方舟编译器火了，华为在底层重造安卓系统，目标超越苹果iOS

在华为P30系列手机的发布会上，有三页PPT，是讲方舟编译器的。这三页内容，在P30系列手机的光环下并不出众，但却堪称是一场安卓的性能革命，将颠覆安卓系统的体验。

最近，我与华为消费者BG软件部总裁王成录博士进行了深度交流，试图了解方舟编译器、EROFS超级文件系统以及华为消费者业务软件业务的最新动向。

方舟编译器： 在底层重造安卓系统体验

据王成录透露，在方舟编译器发布当天，电话被打爆了，业界的开发者都高度关注。

为什么会这样？因为方舟编译器是对安卓底层机制的重构，给用户体验带来的提升是颠覆性的。

它解决的是安卓手机上最大的痛点：“卡顿”。编译器，就像是人类和机器沟通的桥梁，承担着将高级语言“翻译”成机器能懂的机器码，并按照指令运行。但是，在安卓系统中，编译器却有一个绕不过的坎儿：虚拟机。安卓系统虽然在不断演进，但始终需要虚拟机来实现解释和执行。

用翻译的方式来比喻，更容易理解。安卓程序的虚拟机中有解释器和编译器，相当于是有两个翻译在运行。解释器好像现场翻译，演讲者讲一句，就需要停下来翻译一句给编译器，编译器则结合上下文一次翻译一大段。两个翻译同时在搞，于是你听到的内容就是断断续续的，你的系统就会变得非常卡顿。

而且，虚拟机的统一回收内存也是卡顿的罪魁祸首之一，Java的虚拟机模式提供了内存GC（垃圾回收）机制，内存垃圾是集中回收，但全局回收时需要短暂中断应用，成为随机卡顿的根因之一。

那么，方舟编译器带来的颠覆在哪里呢？首先，方舟的内存回收机制是随用随回收，回收时无需暂停应用，因内存回收的随机卡顿就消除了。其次，方舟编译器是在应用打包的时候直接编译出了机器指令，无需繁琐的虚拟机运行，彻底消除了虚拟机的动态编译的额外开销，从边翻译边执行到提前编译机器码直接执行（运行时无需再编译），大幅提升了效率，让性能得到大幅提升。

用量化的方式可以很好地看到这种性能提升的效果：有了方舟编译器的手机，能实现系统操作流畅度提升24%，系统响应性能提升44%。

能实现这样的效果，方舟编译器的内存回收机制也功不可没。原来虚拟机的内存回收是统一进行的，全局回收时需要暂停应用（导致卡顿）；而方舟编译器则是内存随用随回收，回收时无需暂停应用，显然能够避免卡顿。

方舟编译器看起来深奥，但是对应用开发者和用户来说却很简单。王成录说，对于应用开发者无需修改代码，只需要用方舟编译器重新编译，就能带来性能的提升。对于用户来说，只要在应用市场下载编译过的应用，就直接能享受到性能提升的好处。

重新编译，会带来应用安装包和安装后占用空间的增大，以微博极速版为例，安卓9.0的apk是9.7Mb，安装后是37.5Mb，而使用方舟编译器后的安装文件apk是23Mb，安装完后大约不到50Mb。但是，使用方舟编译器后的性能提升却是颠覆性的，微博极速版的操作流畅度提升了60%！

一句话，方舟编译器给安卓程序的性能提升结果非常显著。这个性能提升可以用应用执行时间来衡量，而应用执行时间=应用执行指令总条数X平均每条指令所用CPU cycle数/ CPU频率，CPU频率由手机硬件决定，方舟编译器可以实现平均每条指令所用CPU cycle数更少、应用执行指令总条数更少，从而带来更快的应用执行时间。

同样用翻译来比喻这种编译带来的性能提升。““What happens in Vegas, stays in Vegas”如果比作最初的应用，如果不编译，翻译可能是“在拉斯维加斯发生的一切，就留在拉斯维加斯”，而方舟编译器编译带来的则是“勿念过往 活在当下”，显然要好得多。

板凳要坐十年冷，优化安卓系统是持久战

方舟编译器火了，但是宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，这一切，来自于“板凳要坐十年冷”的坚持和努力。

王成录透露，早在2009年，华为就创建了编译组，因为海思做了芯片以后，需要有自己的编译器才能真正发挥芯片的能力。从2013年开始，华为推出了自己的编译器HCC，用在基站领域，这可以说是方舟编译器的前身。到了2014年，以Fred Chow等为代表的众多技术人才加入，在2016年华为成立编译器与编程语言实验室，一直到现在推出方舟编译器。

编译器作为系统软件，真的是一个“板凳要坐十年冷”的工程，稳得住才能做下来，非常的复杂。

王成录感慨地说，中国有众多软件研发人员，但国内一直缺乏领先的系统软件，因为大家基本上都集中在应用软件领域，我希望中国的软件人员能共同努力，能把中国的系统软件做好，中国软件未来的希望，是一定要有自己的系统软件，这样中国的软件行业才能真正做强做大。

事实上，回顾华为EMUI系统的发展史，就是一部安卓系统的优化史，也折射出华为“板凳要坐十年冷”的精神。

从EMUI5.0系统的“天生快，一生快”，到EMUI8.2的GPU Turbo，到EMUI9.0的Link Turbo，再到现在的方舟编译器以及EROFS超级文件系统，都是如此。

说到这里，要多说几句EROFS超级文件系统，这也是和方舟编译器类似的底层颠覆性技术。EROFS超级文件系统使用专利压缩算法，几乎不存在无效读取。它让随机读性能提升了20%，系统可用空间多2GB。而且，只读设计，让系统分区更加安全。

王成录说，我们每走一步，大家看到的是发布黑科技，但华为不是无意为之，我们一直在围绕性能这条线找最主要的矛盾，去解决。例如，EMUI5.0解决的是最核心的卡顿问题，GPU Turbo解决的是游戏流畅度问题，Link Turbo解决的是网络连接问题等等。

那么，现在最新的EMUI系统和iOS相比处于什么状态呢？王成录说，EMUI9.1的DNA和iOS已经几乎一样，目前EROFS文件系统、通信、连接模块已经领先iOS，未来，EMUI会有更多模块追赶iOS，甚至超过iOS。

后记： 未来更是一场生态战

诚然，安卓系统要想真正超越iOS的体验，需要有两个战场，一个是深度技术的创新战场，另一个是开放生态的生态战场。

一方面，通过方舟编译器、EROFS超级文件系统、Link Turbo、GPU Turbo等一系列的深度技术创新，华为的EMUI系统正在接近，甚至在某些方面超越iOS的体验。

另一方面，华为也在开放生态上进行布局。以方舟编译器和EROFS为例，华为都选择了向业界开源。据了解，方舟编译器将在今年8月举行的华为终端开发者大会上对框架代码开源，开发者可以研究参考；将在今年11月的绿盟开发者大会上将完整的方舟编译器代码开源，开发者可以编译使用。

王成录说，方舟编译器是个通用技术，目前是基于ARM指令集开发的，适用于所有ARM芯片平台，不限于安卓；可以适用ICT行业。未来可基于具体芯片指令集进行开发。

甚至所有的安卓手机厂商都将从中受益。方舟编译器编译过的应用，可以适用于其他安卓手机，这让其他安卓手机用户也将获益匪浅。

这点听上去有点“无私”，但仔细思量，却是付出即收获。安卓手机的整体体验比苹果要好，有利于包括华为在内的所有厂家。“实际上做这件事情，只靠华为一家不可能实现，我们非常希望Android阵营所有合作伙伴一起努力，这是华为将方舟编译器向业界开源最核心的原因，希望大家将这个编译器从各自场景、各自平台，不断去打磨它，才能实现最终给用户带来最好体验的理想目标。”王成录如此说。

安卓系统因为华为的参与，正在变得越来越好，这中间不仅有努力，更有决心。王成录透露，文件系统F2FS在EMUI 5.0更换时，自己在内部签了军令状，因为这个工作实在是风险极大，但是华为内部做了大量的测试，才让这个更换工作有惊无险。“简单来说，三年前，我们70%的东西是跟随Google，他们做了很多贡献，我们受益很大，但是今天我们也有很多创新点反哺给原生安卓系统，包括我们的F2FS、无线投屏等创新技术点都有反哺原生安卓系统，使安卓变得更好。”

未来的华为EMUI系统将是什么样？除了深度的技术创新，也在走向开放的生态。其一，是让业务更丰富，AI就是其中的典型，华为从做AI的第一天起，就把AI所有能力开放给第三方，使能现在的应用更丰富更强大；其二，是让体验变得更流畅，方舟编译器、Link Turbo等也在走向开放；其三，是走向全场景体验，从手机到手机与PC的连接、手机与车的连接、手机与跑步机的连接等等。例如，在最近上海车展上，华为车联网战略中的HiCar就是如此。

所以，方舟编译器、EROFS超级文件系统等颠覆性的技术创新，只是华为在软件领域不断突破和努力的缩影。华为正在凭借自己的技术实力和不断努力，重造安卓系统的体验。

除了硬件的技术突破，软件也在用户体验中扮演越来越重要的角色。这就是软件的力量，通过持续的技术进步，持续的生态开放，让消费者感受到，华为的产品体验在进步，安卓系统的体验在进步。