方舟編譯器開(kāi)源核心代碼的揭示

于無(wú)聲處起驚雷！華為官方8月31日正式將方舟編譯器對(duì)外開(kāi)源。

8月31日，華為方舟編譯器開(kāi)源網(wǎng)站上線，開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)華為云與開(kāi)源中國(guó)代碼托管網(wǎng)址獲得相關(guān)和文檔，以便參考學(xué)習(xí)、了解方舟編譯器的架構(gòu)和代碼?？梢哉f(shuō)，對(duì)于全球終端用戶、開(kāi)發(fā)者以及應(yīng)用廠商而言，“方舟”開(kāi)源都有著非凡的意義。

方舟編譯器的作用是什么？從華為終端CEO余承東的表述來(lái)理解，方舟編譯器能改善應(yīng)用運(yùn)行效率，從原先的邊解釋邊執(zhí)行轉(zhuǎn)變?yōu)槿虣C(jī)器碼高效運(yùn)行程序。

那么開(kāi)源的意義又是什么？在懂懂看來(lái)，此舉既是誠(chéng)邀廣大開(kāi)發(fā)者共同“攜手”，也是向應(yīng)用廠商發(fā)出提升手機(jī)用戶體驗(yàn)的要求，目的很簡(jiǎn)單——共同打造共贏的生態(tài)系統(tǒng)。如果沒(méi)有開(kāi)發(fā)者和應(yīng)用廠商的協(xié)力，沒(méi)有整個(gè)行業(yè)參與者對(duì)其持續(xù)地重構(gòu)和優(yōu)化，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)很難打造出來(lái)，也很難形成龐大的用戶群體，更難以形成一個(gè)從手機(jī)到萬(wàn)物互聯(lián)全面滲透和覆蓋的生態(tài)系統(tǒng)。

No.1十年磨一劍 方舟開(kāi)源謀定后動(dòng)

2009年華為成立編譯組，方舟編譯器雛形誕生，至今其研發(fā)已經(jīng)走過(guò)了十年歷程，堪稱十年磨一劍。

從華為公布的相關(guān)信息來(lái)看，方舟編譯器并不僅僅是從高級(jí)語(yǔ)言到機(jī)器碼進(jìn)行了“萬(wàn)能翻譯”，而是成為一個(gè)編譯運(yùn)行系統(tǒng)。這個(gè)編譯系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了詞法分析、語(yǔ)法分析、代碼生成等功能，更在IR設(shè)計(jì)和算法優(yōu)化方面進(jìn)行了深入地嘗試。

方舟編譯器首先解決了Java程序編譯的兩個(gè)難題：JNI調(diào)用的開(kāi)銷(xiāo)巨大，動(dòng)態(tài)特性導(dǎo)致全程序優(yōu)化難以實(shí)施。通過(guò)將不同語(yǔ)言通過(guò)統(tǒng)一IR表示、統(tǒng)一優(yōu)化算法，將不同語(yǔ)言間的“翻譯”開(kāi)銷(xiāo)盡可能減少，手機(jī)安裝App應(yīng)用后可更快地運(yùn)行程序，同時(shí)以輕量化的運(yùn)行時(shí)降低傳統(tǒng)虛擬機(jī)的開(kāi)銷(xiāo)，實(shí)現(xiàn)效率的提升。

其次，方舟編譯器針對(duì)Java代碼效率提升，嘗試了在開(kāi)發(fā)者環(huán)境中進(jìn)行高度編譯優(yōu)化的方法，相當(dāng)于是用空間換性能，讓編譯器不再被手機(jī)的硬件和系統(tǒng)能力制約，同時(shí)也通過(guò)編譯優(yōu)化能力增強(qiáng)為代碼優(yōu)化提供了更多的可能性。

最后，方舟編譯器在Java上實(shí)現(xiàn)了基于引用計(jì)數(shù)的內(nèi)存管理方法，結(jié)合自身機(jī)制的優(yōu)化+開(kāi)發(fā)者的聯(lián)動(dòng)，有望實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)存隨用隨收，沒(méi)有了虛擬機(jī)“集中回收”這個(gè)動(dòng)作，減少了運(yùn)行時(shí)給應(yīng)用帶來(lái)的卡頓。

如今，很多人已經(jīng)離不開(kāi)手機(jī)上的各種應(yīng)用，而更加順暢的體驗(yàn)，自然意味著新的行業(yè)發(fā)展機(jī)遇，更是新的商業(yè)規(guī)則的建立。

我們可以從8月31日啟動(dòng)開(kāi)源這一舉措可以看出，方舟編譯器所謀不凡。

眾所周知，軟件的開(kāi)源，目的就是讓開(kāi)發(fā)者和第三方廠商一同參與進(jìn)來(lái)，這樣源碼才會(huì)在不斷地重構(gòu)和優(yōu)化中激活、升華。

方舟編譯器的特點(diǎn)正在被業(yè)界所了解，而通過(guò)開(kāi)源社區(qū)，開(kāi)發(fā)者和廠商將進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的進(jìn)步，華為更可以從開(kāi)源社區(qū)的重要玩家逐漸走向開(kāi)源的領(lǐng)跑者。

從方舟編譯器開(kāi)源后的相關(guān)舉措，可以看出“重要玩家”背后滿滿的誠(chéng)意。

首先，本次方舟編譯器開(kāi)源直接開(kāi)放了編譯器最核心的代碼，揭開(kāi)了其技術(shù)核心特征。對(duì)編譯器愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，可以一探華為方舟背后的設(shè)計(jì)思路。

其次，此次開(kāi)放的框架代碼搭配了編譯器等其他二進(jìn)制組件，實(shí)現(xiàn)Java程序到aarch64匯編指令的編譯過(guò)程。因此開(kāi)發(fā)者可以基于開(kāi)源代碼+二進(jìn)制，編譯構(gòu)建出編譯器工具鏈。社區(qū)參與者可以通過(guò)框架源碼學(xué)習(xí)方舟編譯器的編譯器中間表達(dá)（IR）及基本的中端編譯框架，進(jìn)而參與到對(duì)編譯器中端優(yōu)化的工作中。另外，開(kāi)發(fā)者還可以通過(guò)代碼托管平臺(tái)參與社區(qū)貢獻(xiàn)，并在此平臺(tái)上反饋相關(guān)問(wèn)題和需求。

這些舉措看似平淡無(wú)奇，但是仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)諸多開(kāi)源舉措的背后，也彰顯出了華為對(duì)于自身技術(shù)的自信態(tài)度，更可以看到華為打造手機(jī)生態(tài)圈、吸引全球技術(shù)人員和企業(yè)參與的使命感。

這種自信，既來(lái)自與華為對(duì)手機(jī)行業(yè)的前瞻性思考，也來(lái)自其對(duì)未來(lái)IoT尤其是智能生活領(lǐng)域的籌謀。之所以這么說(shuō)，是因?yàn)榉街劬幾g器此次開(kāi)源，不能孤立地視為是一個(gè)手機(jī)編譯系統(tǒng)的開(kāi)源，其背后還有圍繞華為EMUI不斷迭代升級(jí)所推動(dòng)的極致用戶體驗(yàn)，以及全場(chǎng)景智慧生活的戰(zhàn)略。

No.2無(wú)生態(tài)不開(kāi)源 Show me the code

從EMUI升級(jí)到5.0時(shí)，華為就將手機(jī)卡頓這一安卓系統(tǒng)的行業(yè)性難題作為重要課題。在EMUI5.0發(fā)布時(shí)，華為承諾手機(jī)系統(tǒng)“18個(gè)月持久流暢”；在EMUI8.2版又推出了“很?chē)樔说募夹g(shù)”——GPU Turbo，主要作用是提升手機(jī)性能的同時(shí)降低了功耗。

在EMUI9.0時(shí)華為推出了Link Turbo全網(wǎng)絡(luò)聚合技術(shù)，聚焦單一網(wǎng)絡(luò)下網(wǎng)速的大幅提升；到了今年年初升級(jí)到EMUI9.1時(shí)，兩大革命性創(chuàng)新——EROFS超級(jí)文件系統(tǒng)和方舟編譯器才正式“曝光”，而華為發(fā)力安卓系統(tǒng)底層性能優(yōu)化能力的實(shí)力也為外界所認(rèn)知；直至8月初EMUI10發(fā)布，EMUI的使命已經(jīng)成為“開(kāi)啟全場(chǎng)景智慧生活的鑰匙”。

顯然，這些隨著EMUI不斷迭代而出現(xiàn)的黑科技，是華為多年來(lái)持續(xù)不斷投入巨資研發(fā)（每年超過(guò)營(yíng)收10%）的結(jié)果。同時(shí)，華為并沒(méi)有獨(dú)享其樂(lè)，而是希望通過(guò)開(kāi)放、合作和共贏，打造一個(gè)開(kāi)放式創(chuàng)新的生態(tài)氛圍。

軟件生態(tài)建設(shè)的難度，無(wú)疑比OS本身的研發(fā)更大。此前倪光南院士就公開(kāi)表示，操作系統(tǒng)這類(lèi)軟件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不能依靠性價(jià)比，而是要依靠生態(tài)體系。因?yàn)橛猩鷳B(tài)，才能有應(yīng)用，才能形成良性循環(huán)。而開(kāi)源，無(wú)疑正式建立健康、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)體系的基礎(chǔ)。

從此次方舟編譯器的開(kāi)源，可以看出華為從開(kāi)源領(lǐng)域的積極參與者變?yōu)橹鲃?dòng)引領(lǐng)者的決心，只有以更加積極的姿態(tài)引領(lǐng)行業(yè)，才能為用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)，打造共贏的生態(tài)。

不少網(wǎng)友在關(guān)注方舟編譯器的同時(shí)，也在關(guān)注鴻蒙系統(tǒng)的進(jìn)展。

在國(guó)際環(huán)境變幻莫測(cè)的局勢(shì)下，這種關(guān)注自然在情理之中。無(wú)論是網(wǎng)友熱議的方舟編譯器，還是未來(lái)的鴻蒙系統(tǒng)，都有可能在開(kāi)源方式的驅(qū)動(dòng)下從不同維度打造出一個(gè)更具有競(jìng)爭(zhēng)力的生態(tài)體系。

當(dāng)然，目前方舟編譯器的開(kāi)源還只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的一小步，而外界已經(jīng)有聲音在“方舟”初露鋒芒時(shí)，就猜測(cè)其會(huì)先讓安卓“加速“，之后則是為鴻蒙打下“地基”。在這里我們不做過(guò)多揣度，但是不妨橫向分析一下其他手機(jī)企業(yè)在自主系統(tǒng)方面的得失。

過(guò)去近十年里，在安卓逐步壯大的同時(shí)，業(yè)界也在嘗試打造新系統(tǒng)。除了業(yè)界熟知的微軟WP，也有一些略為不起眼的例子。2012，諾基亞在MeeGo的基礎(chǔ)上開(kāi)始研發(fā)旗魚(yú)系統(tǒng)，期望將塞班和旗魚(yú)作為挑戰(zhàn)安卓的抓手，但是僅不到一年半的時(shí)間，諾基亞就停了系統(tǒng)更新。

同樣在這一年年初，Tizen系統(tǒng)最初版本發(fā)布時(shí)，作為發(fā)起者的三星電子、英特爾以及兩大Linux開(kāi)源社區(qū)無(wú)不對(duì)其給予了厚望。但是如今外界已經(jīng)看不到搭載Tizen的三星手機(jī)產(chǎn)品，只能在三星智能電視上窺見(jiàn)其真容。

而在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，阿里也曾在2014年以5.9億美元投資魅族手機(jī)，旗下阿里云OS成為后者魅藍(lán)系列的搭載系統(tǒng)。但是到了2017年后，隨著魅族市場(chǎng)份額的下滑，合作也無(wú)疾而終。

對(duì)于這些手機(jī)行業(yè)知名品牌的相關(guān)案例，外界有著無(wú)數(shù)的分析和評(píng)論。但在懂懂看來(lái)，沒(méi)有能夠形成強(qiáng)大的軟件生態(tài)系統(tǒng)，是失利的主要原因。

沒(méi)有廣大的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)商、開(kāi)發(fā)者和跨界合作伙伴共同融入到生態(tài)體系中，自然也就得不到用戶的認(rèn)可，而缺少用戶，自然也就無(wú)法引起各方的持續(xù)投入。

回到方舟編譯器，自然不能孤立地去看待此次開(kāi)源的意義，而是要放在華為整個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)和全場(chǎng)景智慧生活的戰(zhàn)略中，才能看出更深層次的內(nèi)涵。從這個(gè)意義來(lái)看，如今華為誠(chéng)邀各方合作伙伴和應(yīng)用開(kāi)發(fā)者一起匯聚的“方舟朋友圈”，既是方舟編譯器的朋友，更是全場(chǎng)景智慧生活領(lǐng)域的朋友。

當(dāng)然，從朋友圈到有福共享的朋友利益共同體，要經(jīng)歷的挑戰(zhàn)自然難以想象。方舟編譯器能以十年磨一劍，未來(lái)的“朋友圈”或更要做好長(zhǎng)途跋涉的準(zhǔn)備。

至少?gòu)哪壳皝?lái)看，華為在開(kāi)源一事上的決心和信心都彰顯無(wú)遺。華為目前在全球具有重大國(guó)際影響力的開(kāi)源社區(qū)中，擁有十多個(gè)董事席位，以及200多個(gè)TSC、PTL、Core Committer席位。同時(shí)，作為L(zhǎng)inux基金會(huì)白金成員，華為對(duì)Linux kernel累計(jì)貢獻(xiàn)6800+補(bǔ)丁，在5.1 Release版本中排名超過(guò)谷歌、IBM等國(guó)際廠商，是TOP 5中唯一的亞洲廠商。

對(duì)于“方舟”，做遠(yuǎn)比說(shuō)要更為重要。正如用Linux之父托瓦茲的那句名言：Talk is cheap，Show me the code！在智能手機(jī)市場(chǎng)，在IoT時(shí)代，只有開(kāi)放代碼，開(kāi)放資源，開(kāi)放利益，才能建立真正意義上的共贏生態(tài)。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于普通用戶而言，方舟是什么并不重要，只要經(jīng)過(guò)編譯的App下載后用著流暢，就是真的舒適。而對(duì)于開(kāi)發(fā)者和應(yīng)用軟件企業(yè)來(lái)說(shuō)，能夠軟件開(kāi)發(fā)一鍵打包，全部自動(dòng)適配，開(kāi)發(fā)人員省時(shí)省力才是硬道理。雖然就本次開(kāi)源的部分看方舟編譯器還有許多不夠成熟完備之處，但以華為的技術(shù)實(shí)力，相信未來(lái)一定會(huì)逐漸完善起來(lái)。

未來(lái)，如果主流的App都能與方舟編譯器適配，用戶、應(yīng)用廠商和開(kāi)發(fā)者各方都能感到“穩(wěn)了”，這事兒才真的算是“穩(wěn)了”。