緣起

華為的方舟編譯器終于走出開(kāi)源的第一步，官方地址為https://www.openarkcompiler.cn/home 。我個(gè)人于今年4月在機(jī)械工業(yè)出版社出版了“深入理解Android”系列書(shū)籍的最后一本書(shū)——《深入理解Android Java虛擬機(jī)ART》一書(shū)。

這本書(shū)圍繞Android系統(tǒng)中Java虛擬機(jī)ART做了詳盡的源碼分析。其中，第六章更是以全書(shū)最多的篇幅從字節(jié)碼到機(jī)器碼的編譯過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

寫(xiě)書(shū)時(shí)，我一直耿耿于懷國(guó)內(nèi)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)核心技術(shù)上缺乏領(lǐng)軍公司的投入之時(shí)，沒(méi)想到今年華為先送出方舟編譯器，緊接其后是鴻蒙OS。未來(lái)不敢說(shuō)結(jié)局怎樣，但現(xiàn)時(shí)真切讓我和我周?chē)男』锇榭吹搅讼Ｍ?。就算激起無(wú)論是正面還是負(fù)面的全民大討論，我覺(jué)得相比無(wú)人問(wèn)津也算是大大的進(jìn)步。

言歸正傳，結(jié)合方舟的官網(wǎng)，我其實(shí)有幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題想請(qǐng)教。當(dāng)然，隨著方舟進(jìn)一步擴(kuò)大和深度開(kāi)源，這些問(wèn)題可能也就不言自明。到時(shí)候感興趣的讀者不妨以這里提到的問(wèn)題來(lái)看看方舟是如何巧妙解決它們的。

問(wèn)題一：

https://www.openarkcompiler.cn/document/FAQ Q2說(shuō)“當(dāng)前部分Java語(yǔ)言特性和JVM虛擬機(jī)特性的支持未包括在本次開(kāi)源代碼中，包括：annotation、lambda表達(dá)式、泛型等”。想了解下，這部分功能是否已經(jīng)在方舟編譯器上實(shí)現(xiàn)但目前還未開(kāi)源出來(lái)？還是什么別的情況？出于什么考慮，lambda表達(dá)式和泛型未能在此時(shí)開(kāi)源？

問(wèn)題二：

編譯器領(lǐng)域現(xiàn)在業(yè)界都使用三段式編譯器。架構(gòu)如下：

編譯器框架LLVM和核心就是LLVM IR，而方舟編譯器也有一個(gè)Maple IR。請(qǐng)問(wèn)相比LLVM IR，Maple IR的優(yōu)勢(shì)在哪里？它的愿景是什么？

問(wèn)題三：

經(jīng)過(guò)方舟編譯器處理后的應(yīng)用，從公開(kāi)渠道上的信息上看，在流暢度等幾個(gè)方面有大幅提升。能否詳細(xì)介紹下流暢度是怎么衡量的？也就是說(shuō)，方舟內(nèi)部是如何評(píng)價(jià)經(jīng)過(guò)方舟編譯器處理后以及沒(méi)有經(jīng)過(guò)方舟編譯器處理后的應(yīng)用的性能？都選了哪些測(cè)試點(diǎn)？

問(wèn)題四：

適配了方舟編譯器的有幾十個(gè)APP，但還有很多APP開(kāi)發(fā)者沒(méi)有機(jī)會(huì)第一時(shí)間接觸方舟（包括我自己）。想了解下使用方舟編譯器是否有副作用？比如，如果將字節(jié)碼全部轉(zhuǎn)成了機(jī)器碼，這會(huì)占據(jù)較大的存儲(chǔ)空間。請(qǐng)問(wèn)是否有類(lèi)似這樣的問(wèn)題，有什么好的解決辦法嗎？

問(wèn)題五：

方舟編譯器說(shuō)干掉了JVM虛擬機(jī)（原話可能不是如此，但我理解是這個(gè)意思），請(qǐng)問(wèn)經(jīng)過(guò)方舟編譯器處理的應(yīng)用是否能按以前的Java程序那樣調(diào)試？

備注：為什么會(huì)問(wèn)這個(gè)問(wèn)題？java程序debug時(shí)必須靠jvm幫忙，比如處理jdwp，更關(guān)鍵是要靠jvm來(lái)解釋執(zhí)行字節(jié)碼。不過(guò)，我在ART那本書(shū)里并沒(méi)有詳細(xì)介紹這個(gè)過(guò)程，我不保證這個(gè)問(wèn)題問(wèn)正確了。也請(qǐng)懂行的朋友們指正。

問(wèn)題六：

方舟編譯器對(duì)java語(yǔ)言的特性支持如何？比如，ART虛擬機(jī)中，一個(gè)java方法即使以機(jī)器碼方式運(yùn)行，在某些時(shí)候也必須回退到解釋執(zhí)行。比如下面的ArrayIndexOutOfBounds異常的處理。

對(duì)于類(lèi)似這種問(wèn)題，方舟編譯器在技術(shù)層面上對(duì)于它們大概的解決思路是什么？

問(wèn)題七：

ART虛擬機(jī)在諸如synchronized等的實(shí)現(xiàn)上做了大量工作（ART一書(shū)的第十二章），包括優(yōu)化（比如一個(gè)線程如果已經(jīng)得到某個(gè)鎖的情況下，后續(xù)再去獲取這個(gè)鎖的話，實(shí)際上只是遞增了該鎖的引用計(jì)數(shù)）。雖然PTHREAD相關(guān)同步處理也有類(lèi)似的優(yōu)化，但我想了解下方舟編譯器（如果干掉虛擬機(jī)的話），有沒(méi)有針對(duì)這方面的處理或者優(yōu)化？

問(wèn)題八：

引用計(jì)數(shù)是垃圾回收的一種經(jīng)典技術(shù)。方舟編譯器說(shuō)是用引用計(jì)數(shù)代替了其它幾種GC技術(shù)，做到隨用隨收。但其中有一些需要特別注意的地方（ART一書(shū)的第十三章、十四章專(zhuān)門(mén)講解內(nèi)存分配和GC）。垃圾回收是和內(nèi)存分配息息相關(guān)的。ART虛擬機(jī)內(nèi)部對(duì)內(nèi)存分配有著良好的管理。比如rosalloc分配器，BumpPointerSpace、針對(duì)大內(nèi)存對(duì)象的LargeObjectSpace等。請(qǐng)問(wèn)方舟編譯器是怎么應(yīng)對(duì)的？是將java層的new直接對(duì)應(yīng)到比如native層的new/malloc（直接依賴os的內(nèi)存分配機(jī)制），還是也依賴一個(gè)小的，輕量級(jí)的runtime來(lái)協(xié)助這方面的工作？

另外，ART在內(nèi)存管理方面做了一些優(yōu)化，比如當(dāng)程序退到后臺(tái)后，會(huì)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行碎片整理。如果方舟編譯器是隨用隨收的話，請(qǐng)問(wèn)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，是否會(huì)存在內(nèi)存碎片？如果有，是如何處理的呢？

問(wèn)題九：

官網(wǎng)上提到了伴隨方舟編譯器有一個(gè)輕量級(jí)的運(yùn)行時(shí)，這個(gè)運(yùn)行時(shí)主要工作是什么？它和ART JVM有何區(qū)別？方舟編譯器未來(lái)還要支持Javascript，這個(gè)運(yùn)行時(shí)是否也能支持JS？還是說(shuō)需要一個(gè)針對(duì)js的運(yùn)行時(shí)？最后，這個(gè)運(yùn)行時(shí)會(huì)開(kāi)源嗎？

問(wèn)題十：

我想方舟編譯器的背后是承載了華為甚至很多國(guó)人偉大夢(mèng)想的，但一時(shí)領(lǐng)先并不保證長(zhǎng)久領(lǐng)先。比如，媒體做了經(jīng)過(guò)方舟編譯器處理后APP和蘋(píng)果手機(jī)上APP打開(kāi)速度的對(duì)比測(cè)試。方舟編譯器的效果比較明顯。但ios13據(jù)蘋(píng)果官方數(shù)據(jù)上看，APP啟動(dòng)速度提升了兩倍。這說(shuō)明我們?cè)谂?，?duì)手也在努力。華為是一個(gè)有著很強(qiáng)憂患意識(shí)的偉大公司。那么，方舟編譯器針對(duì)ios13是否有優(yōu)勢(shì)？我們這個(gè)優(yōu)勢(shì)會(huì)不會(huì)很容易被對(duì)手顛覆呢？我們?cè)撊绾闻Γ膫€(gè)方向努力呢？

最后

無(wú)論怎樣，方舟編譯器都會(huì)在IT歷史上留下濃重的筆墨。衷心期望我個(gè)人或其它朋友能為我們自己的IT成果——方舟編譯器、鴻蒙OS等編寫(xiě)學(xué)習(xí)資料，貢獻(xiàn)自己的微薄力量。

最后的最后

我期望的結(jié)果不是朋友們從我的書(shū)、文章、博客后學(xué)會(huì)了什么知識(shí)，干成了什么，而應(yīng)該是說(shuō)，神農(nóng)，我可是踩在你的肩膀上的喔。

關(guān)于學(xué)習(xí)方面的問(wèn)題，我已經(jīng)討論完了。后面這個(gè)公眾號(hào)將對(duì)一些基礎(chǔ)的技術(shù)，新技術(shù)做一些學(xué)習(xí)和分享。也歡迎你的投稿。不過(guò)，正如我在公眾號(hào)“聯(lián)系方式”里說(shuō)的那樣——鄭淵潔在童話大王《智齒》里有一句話令我印象深刻，大意是“我有權(quán)保持沉默，但你說(shuō)的每一句話都可能成為我靈感的源泉”。所以，影響不是單向的，很可能我從你那學(xué)到的東西更多。