Flutter 编译模式

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在接触到Flutter后，我就在思考一个问题，作为一个跨平台方案，Flutter究竟是如何在不同的CPU架构、不同的操作系统上运行的呢，它采取了怎么的编译策略，对应平台的编译产物是什么呢？本文以Android平台为例，进行了分析整理。

一、基础说明

编程语言要达到可运行的目的需要经过编译，一般地来说，编译模式分为两类：JIT 和 AOT。

  • JIT JIT(Just In Time) 翻译为 即时编译，指的是在程序运行中，将热点代码编译成机器码，提高运行效率。常见例子有 V8 引擎和 JVM，JIT 可以充分利用解释型语言的优点，动态执行源码，而不用考虑平台差异性。这里需要注意的是，对于 JVM 来说，源码指字节码，而不是 Java 源码。

  • AOT AOT(Ahead Of Time) 称为 运行前编译，指的是在程序运行之前，已经编译成对应平台的机器码，不需要在运行中解释编译，就可以直接运行。常见例子有 C 和 C++。 虽然，我们会区别 JIT 和 AOT 两种编译模式，但实际上，有很多语言并不是完全使用 JIT 或者 AOT 的，通常它们会混用这两种模式，来达到最大的性能优化。

二、Dart编译模式

  • Script：最普通的 JIT模式，在 PC命令行调用 dart vm执行 dart源代码文件即是这种模式。

  • Script Snapshot：JIT模式，和上一个不同的是，这里载入的是已经 token化的 dart源代码，提前执行了上一步的 lexer步骤。

  • Application Snapshot：JIT模式，这种模式来源于 dart vm直接载入源码后 dump出数据。dart vm通过这种数据启动会更快。不过值得一提的是这种模式是区分架构的，在 x64上生成的数据不可以给 arm使用。

  • AOT：AOT模式，直接将 dart源码编译出 .S文件，然后通过汇编器生成对应架构的代码。

Dart编译模式

三、Flutter编译模式

  • Script：同 Dart Script模式一致，虽然 Flutter支持，但暂未看到使用，毕竟影响启动速度。

  • Kernel Snapshot：Dart的 bytecode 模式，bytecode模式是不区分架构的。Kernel Snapshot在 Flutter项目内也叫 Core Snapshot。bytecode模式可以归类为 AOT编译。

  • Core JIT：Dart的一种二进制模式，将指令代码和 heap数据打包成文件，然后在 vm和 isolate启动时载入，直接标记内存可执行，可以说这是一种 AOT模式。Core JIT也被叫做 AOTBlob

  • AOT Assembly: 即 Dart的 AOT模式。直接生成汇编源代码文件，由各平台自行汇编。包体积比较大，区分架构。

可以看出来，Flutter将 Dart的编译模式复杂化了，多了不少概念，其实主要是为了解决Flutter在开发阶段、生产阶段的不同开发需求。

开发阶段的编译模式

在开发阶段，我们需要 Flutter的 Hot Reload和 Hot Restart功能，方便 UI快速成型。同时，框架层也需要比较高的性能来进行视图渲染展现。因此开发模式下，Flutter使用了 Kernel Snapshot模式编译。以Android为例，使用如下命令编译：

1
2
 flutter build apk --target-platform=android-arm64 --debug
`

编译完成后，具体的打包产物如下：

Flutter 构建产物分析（Android）

  • isolate_snapshot_data：用于加速 isolate启动，业务无关代码，固定，仅和 flutter engine版本有关；
  • vm_snapshot_data: 用于加速 dart vm启动的产物，业务无关代码，仅和 flutter engine版本有关；
  • kernel_blob.bin：业务代码产物；
  • flutter.so：Flutter引擎；

    此处和一些博客中的记录有所出入，我理解应该是Flutter在演进过程中带来的差异；

生产阶段的编译模式

在生产阶段，应用需要的是非常快的速度，所以 Android和 iOS target毫无意外地都选择了 AOT打包。以Android为例，使用如下命令编译：

1
flutter build apk --target-platform=android-arm64 --release

编译完成后，具体的打包产物如下：

Flutter Release模式产物

  • libapp.so：业务代码产物；
  • flutter.so：Flutter引擎；

此外，Flutter还又一种Profile模式，，主要用于性能分析阶段，用于分析真实设备的实际运行性能，跟Release并无太大差异，只是多了对服务扩展的支持，此处就不展开了，有兴趣的同学可以自己Google一下；

四、参考