Pengembangan iteratif yang cepat untuk Android
Halaman ini menjelaskan cara bazel mobile-install
membuat pengembangan iteratif
untuk Android menjadi jauh lebih cepat. Artikel ini menjelaskan manfaat pendekatan ini dibandingkan
tantangan metode penginstalan aplikasi tradisional.
Ringkasan
Untuk menginstal perubahan kecil pada aplikasi Android dengan sangat cepat, lakukan hal berikut:
- Temukan aturan
android_binary
untuk aplikasi yang ingin Anda instal. - Nonaktifkan Proguard dengan menghapus atribut
proguard_specs
. - Tetapkan atribut
multidex
kenative
. - Tetapkan atribut
dex_shards
ke10
. - Hubungkan perangkat yang menjalankan ART (bukan Dalvik) melalui USB dan aktifkan proses debug USB di perangkat tersebut.
- Jalankan
bazel mobile-install :your_target
. Startup aplikasi akan sedikit lebih lambat dari biasanya. - Edit kode atau resource Android.
- Jalankan
bazel mobile-install --incremental :your_target
. - Nikmati tanpa perlu menunggu banyak.
Beberapa opsi command line untuk Bazel yang mungkin berguna:
--adb
memberi tahu Bazel biner adb yang akan digunakan--adb_arg
dapat digunakan untuk menambahkan argumen tambahan ke command lineadb
. Salah satu aplikasi yang berguna adalah memilih perangkat yang ingin Anda instal jika Anda memiliki beberapa perangkat yang terhubung ke workstation:bazel mobile-install --adb_arg=-s --adb_arg=<SERIAL> :your_target
--start_app
otomatis memulai aplikasi
Jika ragu, lihat contoh atau hubungi kami.
Pengantar
Salah satu atribut terpenting dari toolchain developer adalah kecepatan: ada perbedaan yang sangat besar antara mengubah kode dan melihatnya berjalan dalam detik dan harus menunggu beberapa menit, terkadang berjam-jam, sebelum Anda mendapatkan masukan tentang apakah perubahan Anda melakukan hal yang Anda harapkan.
Sayangnya, toolchain Android tradisional untuk mem-build .apk memerlukan banyak langkah monolitik dan berurutan, dan semua ini harus dilakukan untuk mem-build aplikasi Android. Di Google, menunggu lima menit untuk mem-build perubahan satu baris bukanlah hal yang aneh pada project yang lebih besar seperti Google Maps.
bazel mobile-install
mempercepat pengembangan iteratif untuk Android dengan
menggunakan kombinasi pruning perubahan, sharding pekerjaan, dan manipulasi cerdas
internal Android, tanpa mengubah kode aplikasi Anda.
Masalah pada penginstalan aplikasi tradisional
Mem-build aplikasi Android memiliki beberapa masalah, termasuk:
Dexing. Secara default, "dx" dipanggil tepat sekali dalam build dan tidak tahu cara menggunakan kembali pekerjaan dari build sebelumnya: dx akan mendekode setiap metode lagi, meskipun hanya satu metode yang diubah.
Mengupload data ke perangkat. adb tidak menggunakan bandwidth penuh koneksi USB 2.0, dan aplikasi yang lebih besar dapat memerlukan banyak waktu untuk diupload. Seluruh aplikasi diupload, meskipun hanya sebagian kecil yang telah berubah, misalnya, resource atau satu metode, sehingga hal ini dapat menjadi bottleneck utama.
Kompilasi ke kode native. Android L memperkenalkan ART, sebuah runtime Android baru, yang mengompilasi aplikasi terlebih dahulu, bukan mengompilasinya tepat waktu seperti Dalvik. Hal ini membuat aplikasi jauh lebih cepat dengan mengorbankan waktu penginstalan yang lebih lama. Ini adalah kompromi yang baik bagi pengguna karena mereka biasanya menginstal aplikasi sekali dan menggunakannya berkali-kali, tetapi menghasilkan pengembangan yang lebih lambat karena aplikasi diinstal berkali-kali dan setiap versi dijalankan paling banyak dalam beberapa kali.
Pendekatan bazel mobile-install
bazel mobile-install
membuat peningkatan berikut:
dexing yang di-sharding. Setelah mem-build kode Java aplikasi, Bazel akan mengelompokkan file class menjadi bagian yang berukuran kira-kira sama dan memanggil
dx
secara terpisah di atasnya.dx
tidak dipanggil pada shard yang tidak berubah sejak build terakhir.Transfer file inkremental. Resource Android, file .dex, dan library native dihapus dari .apk utama dan disimpan di bawah direktori penginstalan seluler terpisah. Hal ini memungkinkan Anda mengupdate kode dan resource Android secara independen tanpa menginstal ulang seluruh aplikasi. Dengan demikian, transfer file memerlukan waktu lebih sedikit dan hanya file .dex yang telah berubah yang dikompilasi ulang di perangkat.
Memuat bagian aplikasi dari luar .apk. Aplikasi stub kecil dimasukkan ke dalam .apk yang memuat resource Android, kode Java, dan kode native dari direktori penginstalan seluler di perangkat, lalu mentransfer kontrol ke aplikasi yang sebenarnya. Semua ini transparan untuk aplikasi, kecuali dalam beberapa kasus ekstrem yang dijelaskan di bawah.
Dexing dengan Shard
Dexing dengan shard cukup mudah: setelah file .jar di-build, alat
akan mengelompokkan file tersebut ke dalam file .jar terpisah dengan ukuran yang kira-kira sama, lalu memanggil
dx
pada file yang diubah sejak build sebelumnya. Logika yang
menentukan shard mana yang akan di-dex tidak khusus untuk Android: logika ini hanya menggunakan
algoritma pemangkasan perubahan umum Bazel.
Versi pertama algoritme sharding hanya mengurutkan file .class berdasarkan abjad, lalu memotong daftar menjadi bagian-bagian yang berukuran sama, tetapi cara ini terbukti kurang optimal: jika class ditambahkan atau dihapus (bahkan yang bertingkat atau anonim), hal ini akan menyebabkan semua class menurut abjad setelah bergeser satu, sehingga menghasilkan dexing shard tersebut lagi. Oleh karena itu, diputuskan untuk mengelompokkan paket Java, bukan class individual. Tentu saja, hal ini masih menghasilkan dexing banyak shard jika paket baru ditambahkan atau dihapus, tetapi hal ini jauh lebih jarang daripada menambahkan atau menghapus satu class.
Jumlah shard dikontrol oleh file BUILD (menggunakan
atribut android_binary.dex_shards
). Dalam kondisi ideal, Bazel akan
otomatis menentukan jumlah shard yang terbaik, tetapi saat ini Bazel harus mengetahui
kumpulan tindakan (misalnya, perintah yang akan dieksekusi selama build) sebelum
mengeksekusi salah satunya, sehingga tidak dapat menentukan jumlah shard yang optimal
karena tidak mengetahui jumlah class Java yang pada akhirnya akan ada di
aplikasi. Secara umum, semakin banyak shard, semakin cepat build dan
penginstalan, tetapi semakin lambat startup aplikasi, karena penaut
dinamis harus melakukan lebih banyak pekerjaan. Nilai terbaik biasanya antara 10 dan 50 sharding.
Transfer file inkremental
Setelah membuat aplikasi, langkah berikutnya adalah menginstalnya, sebaiknya dengan upaya seminimal mungkin. Penginstalan terdiri dari langkah-langkah berikut:
- Menginstal .apk (biasanya menggunakan
adb install
) - Mengupload file .dex, resource Android, dan library native ke direktori penginstalan seluler
Tidak ada banyak inkrementalitas pada langkah pertama: aplikasi diinstal
atau tidak. Bazel saat ini mengandalkan pengguna untuk menunjukkan apakah harus melakukan langkah ini
melalui opsi command line --incremental
karena tidak dapat menentukan dalam
semua kasus apakah diperlukan atau tidak.
Pada langkah kedua, file aplikasi dari build akan dibandingkan dengan file manifes di perangkat yang mencantumkan file aplikasi mana yang ada di perangkat dan checksumnya. Setiap file baru akan diupload ke perangkat, setiap file yang telah berubah akan diperbarui, dan setiap file yang telah dihapus akan dihapus dari perangkat. Jika manifes tidak ada, setiap file diasumsikan harus diupload.
Perhatikan bahwa Anda dapat mengelabui algoritma penginstalan inkremental dengan mengubah file di perangkat, tetapi tidak checksum-nya dalam manifes. Hal ini dapat dilindungi dengan menghitung checksum file di perangkat, tetapi hal ini dianggap tidak sebanding dengan peningkatan waktu penginstalan.
Aplikasi Stub
Aplikasi stub adalah tempat keajaiban untuk memuat dexes, kode native, dan
resource Android dari direktori mobile-install
di perangkat.
Pemuatan yang sebenarnya diimplementasikan dengan membuat subclass BaseDexClassLoader
dan merupakan
teknik yang cukup terdokumentasi dengan baik. Hal ini terjadi sebelum class
aplikasi dimuat, sehingga class aplikasi apa pun yang ada di apk dapat
ditempatkan di direktori mobile-install
di perangkat sehingga dapat diupdate
tanpa adb install
.
Hal ini perlu terjadi sebelum salah satu class aplikasi dimuat, sehingga tidak ada class aplikasi yang perlu ada dalam .apk, yang berarti perubahan pada class tersebut akan memerlukan penginstalan ulang sepenuhnya.
Hal ini dilakukan dengan mengganti class Application
yang ditentukan dalam
AndroidManifest.xml
dengan
aplikasi stub. API ini
mengontrol kapan aplikasi dimulai, serta menyesuaikan loader class dan
resource manager dengan tepat pada saat yang paling awal (konstruktornya) menggunakan
refleksi Java pada bagian internal framework Android.
Hal lain yang dilakukan aplikasi stub adalah menyalin library native
yang diinstal oleh penginstalan seluler ke lokasi lain. Hal ini diperlukan karena
penaut dinamis memerlukan bit X
untuk ditetapkan pada file, yang tidak dapat
dilakukan untuk lokasi apa pun yang dapat diakses oleh adb
non-root.
Setelah semua hal ini selesai, aplikasi stub kemudian membuat instance
class Application
yang sebenarnya, mengubah semua referensi ke dirinya sendiri menjadi aplikasi
yang sebenarnya dalam framework Android.
Hasil
Performa
Secara umum, bazel mobile-install
menghasilkan peningkatan kecepatan build
dan penginstalan aplikasi besar sebesar 4x hingga 10x setelah perubahan kecil.
Angka berikut dihitung untuk beberapa produk Google:
Hal ini, tentu saja, bergantung pada sifat perubahan: kompilasi ulang setelah mengubah library dasar memerlukan lebih banyak waktu.
Batasan
Trik yang dimainkan aplikasi stub tidak berfungsi dalam setiap kasus. Kasus berikut menyoroti saat fitur ini tidak berfungsi seperti yang diharapkan:
Saat
Context
ditransmisikan ke classApplication
diContentProvider#onCreate()
. Metode ini dipanggil selama startup aplikasi sebelum kita memiliki kesempatan untuk mengganti instance classApplication
, sehinggaContentProvider
akan tetap mereferensikan aplikasi stub, bukan yang asli. Bisa dibilang, ini bukan bug karena Anda tidak harus mendowncastContext
seperti ini, tetapi tampaknya hal ini terjadi di beberapa aplikasi di Google.Resource yang diinstal oleh
bazel mobile-install
hanya tersedia dari dalam aplikasi. Jika resource diakses oleh aplikasi lain melaluiPackageManager#getApplicationResources()
, resource ini akan berasal dari penginstalan non-inkremental terakhir.Perangkat yang tidak menjalankan ART. Meskipun aplikasi stub berfungsi dengan baik di Froyo dan yang lebih baru, Dalvik memiliki bug yang membuatnya berpikir bahwa aplikasi salah jika kodenya didistribusikan melalui beberapa file .dex dalam kasus tertentu, misalnya, saat anotasi Java digunakan dengan cara tertentu. Selama tidak menghilangkan bug ini, aplikasi seharusnya berfungsi dengan Dalvik juga (perlu diperhatikan bahwa dukungan untuk versi Android lama bukanlah fokus kami)