Android L 对开发者意味着什么?

Android L 对开发者意味着什么?

刚刚结束的 Google I/O 大会上,Android 下一代操作系统「L」带来不少惊喜。新系统运行更快、更省电。

然而开发者对这个新系统也有颇多疑问,比如新的运行模式 ART 对开发者意味着什么?ART 模式能否让应用的体验超越苹果?我认为在 ART 运行方式下「L」的性能提升在 15% 到 80% 之间。同时,ART 优化了垃圾回收方式,执行效率比现行的 Dalvik 提高 50% 以上,减少了执行垃圾回收时对应用带来的卡顿,使应用运行更流畅。

而在安全性方面,ART 和 Dalvik 相比,安全模型和基本机制没有变化。但 ART 有一些细节改进,对安全有帮助。比如,安装时对 dex 文件做了更严格的验证。

图:Android L 运行界面

以下我汇集整理了 360 论坛上开发者提问最多的 6 个问题,一并解答,希望可以帮助开发者更好地认识这个全新的系统。

问题 1. 为什么 ART 能提高性能?

答:主要来自两方面。

  1. 预先(Ahead-of-time)编译。Android 应用开发时,生成的 Dex 文件包含 Java 的 Byte Code。在 Android L 以前,默认用 Dalvik 虚拟机。应用运行时,Dalvik 对 Java Byte Code 进行解释执行,或进行 Junt-In-Time 的编译。在 Android L 里,应用安装时,用系统工具 dex2oat 将安装包中的 Dex 文件编译为 ELF 格式的执行文件(.oat 文件)。应用运行时直接执行二进制指令。

  2. 优化垃圾回收(garbage collection)。垃圾回收主要有两种:(1)gcconcurrent。执行时,Dalvik 会在本次 gc 的开始和结束时会短时间暂停代码的执行。(2)gcforalloc。执行时,会较长时间中断 Java 代码的运行。在 ART 里,执行 gcconcurrent 时,只会暂停代码一次。执行 gcforalloc 时,中断 Java 代码运行的时间大大缩小了。总体上讲,ART 里垃圾回收占用的开销比 Dalvik 少 50% 以上。减少了垃圾回收时对应用带来的卡顿,使应用运行更流畅。

问题 2. 对应用开发者来说,需要做什么适配工作以支持 ART。比如重新编译、打包?

答:对绝大多数开发者来说,不需要。不论虚拟机是 Dalvik 还是 ART,安装包里所包含的仍然是 Dex 文件。由 Dex 文件编译为二进制文件的工作是在应用安装时,由装在设备上的系统工具 dex2oat 完成的。

问题 3. Android 的应用在 ART 里运行后,开发者还能在 Java 层面进行调试吗?

答:可以。事实上,应用安装后,编译生成的.oat 文件中,包含了原始的 Dex 文件。保留 Dex 文件有两个原因:

  1. 需要 Dex 里的关于类的信息,以支持 Java 反射等操作。

  2. 调试时,要用 Dex 里的调试信息。

正由于这个原因,编译生成的.oat 文件,大小是原始的 Dex 文件的两倍以上。

问题 4. 用 ART 后,性能最终能提高多少?

答:取决于具体的应用。在 Google I/O 上,Google 给的例子是提升两倍以上。

ART 我们实际测试下来,性能提升在 15% 到 80% 之间。对于大量使用 CPU 的应用,性能提升比较明显。但如果应用程序的时间主要花在调用系统 API,提升会小一些。因为很多系统 API 的代码主要在底层的.so 里面。

问题 5. ART 在安全性上有没有提升?

答:ART 和 Dalvik 相比,安全模型和基本机制没有变化。但 ART 有一些细节改进,对安全有帮助。比如:

  1. 安装时对 dex 文件做了更严格的验证。

  2. 纠正了 Dalvik 长期存在的一个对象模型的问题:一个类里的方法,如果没有加访问限制(即没有用 Public,Private,Protected 描述),Java 规定是 package-private 方法,不在同一 package 的子类不能访问和重载。而 Dalvik 一直允许子类重载 package-private 的方法。ART 里做了修改,行为与 Java 标准一致。

问题 6. Android L 使用 ART 后,有什么要引起注意的地方?

答:主要有这么几个:

  1. 因为安装时进行了预先编译。应用安装的时间变长,安装后生成的文件变大。

  2. 如果以 DexClassLoader 的形式加载代码,第一次执行时间也会变长。

  3. 对应用最好进行兼容性测试。大多数应用无需修改,但如果应用程序本身对 Dex 文件做了处理,比如进行了加壳,可能有兼容性问题。

总体来说,Android L 十分值得我们期待,今年秋天 Google 将推出正式版本,不过鉴于目前 Android 系统碎片化的现状,当前大部分手机无法升级,只能购买新款手机。

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