昨天华为正式开源了其方舟编译器,一时间引起热议。在方舟技术专家所在的微信群中,关于为何方舟需要研发
10 年的问题被首次回应。

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华为方舟编译器(OpenArkCompiler)正式开源,官网已上线,源代码包、二进制包已提供下载,相关文档、演示等资料也一应俱全。

JFinal 作者詹波的疑惑是为什么方舟编译器需要花费 10 年时间才实现

本次方舟编译器开源的是编译器框架部分源码,包括编译器中间表示(IR)和语言编译实现,同时搭配编译器其他二进制组件,实现Java程序到aarch64汇编指令的编译过程。

方舟编译器官网的深度解密文章表明,做出方舟编译器的难度极大。我理解为比做一个
C++ 编译器的难度要大得多得多,否则打造方舟编译器不会需要十年时间。

而 C++ 远比 Java 复杂度高,为什么做一个 Java 编译器的难度会远比做 C++
编译器要高得多呢?

官网的方舟深度解密文章中并未透彻说明核心难点在哪里。

开发者可基于开源代码+二进制,编译构建出编译器工具链,尝试对Java程序进行编译。

关于方舟编译器的深度解析,可以查看:拜拜虚拟机,全面深度解密华为方舟编译器。

社区参与者可以通过框架源码学习方舟编译器的编译器中间表达(IR)及基本的中端编译框架,熟悉方舟编译器的架构思想,并参与诸如对编译器中端优化的贡献。

方舟专家不闲解答了他的疑惑,他介绍,首先在构思方舟的时候华为并没有选择
C++,是因为国内生态开发者主要还是 Java/Kotlin 为主,而 Java
本身是动态语言,如果要能够在服务器侧做到静态编译,又不能动手裁剪语言的动态能力,就需要
IR,运行时,编译器以及编程框架一起修改。这还要考虑复杂的兼容问题,导致技术方案选型的困难

按照华为的介绍,方舟编译器是为支持多种编程语言、多种芯片平台的联合编译、运行而设计的统一编程平台,包含编译器、工具链、运行时等关键部件,目前还在持续演进中,上述能力将陆续实现和开源。

其次要想提高流畅度,需要提升内存使用效率、提升 JNI
效率,需要想尽办法控制动态绑定对性能的影响,需要 profile
上有更准确的信息,这是系统工程上的困难

通过多语言统一IR表示,方舟编译器可实现应用中多种编程语言联合编译优化提升性能,而且在支持多平台的同时,根据设备特征提供便捷的开发与部署策略提升效率。

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华为方舟编译器提供了全新的系统及应用的编译和运行机制,从动态编译变为静态编译,就是直接将高级语言直接编译成机器码,彻底消除了虚拟机动态编译的额外开销,实现了开发和运行效率的兼容并举。

不闲表示,其实二进制编译也只是一种技术路线,简单的 AOT
也是生成二进制,问题的关键是如何提升编译后的代码执行效率,这是当前的主要困难。做出一个可以工作的不难,难在做出世界顶尖性能。“甲骨文、Jetbrains
等很多海外公司都在做类似尝试,如果不是有大牛压台……我们国内能做 IR
设计和内存模型的人很少,大家也都不再用汇编编程了。”

1、多语言联合

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将同一应用中的不同语言代码联合编译、联合优化,消除语言间的性能“鸿沟”,降低开发者的优化成本

欢迎留言探讨。

2、轻量运行时

(文/开源中国)    

通过编译器的语言实现能力和优化能力增强,应用运行时的开销更小

3、软硬件协同

编译器与芯片实现软硬件协同优化,充分发挥硬件能效,应用体验更佳

4、多平台支持

支持面向多样化的终端设备平台进行编译和运行,根据设备特征提供便捷的开发与部署策略,提高开发效率

当前方舟编译器支持Java/Kotlin程序字节码的前端输入,C/C++/JS等其它编程语言的支持还在规划中。

方舟编译器的中间表示(IR)转换器将前端输入转换成方舟IR,并输送给后端的优化器,最终生成二进制文件,二进制文件与编译器运行时库文件链接生成可执行文件,在方舟的运行环境中就可执行该文件。

方舟编译器IR是支持程序编译和运行的中间程序表示。程序源代码中的任何信息对于程序分析和优化都是有帮助的,所以方舟IR的目标是尽可能完整详细地提供源程序的信息。

- 硬件配置推荐

方舟编译器的硬件配置需求不高,最低只需2GHz双核心处理器、2GB内存、200GB硬盘空间,当然要获得最高效率,更高配置是强烈推荐的。

- 开发环境推荐

需要64位版本的Linux,尤其推荐Ubuntu 16.04

sudo apt-get -y install openjdk-8-jdk git-core gnupg flex bison gperf
build-essential zip curl zlib1g-dev libc6-dev-i386 lib32ncurses5-dev
x11proto-core-dev libx11-dev lib32z-dev ccache libgl1-mesa-dev
libxml2-utils xsltproc unzip lib32z1-dev qemu g++-multilib gcc-multilib
python3-paramiko python-paramiko python-jenkins python-requests
python-xlwt libglib2.0-dev libpixman-1-dev linux-libc-dev:i386

sudo apt-get -y install gcc-5-aarch64-linux-gnu g++-5-aarch64-linux-gnu

- Clang编译器

主要用于编译方舟编译器代码。

下载clang+llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04,地址:

放置到openarkcompiler/tools目录,打开openarkcompiler/build/config/BUILDCONFIG.gn文件,将GN_C_COMPILER、GN_CXX_COMPILER和GN_AR三个变量配置为Clang编译器所在路径。例如:

GN_C_COMPILER =
“${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/clang”

GN_CXX_COMPILER =
“${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/clang++”

GN_AR =
“${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/llvm-ar”

其中${MAPLE_ROOT}为openarkcompiler源码根目录。

安装Ninja、GN并完成配置

- Ninja、GN

下载Ninja(v1.9.0)及GN(Linux Version) Ninja,地址:

GN下载地址:

将GN和Ninja可执行程序放置到openarkcompiler/tools目录,打开openarkcompiler/Makefile文件,将GN和NINJA两个变量配置为GN和Ninja可执行程序所在路径。例如:

GN := ${MAPLE_ROOT}/tools/gn/gn

NINJA := ${MAPLE_ROOT}/tools/ninja_1.9.0/ninja

Q1:方舟编译器开源有官方网站吗?

A1:

孵化期间,官方网站为

Q2:方舟编译器是一次性全部代码吗?

A2:

首次开源范围是编译器IR(Intermediate Representation)、RC(Reference
Counting)和多语言设计思想等,用于与业界、学术界沟通交流。后续将陆续开源编译器前端、后端,支持其它语言(比如JavaScript)的编译等。

当前部分Java语言特性和JVM虚拟机特性的支持未包括在本次开源代码中,包括annotation、lambda表达式、泛型等。

目前仍有很多地方不完善,会在社区陆续迭代,遇到问题请在社区提交issue。

Q3:通过哪些渠道可以获取方舟编译器的框架源码?

A3:

孵化期间,开发者可以通过如下代码托管网址获得相关代码和文档,供参考学习、了解方舟编译器的架构和代码。

华为云托管地址:

开源中国码云托管地址:

Q4:方舟编译器开源路标是怎样的?

A4:

方舟编译器从2019年8月开始开源,欢迎广大的应用开发者、手机厂商、软件从业人员一起共建开源社区和生态。

开源计划大体上这样安排:2019年8月重点开源框架部分;后续将陆续开源编译器前端、后端;支持Jav
程序编译、JavaScript语言应用的编译等。

Q5:还有哪些方式可以获取方舟编译器的相关信息?

A5:

方舟编译器有官方微信公众号:开源方舟编译器

Q6:方舟编译开源面向全球开发者吗?英文网站何时上线?

A6:

方舟编译器是向全球开发者进行开源,因此,官方网站和代码托管平台均面向全球开发者开放。

目前英文版网站正在紧张的开发及内测,计划将于2019年Q4上线。

Q7:方舟编译器源码托管计划是怎么的?

A7:

孵化委员会期间,方舟编译器代码是托管在华为云上面。

在未来走向开放治理以后,将由所挂靠机构选择的平台进行托管。如果挂靠的机构采取了X平台,就采用这个机构的代码托管模式进行托管。

当前代码托管的地址:

所有相关信息请以方舟编译器开源官方网站发布为准。

Q8:方舟编译器开源使用的是什么License?

A8:

方舟编译器采用木兰License,由业界众多专家和公司集体共建,并非华为主导,具体好处详见专业点评:

开源中国:

开源社:

InfoQ:

Q9: 如何确认下载包来源可靠?MD5校验码是多少?

A9:

OpenArkCompiler-0.2-ubuntu-16.04-x86_64.tar.gz二进制包的MD5码是:e7dc8b8c242f2d26429e2ad71dae3112

OpenArkCompiler-0.2.tar.gz源代码包的MD5码是:1bf859a67c8b9a2d4080bdaf25ef6181

从官网给出的介绍看,目前已有至少45款第三方应用支持华为方舟编译器,都是大家耳熟能详的超大用户量APP,不过尚未看到微信。

具体名单如下: