AOT編譯：Android系統構建的優化選擇

一、AOT編譯

AOT編譯，全稱是Ahead-Of-Time Compile，字面意思是提前編譯，是與JIT（Just-In-Time Compile）相對應的一種編譯方式。它是指在代碼運行之前就將代碼轉換成機器碼，並且保存到二進位文件中。當代碼需要執行的時候，直接載入已經編譯好的二進位文件就可以了。

相對於JIT的解析運行方式，AOT編譯提高了代碼的執行效率，因為減少了解析和編譯的時間，提高了代碼的執行速度，降低了啟動時間。

在Android系統中，AOT編譯是從Android 2.2版本開始引入的。在Android 5.0之前，採用的是Dalvik虛擬機作為應用程序運行環境，這個虛擬機就採用了AOT方式進行編譯。而在Android 5.0之後，採用的是ART虛擬機，也是採用了AOT編譯方式。

二、AOSP編譯Fastboot

Android系統是以源碼形式發布的，通常開發者要自己編譯成可用的鏡像（system.img,userdata.img,boot.img等）才能在設備上運行。Fastboot就是Android編譯的一個非常重要的工具，它可以用來燒寫鏡像，進行Bootloader的解鎖操作等。在AOSP編譯過程中，快速構建一個可用的系統鏡像的步驟如下：

source build/envsetup.sh         // 提供 "lunch"命令
lunch aosp_arm-eng               // 選擇編譯目標類型
make -j32                        // 進行編譯

在進行完編譯之後，可以得到一個system.img文件，這個文件就是編譯出來的Android系統的核心組件。如果需要將這個文件燒寫到設備上面，可以使用以下命令：

sudo fastboot flash system system.img
sudo fastboot reboot

三、AOT編譯器

在Android系統中，AOT編譯器是將Java編譯成機器碼的重要工具。在Dalvik虛擬機時代，它的實現就是dexopt程序，可以把Dalvik位元組碼編譯成本地可執行的機器碼，存儲到odex文件中。在ART虛擬機時代，AOT編譯的實現就是dex2oat，它可以將dex文件編譯成 ELF 對象文件，保存在 oat 文件中。

在使用dex2oat編譯的時候，可以指定多個參數來控制編譯的結果，例如：

dex2oat --dex-file=/system/app/SystemUI/SystemUI.apk --oat-file=/system/app/SystemUI/oat/arm64/SystemUI.odex --instruction-set=arm64 --compiler-filter=quicken

–dex-file參數指定了需要編譯的dex文件，–oat-file參數指定了需要輸出的oat文件路徑，–instruction-set參數指定了目標處理器架構，–compiler-filter參數可以指定要使用的編譯器。

四、編譯AOSP

編譯AOSP，需要使用Repo和Git來同步源代碼。Repo是Google開發的一個命令行工具，它可以用來管理多個Git倉庫，使得多個庫在構建時能夠保持同步。其中，Android源代碼本身就是由多個Git倉庫組成的。以下是編譯AOSP的步驟：

$ mkdir ~/my-android
$ cd ~/my-android
$ sudo apt-get install git         // 安裝git
$ curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo  // 下載repo工具
$ chmod +x ~/bin/repo              // 將repo工具設置為可執行
$ git config --global user.name "Your Name"           // 設置用戶名
$ git config --global user.email "you@example.com"    // 設置郵件地址
$ repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest     // 下載Android源代碼
$ repo sync -j8                                          // 同步源代碼
$ source ./build/envsetup.sh; lunch aosp_arm-eng        // 設置環境變數，選擇編譯目標類型
$ make -j8                                              // 開始編譯

五、AOT編譯代碼

在進行AOT編譯時，主要是對Java代碼進行編譯，並且將其轉換成機器碼保存到二進位文件中。Java代碼本身是由Class文件組成的，其中包含了Java語言的位元組碼和一些元數據。因此，在進行AOT編譯時，需要首先進行Class文件的預處理工作，將Class文件解析成指令集，然後再將指令集編譯成機器碼。

通常情況下，Java代碼的編譯分為兩個階段：前端和後端。前端負責將Java代碼轉換成指令集，這個過程通常在運行時完成；後端負責將指令集轉換成機器碼，這個過程通常在編譯時進行。

六、AOT編譯模式

在Android系統中，AOT編譯可以分為兩種模式：啟動時編譯和預編譯。啟動時編譯即在運行應用程序時，對需要執行的代碼進行實時編譯；而預編譯即將整個應用程序在安裝時就全部編譯好，然後保存到OAT文件中。Android系統的ART虛擬機採用的就是預編譯模式，這樣可以降低應用程序的啟動時間，提高系統的性能。

七、AOT編譯後進一步加密

由於AOT編譯產生的可執行文件通常是裸露的機器碼，因此在一些需要程序加密的場合，可能需要進一步對AOT編譯結果進行處理，添加補丁，以達到加密的目的。這個過程通常是通過掃描AOT編譯結果並且解析出其中的代碼段和數據段進行處理。

八、AOT編譯安卓

在Android系統中，AOT編譯是非常重要的一個環節，可以提高程序的執行效率和系統性能。對於開發者來說，了解AOT編譯的原理和機制，能夠更好地進行程序開發和優化工作，提高應用程序的質量和性能表現。

九、AOT編譯知乎

知乎上有關AOT編譯的話題評論如下：

評論1：AOT技術在APP開發中，對提高APP啟動速度具有極其重要的作用，因為我們在開發APP時，從UI與設計方面下手經常帶來強的效果與Experience，但效果與Experience並不能直接提升一個APP的啟動速度；關於AOT技術的文章不多，但是還是希望程序猿們多學習這方面的知識，提高APP的性能。

評論2：AOT編譯技術在移動應用領域的應用非常廣泛，這個過程就是將高級語言代碼(如Java)編譯為機器語言代碼，這樣可以提高應用程序的運行速度，降低耗電量，提高效率。

評論3：眾所周知，AOT編譯在安卓系統中扮演著非常重要的角色，在應用程序的啟動速度和性能優化上起到了至關重要的作用。AOT編譯的方式就是在應用程序啟動之前，將應用程序的代碼編譯成機器碼，以便更快地執行。同時，AOT編譯的方式也可以帶來較大的安全性、穩定性和性能穩定性、有效緩解動態編譯所帶來的效率問題和過程中的需要的消耗問題。