編譯器的架構(gòu)設(shè)計】

當(dāng)前方舟編譯器支持Java/Kotlin程序字節(jié)碼的前端輸入，C/C++/JS等其它編程語言的支持還在規(guī)劃中。

方舟編譯器的中間表示(IR)轉(zhuǎn)換器將前端輸入轉(zhuǎn)換成方舟IR，并輸送給后端的優(yōu)化器，最終生成二進制文件，二進制文件與編譯器運行時庫文件鏈接生成可執(zhí)行文件，在方舟的運行環(huán)境中就可執(zhí)行該文件。

方舟編譯器IR是支持程序編譯和運行的中間程序表示。程序源代碼中的任何信息對于程序分析和優(yōu)化都是有幫助的，所以方舟IR的目標是盡可能完整詳細地提供源程序的信息。

【方舟編譯器的環(huán)境配置】

－硬件配置推薦

方舟編譯器的硬件配置需求不高，最低只需2GHz雙核心處理器、2GB內(nèi)存、200GB硬盤空間，當(dāng)然要獲得最高效率，更高配置是強烈推薦的。

－開發(fā)環(huán)境推薦

需要64位版本的Linux，尤其推薦Ubuntu 16.04

sudo apt-get -y install openjdk-8-jdk git-core gnupg flex bison gperf build-essential zip curl zlib1g-dev libc6-dev-i386 lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev lib32z-dev ccache libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc unzip lib32z1-dev qemu g++-multilib gcc-multilib python3-paramiko python-paramiko python-jenkins python-requests python-xlwt libglib2.0-dev libpixman-1-dev linux-libc-dev:i386

sudo apt-get -y install gcc-5-aarch64-linux-gnu g++-5-aarch64-linux-gnu

－ Clang編譯器

主要用于編譯方舟編譯器代碼。

下載clang+llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04，地址：

http://releases./download.html#8.0.0

放置到openarkcompiler/tools目錄，打開openarkcompiler/build/config/BUILDCONFIG.gn文件，將GN_C_COMPILER、GN_CXX_COMPILER和GN_AR三個變量配置為Clang編譯器所在路徑。例如：

GN_C_COMPILER = '${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/clang'

GN_CXX_COMPILER = '${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/clang++'

GN_AR = '${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/llvm-ar'

其中${MAPLE_ROOT}為openarkcompiler源碼根目錄。

安裝Ninja、GN并完成配置

－ Ninja、GN

下載Ninja(v1.9.0)及GN(Linux Version) Ninja，地址：

https://github.com/ninja-build/ninja/releases

GN下載地址：

https://archive./browse/content/sha1_git:2dc0d5b26caef44f467de8120b26f8aad8b878be/raw/?filename=gn

將GN和Ninja可執(zhí)行程序放置到openarkcompiler/tools目錄，打開openarkcompiler/Makefile文件，將GN和NINJA兩個變量配置為GN和Ninja可執(zhí)行程序所在路徑。例如：

GN := ${MAPLE_ROOT}/tools/gn/gn

NINJA := ${MAPLE_ROOT}/tools/ninja_1.9.0/ninja

【方舟編譯器FAQ】

Q1：方舟編譯器開源有官方網(wǎng)站嗎？

A1：

孵化期間，官方網(wǎng)站為https://www.。正式畢業(yè)后的官網(wǎng)待定。

Q2：方舟編譯器是一次性全部代碼嗎？

A2：

首次開源范圍是編譯器IR(Intermediate Representation)、RC(Reference Counting)和多語言設(shè)計思想等，用于與業(yè)界、學(xué)術(shù)界溝通交流。后續(xù)將陸續(xù)開源編譯器前端、后端，支持其它語言(比如JavaScript)的編譯等。

當(dāng)前部分Java語言特性和JVM虛擬機特性的支持未包括在本次開源代碼中，包括annotation、lambda表達式、泛型等。

目前仍有很多地方不完善，會在社區(qū)陸續(xù)迭代，遇到問題請在社區(qū)提交issue。